风系统

风系统风系统包括输送动力（风机），输送装置（风管），分配装置（风口）及其它装置。

1 输送动力（风机） 1.1 管路特性曲线 已知风道的总阻力为:H=(dl+改用风量表示,以圆风管为例,则有式中管道的沿程阻力系数λ和局部阻力系数ζ在通风空调中可认为它们与流量或流速无关，因为一般的管内流动都处于紊流状态，只要管道的几何形状和尺寸定了以后，它们都可以视作常数，这样上式括号内就可为一常数。

H = KL 2 （6.9）即管路系统的阻力与风量平方成正比，比例常数K 反映了管路的特性，它主要取决于管道的几何尺寸和局部阻力，管道越小越长局部阻力越多则K 越大。

式（6.9）称为管道特性方程，虽然可以通过计算得到，但是也可以通过实测风量和阻力来得到此方程的曲线，在L-H 坐标中这是一条通过原点的抛物线， 1.2 风机特性曲线通风机的特性曲线是用图解法表示的风机基本工作参数间的关系。

风机的主要性能参数是指风机的流量L 、风压H 、轴功率N 、效率η和转速n 。

当转速一定时风机的特性曲线常用一组曲线来表示，它们是风量风压（L-H ）曲线、风量功率曲线（L-H ）和风量效率（L-η）曲线，并且按适当的比例表示在同一张图上如图6.11，图中横坐标表示风量，纵坐标分别为风压、功率和效率。

图6.11为风机特性曲线的大致形式，从图上容易看出：在L-η曲线最高点时的风量以及此风量所对应的风压和轴功率是风机的最佳运行工况，选择风机时要使其在该点或其附近运行，一般实际运行效率不低于0.9，这个范围称为风机的经济使用范围。

1.2.1 种类：按作用原理可分为离心式与轴流式通风机的特性曲线是用图解法表示的风机基本工作参数间的关系。

风机的主要性能参数是指风机的流量L 、风压H 、轴功率N 、效率η和转速n 。

当转速一定时风机的特性曲线常用一组曲线来表示，它们是风量风压（L-H ）曲线、风量功率曲线（L-H ）和风量效率（L-η）曲线，并且按适当的比例表示在同一张图上如图6.11，图中横坐标表示风量，纵坐标分别为风压、功率和效率。

图6.11为风机特性曲线的大致形式，从图上容易看出：在L-η曲线最高点时的风量以及此风量所对应的风压和轴功率是风机的最佳运行工况，选择风机时要使其在该点或其附近运行，一般实际运行效率不低于0.9，这个范围称为风机的经济使用范围。

1.3 风机的工作点风机特性曲线与管网特性曲线的交点即为该风机在管网中的工作点。

即管网的阻力特性曲线呈抛物线向上，随流量的增大而增大，如图9.2-4所示。

风机特性曲线和管网特性曲线的交点即为该风机在管网中的工作点。

也就是把该风机连接到具有该管道特性的管路上运行时，风机所产和的风量正好是管内的流量，此时风机所产生的风压正好克服该流量下管道所产生的阻力。

1.3.1 系统风量改变系统风量改变，改变系统风量在通风空调中是经常发生的，原因有主观的也有客观的，方法也有多种。

1.3.1.1 调节系统总风门在风机转速一定时，总风管上的风门置于全开时，工作点为O(见图6.12)，现为了改变风量而关小风门时，相当于增加了局部阻力因而使管路特性值K增加，管路特性线变陡，工作点亦随之前移到O/。

此时风机的风量越小，风压增加，轴功率和效率也变了，从图中的情形看，轴功率有所减小，但效率也降低了。

同时从图上可以看出，在风量L/下原来管道所产生的阻力为H2，现在的阻力为H1，那么△H= H1- H2这部分阻力损失是因为关小阀门所引起的，这种人为地增加阻力来减小风量要消耗功率，是不经济的。

这种情况尤其在大容量的系统中应该避免。

如果在空调系统中装有过滤器时，那么随着过滤器逐步积尘后，系统的阻力增加，风量下降，与上面是同样的原因，但却是不可避免的。

1.3.1.2改变风机转速风机改变转速时，风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，功率则与转速的三次方成正比。

可见用调节风机转速的方法减小风量既可满足要求又可节省功率。

同时调节风机转速后其效率却并不改变，从图6.14上可以看出：管路特性不变，当把转速从n1调节到n2（n3）时，风机工作点从O1变到O2（O3），风量也从L1增加到L2（减小到L3），同时阻力从H1增加到H2（减小到H3）。

图6.15是调节风机转速和调节管路特性的对比，从风机的原工作点O要把风量减小到L1，通过调节转速把风机工作点调到O2，此时风机消耗轴功率为N1，若通过风门调节增加局部阻力使O点沿n1转速的L-H 特性线左移到O1点，此时的风量也为L1，但风机消耗的功率是N/1，可见调节转速是比较省能的。

