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惠州市合意冷氣工程有限公司
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一、通風的定義和目的
通風即利用自然或機械的手段將(jiāng)室内空氣和外界空氣進(jìn)行交換,故也稱“換氣”,通風換氣可達到以下幾個目的:
1、滿足人體的呼吸(以CO2濃度作爲指标);
2、有害物質、煙、臭氣等的排出;
3、熱量的排出;
4、燃燒空氣的補充。
當進(jìn)行通風換氣設計時(shí),考慮節能(néng)性,應選擇較小的外部空氣量進(jìn)行适當的設計。
二、通風換氣的分類
除了以上按照不同通風方法進(jìn)行分類以外,還(hái)可以將(jiāng)通風換氣分爲局部換氣和全面(miàn)換氣。
局部換氣是對(duì)發(fā)生污染的局部進(jìn)行換氣,适用于污染源固定的污染場所,比如像廚房、工廠、實驗室等這(zhè)類的地方。
全面(miàn)換氣是随著(zhe)全體空氣的更換對(duì)室内空氣的污染濃度進(jìn)行稀釋的一個過(guò)程,它适用于污染源分散或不固定而無法采用局部排風的情況,比如像辦公室、工廠、倉庫、集會(huì)所等這(zhè)類地方。
三、通風換氣的方法
通風包括自然通風、機械通風或自然通風與機械通風聯合使用等多種(zhǒng)方法。暖通南社微信課件多次提到。
1、自然通風
利用自然風所産生的壓力差和通過(guò)建築物内外的溫度差産生的浮力進(jìn)行換氣。當因自然換氣比起(qǐ)機械換氣來講能(néng)力較小,又會(huì)受到自然界的影響,所以有時(shí)達不到所期待的效果。
2、機械通風
利用送風機或排風機等機械力量將(jiāng)室内的空氣進(jìn)行強制性的更換,如果進(jìn)行了合理的換氣設計,便可以達到理想的換氣目的。
當決定了換氣方式時(shí),應該注意設計房間和鄰室産生的壓力差。爲了防止被(bèi)污染空氣的流入,要注意換氣方式和風量平衡,也就(jiù)是說(shuō)爲了避免污染度較高的房間裡(lǐ)的氣體流入外界,送風量應小于排風量,以保證房間負壓;當要求潔淨的房間,周圍環境較差時(shí),送風量應大于排風量,以保證房間正壓。
四、機械通風的方式
根據通風動力應用方式的不同,機械通風可分爲三種(zhǒng)。
方式一:給氣和排氣均利用機械力量。此種(zhǒng)方式對(duì)于房間的送風量和排風量都(dōu)可以進(jìn)行很好(hǎo)的控制,從而可以保證室内的風量平衡或控制房間處于正壓或負壓狀态。全熱交換器即爲此種(zhǒng)方式。
方式二:利用機械力量,自然排風。此時(shí)室内一般都(dōu)出于正壓狀态。熱泵型全新風機即爲機械給氣,如要保證室内的風量平衡,在進(jìn)行全新風設計時(shí),一般都(dōu)另外需要考慮設置排風風機。
方式三:利用機械力量,自然給風。此種(zhǒng)方式一般應用在衛生間、病房等需要負壓狀态的場所。
新風處理的方法
現今,由于人們對(duì)于室内環境舒适度與健康性的要求越來越高,室内不僅需要适宜的溫度和濕度,還(hái)必須有新鮮的空氣,所以新風系統的設計也越來越多的被(bèi)人們關注。新風引入方式有自然通風和機械通風兩(liǎng)種(zhǒng)。
目前在新風引入方面(miàn)與VRF系統結合使用的比較多的設備有全熱交換器和全新風機兩(liǎng)種(zhǒng),這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)設備都(dōu)能(néng)很好(hǎo)的與VRF系統進(jìn)行聯動和統一控制,將(jiāng)新風系統和空調系統完美的融合爲一體,爲用戶提供更爲舒适的空調環境。
一、全熱交換器
