空调风管系统设计课件

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1、通风空调,TONG FENG KONG TIAO,单元8 空调风管系统设计,目 录,风管设计的基本知识,风管设计的基本任务,风管设计计算的方法与步骤,8.1,8.2,8.3,空调系统风管内的压力分布,8.4,8.5,8.6,空调系统风管内的空气流速,风管系统的安装,8.1 风管设计的基本知识,风管布置与工艺、土建、电气、给排水等专业相互配合、协调一致。 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，设置各个支风管，以便调节； 应根据工艺和气流组织的要求，可采用架空明敷设，也可暗敷于地板下、内墙或顶棚中； 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

2、的连接、支管与干管的连接要合理，以减少阻力和噪声； 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； 应最大限度地满足工艺需要，并且不妨碍生产操作； 应在满足气流组织要求的基础上，达到美观，实用的原则。,8.1.1 风管的布置原则,薄钢板 普通薄钢板 镀锌薄钢板 硬聚氯乙烯塑料板 玻璃钢板 胶合板 铝板 砖及混凝土 塑料软管、金属软管、橡胶软管,8.1.2 风管材料选择,是空调系统最常用的材料，其优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度，且具有一定的防腐性能，适用于有净化要求的空调系统

3、。钢板厚度一般采用0.51.5mm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。硬聚氯乙烯塑料板表面光滑、制作方便、但不耐高温，也不耐寒，在热辐射作用下容易脆裂，所以，仅限于室内应用，且流体温度不可超过-10+60范围。,用于与建筑、结构相配合的场合。它节省钢材，结合装饰，经久耐用，但阻力较大。在体育馆、影剧院等公共建筑和纺织厂的空调工程中，常利用建筑空间组合成送、回风管道。为了减少阻力、降低噪声，可采用降低管内流速、在风管内壁衬贴吸声材料等技术措施。,需要经常移动的风管，则大多采用柔性材料制成,圆形：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，

4、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：风管易加工、好布置，能充分利用建筑空间。一般民用建筑空调系统送、回风管道的断面形状均以矩形为宜。 表8-1 矩形风管规格（单位:mm）,8.1.3 风管断面形状,8.2 风管设计的基本任务,应统筹考虑经济、实用两条基本原则,8.2.1 风管设计原则,确定风管的断面形状，选择风管的断面尺寸 计算风管内的阻力损失，保证系统内达到要求的风量分配 选择合适的风机型号,8.2.2 风管设计的基本任务,风管的阻力损失P由沿程阻力损失Py和局部阻力损失Pj两部分组成 P=Py+Pj （Pa） 沿程阻力损失 Py=Ryl (Pa),圆形风管的当量直

5、径 矩形风管,空气的运动粘度，标准状况下， =,附录8-18-3。,局部阻力损失 附录8-4及大量相关手册中，都有各种管件的局部阻力系数计算表。,表8-2 各种材料的粗糙度,风管的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送、排风点的位置和风量均 已确定的基础上进行的。 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。 1、假定流速法 假定流速法也称为比摩阻法。这种方法是以风管内空气流速作为控制因素，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。这是目前低速送风系统最常用的一种计算方法。 2、压损平均法 压损平均法也称为当量阻力法。

6、这种方法以单位管长阻力损失相等为前提，在已知总作用压力的情况下，取最长的环路或阻力损失最大的环路，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。一般建议单位长度风管的摩擦阻力损失值为0.81.5Pa/m。该方法适用于风机压头已定，进行分支管路压损平衡等场合。 3、静压复得法 由于风管分支处风量的出流，使分支前后总风量有所减少，如果分支前后主风管断面变化不大，则风速必然下降。众所周知，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

7、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。此方法适用于高速空调系统的水力计算。,8.3风管设计计算的方法与步骤,8.3.1 风管水力计算方法,下面以假定流速法为例，来说明风管水力计算的方法步骤： 1、确定空调系统风管形式，合理布置风管，并绘制风管系统轴测图，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大的环路。 4、选择合理的空气流速，可按表8-3确定。 5、根据给定风量和选定风速，确定各计算管道断面尺寸

8、，并使其符合表8-1所 列的矩形风管统一规格（或圆形风管标准管径）。然后根据选定的断面尺寸和风量，计算出风管内实际流速。 矩形风管的风量： m3/h 式中 a、b分别为风管断面净宽和净高（m）。 圆形风管的风量： m3/h 式中 d圆形风管内径（m）。,8.3.2 风管水力计算步骤,表8-3 空调系统中的空气流速（m/s）,6、计算风管的沿程阻力损失 根据风管的断面尺寸和实际流速 ，查附表8-18-3或有关设计手册中求 出单位长度摩擦阻力损失，再根据式（8-2）及管长，求出管段的摩擦阻 力损失。 7、计算各管段局部阻力损失 按系统中的局部管件类型和实际流速，查附录8-4或有关设计手册中“局 部

9、阻力系数计算表”，查得局部阻力系数 的值，再根据式（8-5）求出 局部阻力损失。 8、计算系统的总阻力损失 9、并联管路的阻力平衡 为保证各送、排风点达到预期的风量，两并联支路的阻力必须保持平 衡。空调系统两个支路的阻力不平衡率一般不超过15%。如果不平衡率 超过15%，可通过调整管径、改变风量和调节阀门三种手段进行调节。,10、根据输送气体的性质、系统总风量和总阻力选择风机类型。空调系统选用一般风机。考虑风管、设备漏风及阻力计算不精确，阻力和风量应考虑一定富裕度。,Pf风机风压，Pa； Gf风机风量，m3/h ； KP风压附加系数，一般送排风系统取1.11.15； KG风量附加系数，一般送排

