空调风、水系统设计.

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1、第二章第二章空气调节工程设计方法空气调节工程设计方法 2.1空调系统风道设计空调系统风道设计 2.1.1风道设计的基本知识 一一. . 风道的布置原则风道的布置原则 风道布置直接关系到空调系统的总体布置，它与工风道布置直接关系到空调系统的总体布置，它与工 艺、土建、电气、给排水等专业关系密切，应相互配合艺、土建、电气、给排水等专业关系密切，应相互配合 、协调一致。、协调一致。 1空调系统的风道在布置时应考虑使用的灵活性。当系统服务于 多 个房间时，可根据房间的用途分组，设置各个支风道，以便与调节。 2风道的布置应根据工艺和气流组织的要求，可以采用架空明敷设， 也可以暗敷设于地板下、内墙或顶棚中

2、。 3风道的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件 应安排得当，管件与风管的连接、支管与干管的连接要合理，以减少 阻力和噪声。 4风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计、 风量测定孔、采样孔等）或预留安装测量装置的接口。调节和测量装 置应设在便于操作和观察的地方。 5风道布置应最大限度地满足工艺需要，并且不妨碍生产操作。 6风道布置应在满足气流组织要求的基础上，达到美观、实用的原则 。 二. 风管材料的选择 用作风管的材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、玻璃钢板、胶合板 、铝板、砖及混凝土等。需要经常移动的风管，则大多采用柔性材料制 成各种软管，如塑料软管、金属软管

3、、橡胶软管等。 薄钢板有普通薄钢板和镀锌薄钢板两种。钢板厚度，一般采用0.5 1.5mm左右。 对于有防腐要求的空调工程，可采用硬聚氯乙烯塑料板或玻璃钢 板制作的风管。仅限于室内应用，且流体温度不可超过-10+60。 以砖、混凝土等材料制作风管，主要用于与建筑、结构相配合的 场合。 三. 风管断面形状的选择 风管断面形状有圆形和矩形两种。圆形断面的风管强度大、阻力 小、消耗材料少，但加工工艺比较复杂，占用空间多，布置时难以与 建筑、结构配合，常用于高速送风的空调系统；矩形断面的风管易加 工、好布置，能充分利用建筑空间，弯头、三通等部件的尺寸较圆形 风管的部件小。为了节省建筑空间，布置美观，一般

4、民用建筑空调系 统送、回风管道的断面形状均以矩形为宜。 常用矩形风管的规格如下表所示。为了减少系统阻力，并考虑 空调房间吊顶高度的限制，进行风道设计时，矩形风管的高宽比宜小 于6，最大不应超过10。 外边长（长宽）(mm) 1201203202005004008006301250630 1601203202505005008008001250800 160160320320630250100032012501000 20016040020063032010004001600500 20020040025063040010005001600630 250120400320630500100063

5、01600800 250160400400630630100080016001000 250200500200800320 10001000 16001250 25025050025080040012504002000800 320160500320800500125050020001000 一.风道设计的原则 风道设计时应统筹考虑经济、实用两条基本原则。 二.风道设计的基本任务： 1确定风管的断面形状，选择风管的断面尺寸。 2计算风管内的压力损失，最终确定风管的断面尺寸，并 选择合适的通风机。 2.1.2风道设计的基本任务道设计的基本任务 风管的压力损失P由沿程压力损失Py和局部压力损失Pj

6、两部分组 成，即： P=Py+Pj （Pa） （一）沿程压力损失的基本计算公式 长度为l(m)的风管沿程压力损失可按下式计算： Py=pyl (Pa) 式中 py单位管长沿程压力损失，也称为单位管长摩擦阻力损 失 ，单位为Pa/ m，可查阅附录13以及有关设计手册中风管单位长度 沿程压力损失计算表进行计算。 （二）局部压力损失的基本计算公式 Pj=2/2 （Pa） 式中 局部阻力系数； 与之对应的断面流速。 空气密度，标准状况下（大气压力为101325 Pa，温 度为20），=1.2kg/m3； 附录14以及许多文献资料中，都载有各种各样管件的局部阻力 系数计算表，可供设计时选用。 一风道水力

7、计算方法 风道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、回风点 的位置和风量均已确定的基础上进行的。 风道水力计算的主要目的是确定各管段的管径（或断面尺寸）和 阻力，保证系统内达到要求的风量分配，最后确定风机的型号和动 力消耗。 风道水力计算方法比较多，如假定流速法、压损平均法、静压复 得法等。对于低速送风系统大多采用假定流速法和压损平均法，而 高速送风系统则采用静压复得法。 2.1.3 风道设计道设计计算的方法与步骤 1假定流速法 假定流速法也称为比摩阻法。先按技术经济要求选定风管的风速，再 根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。这是低速送风系统目前 最常用的一种计算方法。 2压损平均

8、法 压损平均法也称为当量阻力法。这种方法以单位管长压力损失相等为 前提，在已知总作用压力的情况下，取最长的环路或压力损失最大的 环路，将总的作用压力值按干管长度平均分配给环路的各个部分，再 根据各部分的风量和所分配的压力损失值，确定风管的尺寸，并结合 各环路间的压力损失的平衡进行调节，以保证各环路间压力损失的差 值小于15%。该方法适用于风机压头已定，以及进行分支管路压损平 衡等场合。 3静压复得法 静压复得法的含义是，当流体的全压一定时，风速降低，则静压增加 ，利用这部分“复得”的静压来克服下一段主干管道的阻力，以确定管 道尺寸，从而保持各分支前的静压都相等，这就是静压复得法。此方 法适用于