全熱交換器是一種(zhǒng)可以進(jìn)行熱回收的換氣設備,能(néng)在換氣的同時(shí)進(jìn)行室内排氣的能(néng)量回收,從而可以降低空調負荷,減少空調設備的容量、投資費用和運行費用。其原理是把室内空氣和室外的新風通過(guò)熱交換元件進(jìn)行換熱,也就(jiù)是利用排風的餘熱對(duì)新風進(jìn)行處理,有效地節約能(néng)源并能(néng)同時(shí)解決新風問題,提高舒适性。全熱交換器是由熱交換元件、風管接口、多葉片風扇、風扇電機以及空氣濾網組成(chéng)。
空調設備中新風的引入量,根據《公共建築節能(néng)設計标準》GB50189-2015中以普通辦公室爲例,如在室人員以4m2/人、30m3/h人的新風量計算,一般新風負荷約占空調負荷的30~40%左右。由此可見,新風負荷對(duì)于空調設備容量的影響很大,爲了盡量減少新風對(duì)于空調系統的影響從而達到節能(néng)的效果,設計時(shí)可以從以下兩(liǎng)個方面(miàn)考慮:
1、在保證室内空氣品質的基礎上,減少新風引入量。
在新風量要求較少的預熱階段或在室人員較少的時(shí)間段内,可設置C02濃度探頭等手段來限制新風的引入量,以達到節能(néng)運轉的效果。
2、采用熱回收功能(néng)的雙向(xiàng)換氣設施
全熱交換器在減少設備容量且達到節能(néng)效果這(zhè)一點上可以發(fā)揮很大的作用。外氣通過(guò)全熱交換器,夏季可以預冷、除濕,冬季可以預熱、加濕,這(zhè)樣(yàng)可以達到節約空調能(néng)耗15~20左右。
二、全新風機
全新風處理機是一種(zhǒng)能(néng)完全處理新風負荷的新風機組,由室内外機組成(chéng),室内外機之間用冷媒管連接。
全新風機本身通過(guò)先進(jìn)的變頻技術,在實現出色的制冷/制熱的同時(shí),使送入室内的新風溫度接近室内溫度,在重視舒适性的場合,全新風機可以將(jiāng)新風冷卻(加熱)到接近室内溫度的狀态之後(hòu)再吹出,從而減少了新風對(duì)于室内溫度波動的影響。
全新風機的運轉溫度範圍:制冷:19 ℃~43 ℃DB;
制熱:-5 ℃~15 ℃DB
在進(jìn)行設計時(shí),可以將(jiāng)全新風機與全新風系統聯合使用,組成(chéng)一套舒适、便利的空調系統。一般以爲采用全新風機的設備費用較高,但實際上,(全新風+全新風機)與(全新風+通風扇方式)的設備容量、設備費用大緻相同。
VRF+全新風機方式
制冷
制熱
選定機種(zhǒng)
室内負荷
新風負荷
室内負荷
新風負荷
VRF
全新風機
128kw
56kw
112kw
35kw
46HP
20HP
新風負荷及室内空氣負荷全部由VRF機組承擔;
未經(jīng)處理後(hòu)新風送入室内,在室外天氣情況惡劣(炎熱、寒冷)的情況下,破壞室内穩定的溫度場分布,使人感覺很不舒服。
VRF+換氣扇方式
制冷
制熱
選定機種(zhǒng)
室内負荷
新風負荷
室内負荷
新風負荷
VRF
128kw
56kw
112kw
35kw
66HP
新風負荷及室内空氣負荷全部由VRF機組承擔;
未經(jīng)處理後(hòu)新風送入室内,在室外天氣情況惡劣(炎熱、寒冷)的情況下,破壞室内穩定的溫度場分布,使人感覺很不舒服。
三、兩(liǎng)種(zhǒng)新風産品的特點
全新風機和全熱交換器雖然都(dōu)是新風處理設備,但其擁有各自的特點,适用于不同的場合:
序号
全新風機
全熱交換器
1
單送風系統,有室外機
有送、排風系統,無室外機
2
風量範圍:860~15000m3/h
隻有送風管,适合統一送新風
風量範圍:150~4000m3/h
有送、回風管
3
帶冷熱源的新風,減少室内負荷
熱回收換氣、節省能(néng)源
4
适合面(miàn)積較大、統一送風的區域
比較适合用在數量多,面(miàn)積小的房間有足夠的吊頂空間安裝送回風管
5
适合的室外溫度-5~43 ℃
适用于除華北、東北以外的地區
适合的室外溫度-15~50 ℃
基本适用于全國(guó)範圍