10、风系统取1.1。,【例8-1】某公共建筑直流式空调系统，如图8-1所示。风管全部用镀锌钢板制 作，表面粗糙度K=0.15mm。已知消声器阻力为50Pa，空调箱阻力为290Pa，试确 定该系统风管的断面尺寸及所需风机压头。,图8-1 某直流式空调系统图,A.孔板送风口（600mm600mm）；B.风量调节阀；C.消声器；D.防火调节阀； E.空调箱；F.进风格栅,8.3.3 风管设计计算例题,1、绘制系统轴测图，并对各管段进行编号，标注管段长度和风量，如图8-1所示。 2、选定最不利环路，逐段计算沿程阻力损失和局部阻力损失。本系统选定管段1-2-3-4-5-6为最不利环路。 3、列出管道水力计算

11、表8-4，并将各管段流量和长度按编号顺序填入计算表中。 4、分段进行管道水力计算，并将结果列入计算表8-4中。 管段1-2：风量1500m3/h，管段长l =9m。 沿程阻力损失计算： 由表8-3初选水平支管空气流速为4m/s，根据式(8-6)算得风管断面面积 取矩形断面为320mm320mm的标准风管，则实际断面积F=0.102m2，实际流速 根据流速4.08m/s，查附录8-2，得到单位长度摩擦阻力Ry=0.7Pa/m，则 管段1-2的沿程阻力,解：,局部阻力损失计算： 该管段存在局部阻力的部件有孔板送风口、连接孔板的渐扩管、多叶调 节阀、弯头、渐缩管及直三通。 孔板送风口：已知孔板面积6

12、00mm600mm，开孔率（即净孔面积比）为0.3，则孔板面风速为 m/s 根据面风速1.16m/s和开孔率0.3，查附录8-4，得孔板局部阻力系数 =13，故孔板的局部阻力 渐扩管：渐扩管的扩张角 ，查附录8-4，得=0.6，渐扩管的局部阻力,多叶调节阀：根据三叶片及全开度，查附录8-4，得 =0.25，多叶调节阀的局部阻力 弯头：根据 ，R/b=1.0,查附录8-4，得 =0.23，弯头局部阻力 渐缩管：渐缩管的扩张角 ，查附录8-4，得=0.1，渐缩管的局部阻力 直三通管：根据直三通管的支管断面与干管断面之比为0.64，支管风量与总风量之比为0.5，查附录8-13，得=0.1，则直三通管

13、的局部阻力,该管段局部阻力为 =10.5+5.99+2.5+2.3+1+1.6 =23.89Pa 该管段总阻力 管段2-3：风量3000m3/h，管段长l=5m，初选风速为5m/s。 沿程阻力损失计算： 根据假定流速法及标准化管径，求得风管断面尺寸320mm500mm，实际流速为5.2m/s，查得单位长度摩擦阻力 ，则管段2-3的沿程阻力为,局部阻力损失计算： 分叉三通：根据支管断面与总管断面之比为0.8，查附录8-4，得=0.28，则分叉三通管的局部阻力 （取总流流速） 该管段总阻力 管段3-4：风量4500m3/h，管段长l=9m，初选风速为6m/s。 沿程阻力损失计算： 根据假定流速法及

14、标准化管径，求得风管断面尺寸400mm500mm，实际流速为6.25m/s，查得单位长度摩擦阻力 ，则管段3-4的沿程阻力为 局部阻力损失计算： 该管段存在局部阻力的部件有消声器、弯头、防火调节阀、软接头及渐扩管。 消声器：消声器的局部阻力给定为50Pa，即,弯头：根据 ，R/b=1.0, a/b=0.8，查附表8-4，得=0.2，弯头的局部阻力 防火调节阀：根据三叶片及全开度，查附表8-4，得 =0.25，风量调节阀的局部阻力 软接头：因管径不变且很短，局部阻力忽略不计。 渐扩管：初选风机4-72-11No4.5A，出口断面尺寸为315mm360mm，故渐扩管为315mm360mm400mm

15、500mm，长度取为360mm，渐扩管的中心角 ，大小头断面之比为1.76，查附表8-4，得=0.15，对应小头流速 渐扩管的局部阻力 该管段局部阻力 =50.0+4.7+5.9+10.9 =71.5Pa,该管段总阻力 管段4-5：空调箱及其出口渐缩管合为一个局部阻力考虑 该管段总阻力 管段5-6：风量4500m3/h ，管段长l=6m，初选风速为6m/s。 沿程阻力损失计算： 根据假定流速法及标准化管径，求得风管断面尺寸400mm500mm，实际流速为6.25m/s，查得单位长度摩擦阻力 ，则管段5-6的沿程阻力为 局部阻力损失计算： 该管段局部阻力部件有突然扩大、弯头（两个）、渐缩管及进风格栅。 突然扩大：新风入口与空调箱面积之比取为0.2，查附录8-4，得=0.64，突然扩大的局部阻力,弯头（两个）：根据 ，R/b=1.0，a/b=0.8，查附录8-4，得 =0.20，弯头的局部阻力 渐缩管：断面从630mm500mm单面收缩至400mm500mm，取 45，查附录8-4，得=0.1，对应小头流速 渐缩管的局部阻力