9、高速空调系统的水力计算。 二风道水力计算步骤 以假定流速法为例，说明风道水力计算的方法步骤： 1确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴测图 ，作为水力计算草图。 2在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。 管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头 ）本身的长度。 3选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多得环路。 4根据造价和运行费用的综合最经济的原则，选择合理的空气流速 。根据经验总结，风管内的空气流速可按P111表6.3确定。 5根据给定风量和选定流速，逐段计算管道断面尺寸，并使其符合 表6.1所列的矩形风管统一规格。然后根据选定了的断面尺寸

10、和风量 ，计算出风道内实际流速。 通过矩形风管的风量G可按下式计算： G=3600ab (m3/h) 式中 a，b分别为风管断面净宽和净高，m。 6计算风管的沿程阻力 根据沿程阻力计算公式：Py=pyl 查风管单位长度沿程压力损失计算表求出单位长度摩擦阻力损 失py，再根据管长l，计算出管段的摩擦阻力损失。 7计算各管段局部阻力 根据局部阻力计算公式： Pj=2/2 查局部阻力系数计算表取得局部阻力系数值，求出局部阻 力损失。 8计算系统的总阻力，P=（pyl +Pj ）。 9检查并联管路的阻力平衡情况。 10根据系统的总风量、总阻力选择风机。 三风道设计计算实例（P112例6.1 ） 空调系

11、统推荐的送风机静压值如下，可供估算时参考。 空调系统类别风机静压值(Pa) 小型空调系统（空调服务面积300m2以内） 中型空调系统（空调服务面积2000m2以内） 大型空调系统（空调服务面积大于2000m2） 高速送风系统（空调服务面积2000m2以内） 高速送风系统（空调服务面积大于2000m2） 400500 600750 6501000 10001500 15002500 小型通风系统 一般通风系统 100250 300400 一单风机系统 单风机系统是指只设送风机而不设回风机，整个系统内的压力 损失全部由送风机来承担的空调系统。 对于单风机系统来说，要注意到零点的位置，若系统排风位于

12、 回风的负压区，则排风不可能通过排风阀排出，必须单设一轴流式 排风机，如图中虚线所示。 2.1.4 风管内的压力分布 二双风机系统 双风机系统是指既设置有送风机而且设置有回风机的空调系统，系统 内的压力损失由送风机和回风机共同承担。 对于双风机系统来说，排风必须处于回风机的正压段，而新风和回风 必须处于送风机的负压段。如图中所示， 段由于回风机的加压 作用，处于正压区，排风可以通过排风阀直接排出。而段由于送 风机的抽吸作用，处于负压区，新风和回风均可被抽吸进来。为零 位阀，通过该阀处的风压应该为零。 特别需要注意的是：新风、排风、回风的位置。 复习思考题 1简叙风道布置的原则。 2常用的风管材

13、料由哪些？各适用于什么场合？ 3为什么说“矩形风管的高宽比宜小于6，最大不小于10”？ 4风道设计的基本任务是什么？ 5试解释下列名词： （1）沿程压力损失； （2）单位管长摩擦阻力损失； （3）局部压力损失； （4）风管的当量直径。 6影响局部阻力系数的因素有哪些？ 7为什么说风管内空气流速对空调系统的经济性有较大的影响？ 2.2空调水系统设计空调水系统设计 空调水系统包括冷（热）媒水系统和冷却水系统两部分。 冷媒水系统是指夏季由冷水机组向风机盘管机组、新风机组或组 合式空调机组的表冷器（或喷水室）供给供水7、回水12的冷媒 水；在冬季由换热站向风机盘管机组、新风机组等供给供水60、 回水5

14、0的热媒水。 冷却水系统是指利用冷却塔向冷水机组的冷凝器供给循环冷却水 的系统。 2.2.1 空调调冷媒水系统统分类类 1.按照冷媒水的循环环方式分： 1）开式循环环系统统：它的末端管路是与大气相通的，冷媒回水集中进进 入建筑物的回水箱或蓄冷水池内，再由循环泵环泵 将回水打入冷水机组组的 蒸发发器内，经经重新冷却后的冷媒供水被输输送至整个系统统。 典型的开式循环环系统统有：组组合式空调调机组组采用喷喷水室处处理空气的 冷媒水系统统、具有蓄冷水池的冷媒水系统统等。 2）闭闭式循环环系统统：冷媒水在系统统内进进行密闭闭循环环，不与大气相接 触 为为了容纳纳系统统中水体积积的膨胀胀，在系统统的最高点设设膨胀胀水箱。 典型的闭闭式循环环系统统有：组组合式空调调机组组采用表冷器处处理空气以 及风风机盘盘管机组组、新风风机组组的冷媒水系统统等。 开式系统与闭式系统的比较： （1） 开式系统所用的循环泵的扬程高，除了克服环路阻力外， 还要提供几何提升高度和末端的资用压头，循环水易受污染，管 路和设备易受腐蚀且容易产生水击等，除非高层建筑的地下室设 有蓄冷水池，一般用得不多。 （2） 闭式系统所用的循环泵的扬程比较低，循环水不易受污 染而管路的腐蚀程度轻，不用设回水池，而需要设膨胀水箱。 2. 按照供、回水制式分： 1）双管制供水方式： 一根供水管，一根回水管，供冷、供热