從上表中可以看到,兩(liǎng)種(zhǒng)新風産品在工作原理和系統結構上都(dōu)有區别,因此,對(duì)應不同的項目,全新風機和全熱交換器也有各自不同的适應性,下表列舉了部分不同用途的建築全新風機和全熱交換器的适應性:
用途
形式
适用的産品
适用點
住宅
别墅
全熱交換器
小規格風量,外形小巧靈活,節能(néng)、舒适、控制方便,價格實惠,可根據使用習慣進(jìn)行區域對(duì)應
公寓、複式
辦公樓
------
全新風機
風量大,一般用一台就(jiù)能(néng)對(duì)應一個層面(miàn),靜壓高,可接較長(cháng)風管
全熱交換器
安裝位置靈活,能(néng)夠對(duì)應個别房間的個别要求
醫院
診室
全新風機
單送風系統,可有效避免交叉感染
風量大,能(néng)滿足人員多時(shí)的新風要求
病房
商店
商場
全新風機
風量大,能(néng)滿足人員多時(shí)的新風需求,一般用一台就(jiù)能(néng)對(duì)應一個層面(miàn)
店鋪
全熱交換器
連鎖店形式的店鋪,面(miàn)積不大,采用小規格産品非常适合
全新風機
大範圍的店鋪群,店面(miàn)不大,但數量很多,全新風機往往一台就(jiù)能(néng)對(duì)應
新風系統的設計
在一般的舒适性空調設計時(shí),新風系統的設計較主要是滿足人員的衛生要求和舒适性要求。新風系統的設計主要包括以下幾個方面(miàn):
1、新風設備的形式和容量确定;
2、風管系統的設計以及阻力校核;
爲了确保室内的氧氣量可以保證人們的正常呼吸,新風量可按照房間裡(lǐ)每個人所需的必要空氣量進(jìn)行設計。一般情況下有以下兩(liǎng)種(zhǒng)方法。
方法一:根據人數和人均新風量計算:必須的新風量(m3/h) = Q*A/B
Q ------ 所需人均新風量(m3/h.人)
A ------ 新風區域面(miàn)積(m2)
B ------ 人均占有面(miàn)積(m2/人)
方法二:根據房間體積和換氣次數計算:必須的新風量(m3/h) = C*D*E
C ------ 每小時(shí)必需的換氣次數(次/h)
D ------ 新風區域面(miàn)積(m2)
E ------ 天花闆高度(m)
實際設計中,舒适性需求的空間較常采用的是第一種(zhǒng)計算方法,方法二多用于需要特殊空調的房間,如恒溫恒濕、潔淨室等。
以下,以第一種(zhǒng)計算方式舉例說(shuō)明新風量的确定方法。
一、新風設備的形式和容量确定
一)設計流程
1、房間功能(néng)的确定
不同功能(néng)用途的房間,新風設計的指标也是不同的,因此必須在房間功能(néng)确定的前提下才能(néng)進(jìn)行新風設計。
2、人均新風量(Q)的确定
在确定了房間功能(néng)後(hòu),可根據相關的設計标準或者節能(néng)标準中的新風量指标選擇相應的數據,目前,新風量的較低指标一般都(dōu)取30m3/h.人,但若要根據房間功能(néng)切實的确定新風量,則參見下表:
公共建築主要空間的設計新風量
【GB50189—2015公共建築節能(néng)設計标準】
建築類型與房間名稱
新風量【m3/h.人】
旅遊旅館
客房
5星級
50
4星級
40
3星級
30
餐廳、宴會(huì)廳、
多功能(néng)廳
5星級
30
4星級
25
3星級
20
2星級
15
大堂、四季廳
4~%星級
10
商業、服務
4~5星級
20
2~3星級
10
美容、理發(fā)、康樂設施
30
旅館
客房
一~三級
30
四級
20
文化娛樂
影劇院、音樂廳、錄像廳
20
遊藝廳、舞廳(包括卡拉OK歌廳)
30
酒吧、茶座、咖啡廳
10
體育館
20
商場(店)、書店
20
飯館(餐廳)
20
辦公
30
學(xué)校
教師
小學(xué)
11
初中
14
高中
17
3、每個房間的人數确定
房間功能(néng)不同,室内人員密度也是不同,而人數是計算新風量的重要因素,因此對(duì)于人數的确定可參照下表,再由以下公式計算出實際房價的人數:房價人數(人) = A/B
A ------ 新風區域面(miàn)積(m2)
B ------ 人均占地面(miàn)積(m2/人)
一般人數必須取整,不能(néng)有小數,取整時(shí)應直接進(jìn)一,而不采取“四舍五入”的方式。如當房間人數計算爲3.2時(shí),應以4人計算。
建築類别
房間類型
人均占有的使用面(miàn)積
辦公建築
普通辦公室
4
高檔辦公室
8
會(huì)議室
2.5
走廊
50
其他
20
賓館建築
普通客房
15
高檔客房
30
會(huì)議室、多功能(néng)廳
2.5
走廊
50
其他
20
商場建築
一般商店
3
高檔商店
4
摘自【GB50189—2015公共建築節能(néng)設計标準】
4、每個房間新風量的确定
人均新風量和房間人數相乘即可确定每個房間的新風量
5、每個系統新風量的确定
确定每個系統的新風量,首先需要進(jìn)行系統的劃分。進(jìn)行系統劃分後(hòu),將(jiāng)同一系統中每個房間的新風量相加後(hòu)即可确定系統所需要的新風量。
在系統劃分時(shí),需根據建築實際的結構來确定,遵守的原則有以下幾
點:
1)選擇相近區域的房間爲一個系統,且主風管的走向(xiàng)必須簡單,盡量減少彎頭;
2)一個系統中選擇的房間必須盡量縮短主風管的長(cháng)度,避免阻力損失;
3)新風設備一般擺放在吊頂高度要求不高的地方,且靠近外立面(miàn)以便在外牆上開(kāi)新風引入口和排風口,如走廊盡頭、電梯廳、設備機房等;
4)主風管一般布置在對(duì)吊頂高度要求不高的地方,如走廊等,因此在系統劃分時(shí),盡量將(jiāng)走廊附近周邊的房間劃分在同一個系統内;
5)注意新風設備以及風管對(duì)于其他電氣設備、消防管道(dào)等的影響和配合。【例】某辦公樓标準層如圖7-2,需要配置新風設備,進(jìn)行新風系統的劃分。
由圖紙上可看到建築長(cháng)度較長(cháng),有67米,但是格局比較規整,走廊在南北向(xiàng)的中間。
考慮新風系統主管段較有利的走向(xiàng)布置,所以選擇將(jiāng)新風設備擺放在左右兩(liǎng)邊走廊盡頭,系統主管段布置在走廊。另外考慮到盡量減少壓力損失,所以將(jiāng)整個樓面(miàn)以電梯廳爲中心縱向(xiàng)劃分爲左右兩(liǎng)個系統,系統中的房間則正好(hǎo)分布在走廊兩(liǎng)邊,既方便管道(dào)布置,也避免了風管過(guò)長(cháng)、彎頭過(guò)多等因素。
6、新風設備形式和容量的确定
根據全熱交換器和全新風機的特點以及适用場合的相關内容,确定其新風設備的形式。并且根據新風量參數,以“新風設備的風量大于系統所需風量”的原則來進(jìn)行新風設備的選擇。如當系統新風量要求爲2200m3/h時(shí),則應選擇2500m3/h的新風機,對(duì)于多于的新風可通過(guò)在風管上加裝閥門等方法來控制。但是,當在計算每個房間的風量時(shí),對(duì)于人數、人均風量的考慮都(dōu)放在有較大的餘量的時(shí)候,若系統新風量爲2200m3/h時(shí),也可選擇2100m3/h的新風機。此時(shí),必須确認設備新風量是否能(néng)夠滿足實際的新風需求。
二)全新風機設計舉例及設計注意事(shì)項
【例】某辦公樓一層平面(miàn),會(huì)議室2間,辦公室4間,需進(jìn)行全新風機的設計。
二)全新風機設計舉例
1、房間功能(néng)的确定和人均新風量的确定
查得:辦公室人均新風量爲30m3/h
會(huì)議室人均新風量爲30m3/h(無吸煙情況)
2、房間人數的确定
查得:取辦公室人員密度爲5m2/人
取會(huì)議室人員密度爲2.5m2/人
則:辦公室1~4人數=18/5=3.6,取4人
會(huì)議室1人數=47/2.5=18.8,取19人
會(huì)議室2人數=49/2.5=19.2,取20人
3、房間新風量的确定
辦公室1~4:30*4=120m3/h
會(huì)議室1: 30*19=570m3/h
會(huì)議室2: 30*20=600m3/h
4、系統新風量的确定
1)系統劃分
由平面(miàn)圖可以看出,空調室内機可以放置在專門預留的空調機房内,這(zhè)樣(yàng)可以有效的降低噪音。
考慮走廊的吊頂可以相對(duì)其他房間做的稍低,因此將(jiāng)新風系統的主風管布置在走廊,從圖紙中可以看見建築格局比較簡單,且新風房間均在走廊的一邊,主風管的管路不長(cháng),故可將(jiāng)所有的房間設計爲一個新風系統。
2)系統總新風量的确定
將(jiāng)所有房間的風量相加得到系統新風量:120*4+570+600=1650m3/h
5、新風設備容量的确定
根據計算所得風量,選擇8HP全新風機(風量爲1680m3/h)來對(duì)應。
三)全新風機設計注意事(shì)項
全新風機在設計中必須注意以下幾點:
1、全新風機的布置應注意運轉噪音,不可安裝在人員集中的區域及其吊頂内,應安裝在專用的機房或設備室;
2、根據現場實際情況(包括安裝在走廊或衛生間吊頂内等場合),有時(shí)應采取消音、防振、防潮等措施;
3、需要設置獨立的新風口,如圖所示;
1)全新風機的新風口不可設置在室内機回風口側或直接接入室内機機身上的新風口,以免影響回風溫度探頭對(duì)室内實際溫度的準确感知;
2)若新風口已經(jīng)連接在空調室内機上的新風口或回風處,此時(shí)爲了避免對(duì)回風口感溫探頭的感溫影響,必須將(jiāng)回風溫度探頭設置爲以遙控器爲主。
4、機器兩(liǎng)側需要預留足夠的安裝空間,左右兩(liǎng)側及機前機後(hòu)都(dōu)需要留出一定的備用空間,以便今後(hòu)對(duì)機器進(jìn)行維護保養和檢修;
5、全新風機僅爲送風系統,同時(shí)必須進(jìn)行相關的排風系統設計;
6、爲了保證引入新風的品質,應盡量避免新風口設置在衛生間的窗戶或地下車庫的出入口附近,以免異味及渾濁氣體嚴重破壞室内的空氣品質;
7、新風引入口的設置參見下圖,在新風引入口應安裝初效過(guò)濾網(大顆粒灰塵過(guò)濾網)作爲防塵網(以便于日後(hòu)維護),且應安裝防雨百葉;
8、爲了便于調節風量,應安裝風量調節閥;
9、特别需要注意的是:不可將(jiāng)普通空調室内機作爲新風機使用,二者存在很大區别:
1)處理能(néng)力不同
由于新風機要將(jiāng)室外空氣處理到與室内空氣接近的狀态,在同樣(yàng)的送風量下,新風機需要處理的焓、濕量遠高于普通空調室内機,因此在産品設計中,新風機具有更多的排管數、更大的換熱面(miàn)積,以滿足其能(néng)力要求。比如同樣(yàng)風量都(dōu)是1680m3/h的8HP全新風室内機和4HP空調室内機,制冷能(néng)力後(hòu)者僅爲前者的一半;
2)容量控制方式不同
新風機分别在出風口、蒸發(fā)器進(jìn)口、蒸發(fā)器出口設置了三個溫度傳感器,機器是以出風口的送風溫度作爲反饋信号,進(jìn)行容量調節,而普通室内機的溫度傳感器設置在回風口和蒸發(fā)器的進(jìn)出口,以室内回風溫度爲反饋信号,調節容量。
因此,普通空調室内機不能(néng)替代新風機進(jìn)行新風的對(duì)應。否則將(jiāng)出現:
A、普通空調室内機無法將(jiāng)新風處理到需要的狀态;
B、普通空調室内機將(jiāng)以回風溫度(即室外溫度)作爲反饋信号,機組一直判斷室内冷量不足,因此始終以較大負荷工作,長(cháng)期運轉將(jiāng)降低設備壽命,故障率上升。
四)全熱交換器設計舉例
【例】如下圖,某住宅中的一樓需要進(jìn)行新風設計。
1、房間功能(néng)的确定和人均新風量的确定
一般住宅中的人均新風量可參考賓館的新風量來确定,一般取30m3/h.人,但是有時(shí)由于實際用戶的需求,對(duì)于新風量的要求較高時(shí),也可取50m3/h.人。
2、房間人數的确定
當全熱交換器在住宅中應用時(shí),其人數的确定可根據一般家庭情況進(jìn)行。如客餐廳可以直接按照室内座位的數量計算,卧室、書房等一般按照2人/間計算,其他區域可按照5m2/人計算。
3、每個房間新風量、系統新風量、新風設備的容量确定:總新風量爲980m3/h,因此選擇1000m3/h風量的全熱交換器。
樓層
房間名稱
房間面(miàn)積
新風量
内機型号
數量
計算準則
m2
M3/h
人數
m3/h人
1F
家居室1
17
180
1000m3/h
1
6
30
健身房
35
200
4
50
家居室2
17
180
6
30
鋼琴區
33
120
4
30
餐廳
26
240
8
30
卧室1
13
60
2
30
合計
141
980
1
30
五)全熱交換器設計注意事(shì)項
1、在進(jìn)行新風系統劃分時(shí),爲了便于進(jìn)行風管的布置以及後(hòu)期的施工便利,可考慮每個區域分别以小容量單位設置,如别墅,可一層配置一個全熱交換器對(duì)應當層的新風要求,不僅不用設置專門的新風管井,設計和施工都(dōu)便利,而且可以降低噪音;
2、一般建議將(jiāng)全熱交換器擺放在過(guò)道(dào)、住宅的更衣室等非重要活動區域的吊頂内,以保證室内生活環境的安靜,特别是設計大風量的機器時(shí),需要采取一定的降噪措施;
3、若要將(jiāng)其放置在衛生間的吊頂空間内,爲了保證機器的使用壽命,建議吊頂要做防潮處理;
4、住宅項目中,全熱交換器不要設置在廚房等充滿油煙和蒸氣的地方,否則會(huì)導緻過(guò)濾網、熱交換器元件變形,甚至引起(qǐ)火災;
5、新風引入口處應設置防蟲、防塵用的過(guò)濾網,并加裝風量調節閥;
6、爲了保證引入新風的品質,應盡量避免新風口設置在衛生間的窗戶或地下車庫的出入口附近,以免異味及渾濁氣體嚴重破壞室内的空氣品質;
7、住宅項目中新風引入口呀不要設置在廚房的窗戶外或脫油煙機的排風口,避免油煙影響機器的使用壽命,以及異味傳入風管影響室内空氣品質;
8、與全新風機的設置一樣(yàng),一般也建議采用獨立設置新風口的方式;
9、全熱交換器的風量越大,厚度越大,所需吊頂空間就(jiù)越大,應充分考慮吊頂空間安放全熱交換器;
10、新風引入口和排氣口應盡可能(néng)遠離,以防止氣流短路。
1)新風引入口和排氣口在同一面(miàn)時(shí),風口間距離至少3m;
2)新風引入口和排氣口不在同一面(miàn)爲首選的吸排風方式。
11、新風系統的送回風口與空調的送回風口的配合方式建議及注意事(shì)項:
1)空調室内機爲風管式時(shí),新風送風口盡量靠近空調送風口,使得兩(liǎng)種(zhǒng)不同溫度的氣流混合,盡量優化室内的舒适度;
2)空調室内機爲天花闆嵌入式室内機時(shí),新風送風口距空調送風口(至少1米以上),以免影響空調室内機回風溫度探頭誤操作。
3)一般送回風口的布置有兩(liǎng)種(zhǒng)方式:對(duì)角線分布和直線分布:
4)部分連通空間,送風口和回風口可視實際情況進(jìn)行布置,如布置空間不足,相鄰的功能(néng)區域可以共用:
二、新風風管系統的設計确定了新風量以及新風設備的容量後(hòu),還(hái)需要進(jìn)行風管系統的設計,風管系統的設計主要内容包括:
1、風管管路設計(包括風管的形狀、尺寸、路徑等)
2、風管管路阻力計算,即計算較不利環路風管的沿程阻力損失和局部阻力損失,較終确定新風設備的餘壓是否足夠。
具體的設計流程如下:
一)風管路徑的确認在新風設備形式和容量的确定中,已經(jīng)進(jìn)行了新風設備的系統劃分,也就(jiù)基本确定了風管的大緻走向(xiàng),即風管路徑。總的來說(shuō),需要滿足的有盡量縮短風管路徑,盡量減少彎頭,考慮與室内建築情況的配合,如梁的高度、層高、吊頂高度;考慮和其他電氣、消防管道(dào)等的配合。
二)風管尺寸的确定
風管尺寸可根據假定風速法來确定,首先根據風管内的風量,并先假定一個風速,從而計算出風管的截面(miàn)積,然後(hòu)根據所采用的風管形式來确定風管的長(cháng)度或管徑的尺寸。
1、風管内的風量計算
可根據各個新風送、回風口的風量以及确定的風管路徑,疊加計算後(hòu)得出;
2、選定風管的風速
在進(jìn)行風速的選定時(shí),需要綜合考慮建築空間的結構、噪音、初投資和運行費用以及氣流分布等因素。
風管内的風速(摘自《實用供熱空調設計手冊》)
3、風管的材料
風管是空調及通風系統中常見的部件,風管材料從總體上可以分爲薄鋼闆和非金屬闆以及土建風道(dào),其材料種(zhǒng)類以及性能(néng)使用特點見下表,在一般工程中多采用鋼闆形式,其優點是不燃燒、易加工、耐久,也比較經(jīng)濟。
材料種(zhǒng)類
性能(néng)與使用特點
薄鋼闆
普通鋼闆
厚度爲0.5mm至1.2mm,用于工業通風工程,但除塵管要加厚
鍍鋅鋼闆
用于公共民用建築的常規風道(dào)
不鏽鋼闆
用于潔淨廠房的空調工程
非金屬闆
環氧樹脂闆
用于含腐蝕性氣體的排風管
玻璃纖維闆
有保溫性能(néng)并有較大消聲作用
無機複合闆
耐酸堿,保溫材料在風管加工時(shí)直接複合在一起(qǐ),具有不燃性
土建風道(dào)
表面(miàn)應力求光滑,可用作大型公共建築的回風道(dào),采用風速低,須注意防止漏風
4、風管的形式
風管斷面(miàn)一般采用圓形和矩形兩(liǎng)種(zhǒng)形式:
圓形斷面(miàn)
矩形斷面(miàn)
同樣(yàng)截面(miàn)積的管理阻力比較小
對(duì)于圓管面(miàn)積相同的矩形風道(dào)來說(shuō),其四周較大(管子斷面(miàn)越扁越大),故摩擦阻力比圓管大
管道(dào)直徑較小時(shí),圓形管道(dào)比較容易制作
管道(dào)直徑很大時(shí),矩形管道(dào)比較容易制作
圓管的構件(三通、彎頭等)下料制作比矩形風管困難
矩形風管的構件制作較爲方便
不容易與建築結構配合
容易和建築結構配合
管道(dào)(直徑小時(shí))保溫方便
管道(dào)保溫不方便
現在市場上還(hái)出現了由薄鋁帶纏而成(chéng)的柔性風管,具有質量輕、性柔和運輸方便等特點,在工程安裝中可以方便地彎曲和伸直,用以對(duì)應安裝空間小、施工難度大的場合。常用的柔性風管有鋁制軟風管和帶超細玻璃棉保溫的鋁制軟風管兩(liǎng)種(zhǒng)。柔性風管由于阻力較大,需要在安裝和設計過(guò)程中考慮對(duì)機器靜壓的影響,盡量避免過(guò)度彎曲或者褶皺。
5、風管尺寸的選擇
在進(jìn)行風管尺寸的選擇時(shí),需要注意矩形風管的長(cháng)寬比宜小于6,較大不超過(guò)10,一般設計時(shí)都(dōu)是采用标準規格的風管,因爲風道(dào)中的配件(彎頭、三通和風閥等)造成(chéng)的空氣阻力相對(duì)于直管的阻力爲大,故其幾何尺寸應力求采用較爲通用的規格,以便于局部阻力值有數據可查,便于進(jìn)行計算。
圓形風管規格
外徑D(mm)
外徑D(mm)
基本系列
輔助系列
基本系列
輔助系列
100
500
80
90
100
480
220
1000
210
950
220
1000
500
250
1120
240
1060
250
1120
120
560
110
530
280
1250
260
1180
120
560
280
1250
140
630
130
600
320
1400
300
1320
140
630
320
1400
160
700
150
670
360
1600
340
1500
160
700
360
1600
180
800
170
750
400
1800
380
1700
180
800
400
1800
200
900
190
850
450
2000
420
1900
200
900
450
2000
矩形風管規格
外邊長(cháng)(mm)
(長(cháng)*寬)
120*120
320*320
630*500
1250*400
160*120
400*200
630*630
1250*500
160*160
400*250
800*320
1250*630
200*120
400*320
800*400
1250*800
200*160
400*400
800*500
1250*1000
200*200
500*200
800*630
1600*500
250*120
500*250
800*800
1600*630
250*160
500*320
1000*320
1600*800
250*200
500*400
1000*400
1600*1000
250*250
500*500
1000*500
1600*1250
320*260
630*250
1000*630
2000*800
320*200
630*320
1000*800
2000*1000
320*250
630*400
1000*1000
2000*1250
三、較不利回路的阻力計算
系統中的較不利回路需要進(jìn)行風管阻力計算,以校核新風機的機外靜壓是否可以克服較不利回路風管阻力。
較不利回路一般即爲風管長(cháng)度較長(cháng)的回路,但有時(shí)也會(huì)因爲實際的布管情況(如彎頭的多少),需要進(jìn)一步計算後(hòu)才能(néng)确定較不利回路。
管路内的氣流阻力中,包括由氣流與外壁摩擦而引起(qǐ)的沿程阻力和伴随局部管路形狀變化而産生的局部阻力。
1、沿程阻力計算:
長(cháng)度爲l(m)的風管沿程阻力損失爲Pm(Pa)可按下式計算:
Pm = ΔPm * l
ΔPm ---單位管長(cháng)沿程阻力損失, Pa/m
單位管長(cháng)沿程阻力損失ΔPm 可以通過(guò)兩(liǎng)種(zhǒng)方式計算:
方法一:通過(guò)公式進(jìn)行計算。其與風管的當量直徑、摩擦阻力系數以及風速有關:
ΔPm =λ/de · v2ρ/2
λ—摩擦阻力系數, de—風管當量直徑,m
ρ—空氣密度 kg/m3 v –風管内該壓力損失發(fā)生處的空氣流速,m/s
方法二:查表計算
查《實用供熱空調設計手冊》中《鋼闆矩形風管計算表》、《鋼闆圓形風管計算表》和《鋼闆非标準矩形風管計算表》,根據風量、風速以及風管的尺寸就(jiù)能(néng)查得相應的單位管長(cháng)的沿程阻力損失。
2、局部阻力計算:
送風管道(dào)系統的局部阻力,往往是整個送風管路阻力的主要部分,有時(shí)可以達到70~80%。因此,風管局部阻力的計算非常那個重要。
局部阻力主要分爲兩(liǎng)類:一類爲流量不變時(shí)産生,如空氣通過(guò)彎管、漸擴(縮)管,閥門等;另一類爲流量改變時(shí)縮産生的,如空氣通過(guò)三通等的分流和合流等。
Pj(局部阻力, Pa )可按下式計算:
Pj=ξ· v2ρ/2
ξ—局部阻力系數,ρ—空氣密度 kg/m3
v –風管内該壓力損失發(fā)生處的空氣流速,m/s
3、風管内的總阻力計算:
風管内的總阻力等于摩擦阻力和局部阻力之和,即P(總阻力, Pa)可按下式計算:P =Pm + Pj
4、風管阻力的簡略計算法:
對(duì)于一般通風系統,風管壓力損失可按照以下公式計算:
P = ΔPm * l(1 + k)
ΔPm ---單位管長(cháng)沿程阻力損失, Pa/m
l ---到較遠送風口的送風管長(cháng)度加上到較遠回風口的回風管的長(cháng)度,m
k ---局部阻力損失與沿程阻力損失的比值
彎頭三通少時(shí),取k = 1.0 ~ 2.0
彎頭三通多時(shí),取k = 3.0 ~ 5.0
四、新風設備的機外餘壓确認
根據新風設備規格參數,檢查新風設備的機外餘壓是否能(néng)夠克服較不利回路的風管阻力。
當新風設備的機外餘壓無法滿足要求時(shí),需要對(duì)新風設備重新選型(選擇機外餘壓更高的産品)或者通過(guò)增加增壓風機來提高新風系統的機外餘壓。
當新風設備的機外餘壓滿足要求時(shí),則可將(jiāng)剛才設計的風管尺寸、路徑更爲詳細的表現到圖紙上。
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