为了增加风量而提高转速时，应注意随着叶片圆周速度的提高噪声也可能会增加，以及叶轮的机械强度能否承受，一般应对风机的最大转速作出限制。

此外，由于功率与转速的立方成正比，原有电机是否可用。

随着调频技术的发展风机调速也开始被广泛采用，这不失为是一种较好的调节措施。

1.3.2风机的串联工作风机的串联工作。

在空调系统中广泛采用送风风机和回风风机联合运行的情况，这就是风机串联工作的例子。

两台性能相同的风机串联时其特性曲线为单台性能曲线沿压力方向的叠加，如图6.16所示。

当把两台风机连接到管道中去时管道的特性曲线为AB，此时的工作点为B，系统风量为L B，阻力为H B。

这时单台风机的工作点为C，产生的压力为H C，如果单台风机在相同的管路上工作的话，它的工作点是A，产生风量和L A和压力H A。

因此两台风机串联运行并不是简单地把它们单台运行时的压头加一倍。

这是因为两台风机串联工作时工作点沿管道特性线从A点移到了B点，这时每台风机的运行工作点沿风机性能曲线移到C点，产生的压头是H C，要比原来的H A低。

因此双风机空调系统有时可以只运行一台风机，此时的功率当然减小了，风量也从L B降到了L A，但仍可维持室内一定的温湿度和正压。

1.3.3风机的并联运行图9.2-5为两台相同风机并联运行。

Q1+2=2Q/1<2Q11.3.4风机的功率风机在管道中运行时系统风量、风压会有所变动，有时由于转速的改变需要核算配用的电动机容量是否适合，此时风机所消耗的实际电动率，即风机的轴功率可计算如下：式中L——风机所输送的风量，即管内流量，m3/h；H——风机所产生的风压，Pa；η——风机的全压效率；ηm——风机的机械效率（见表6.6）。

6.6Ne=KN 表6.11式中K为电动机容量安全系数，数据见表6.7表6.6风机的比较数n s表示风机在标准状态下流量Q，压力P和转速n之间的关系，同一类型的风机，其比较数必然相等。

2 输送装置（风管）2.1 风管材料风管材料应要求坚固耐用，表面光滑，易于制造且价格便宜。

用作风管材料的有薄钢板、胶合板、纤维板、砖及混凝土等，薄钢板是最常用的材料，分普遍钢板和镀锌钢板二种，一般通风空调系统采用厚度0.5-1.5mm的钢板。

聚氢乙烯板也可作为风管材料，它光洁，不积尘，耐腐蚀，在净化空调工程中有时被采用，但造价和施工安装费用大。

近年来还有用经过表面处理的玻璃纤维板作风管材料的，它兼有消声和保温的效果。

需要移动的风管常用柔性材料制作成各种软管，如塑料管、橡胶管和金属管等。

以砖、混凝土等材料制作的风管，主要用于需要与建筑结构配合的场合，它结合装饰，经久耐用，但阻力较大，在体育馆、影剧院等空调工程中常利用建筑空刘组合成通风管道，这种管道断面较大，减小了流速，降低了阻力。

2.2 风管布置风管的布置系到通风空调系统的总体布局，必须考虑到建筑、结构各方面的实际需要和敷设的可能性，必须与土建、给排水和电等专业工种配合，互相提供资料，协同工作。

风管的布置对实现系统的最终设计目标有重要意义，通常应首先选定进风、送风、排风口和空气处理设备、风机的位置，同时对安装风管的可能条件作出估计，其次要注意少占用空间；第三要便于安装、调节和维修。

在系统划分时，要合理安排空调房间，为了便于管理和运行调节，系统不宜过大，同一系统有多个分支管道时可将这些分支管分组控制，并要注意缩短管线，减少分支管。

风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部构件，弯头、三通等构件要安排得当，与风管连接要合理，以减少阻力和噪声。

风管上应该设置必要的调节和测量装置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点。

2.3.风管分圆形管和矩形管，在相同断面下，圆形风管的阻力小、材料省、强度大。

常用的薄钢板制作圆形风管比较容易，保温亦较方便，但圆形风管的构件（三通、弯头等）放样、制作较矩形风管困难，而且布置时不易与建筑、结构配合好。

风管中流速较高，风管直径较小时，如高速系统大多采用圆形风管，风管断面尺寸大时，如低速空调系统都采用风管。

相同面积下圆形比矩形风管的阻力小，表给出了面积为0.125m2的圆形和矩形管的比较，以供参考。

当风管断面积一定时，两边的比值增大矩形风管的比摩阻也增大。

矩形风管的两边比值可达1：8，但自1：1到1：8，周长要增加60%，因此设计时两边比越接近1越好，适当的两边比值在3.0以下。

2.4.风机进出口接管内机进出口的连接管对风机能力的发挥有很大影响，因为进、出口处空气的动压很大，连接管做法不当将引起压头损失很可观，使风量受到严重损失，为此必须在管路设计中注意这个问题。

2.4.1.风机进口的连接（1）转弯或弯关的风管内边到风机进口的距离应大于风机进口直径，以保证气流均匀进入风机叶轮。

当转弯曲率半径不够时应在弯管处加导流叶片。

（2）当风管变径进入风机时，要求θ≤45。

(见图)，一般以θ≤45。

为佳。

（3）对双进风风机应保证B≥1.25D，如图。

2.4.2.风机出口的连接（图）（1）在靠近风机出口处的转弯必须怀风机叶轮的转动方向一致，使气流通畅均匀，避免不必人的能量损失。

（2）风机出口转到转弯处应有不小于3D（D为风机入口直径）的直管段，以免造成不必要的静压损失。

（3）风机的入口和出口处应加软接头，以减轻振动的影响，软接头材料宜采用人造革和帆布。

2.5.风管保温为了减少风道输送过程中的冷、热量损失，以及防止低档温风道表面结露，空调工程的风道都有保温要求。

保温材料主要有软木、聚苯乙烯泡沫塑料、超细玻璃棉、玻璃纤维保温板，聚氨酯泡沫塑料和蛭石板等，它们的导热系数大多在0.12W/m℃以内，通过管壁保温层的传热系数一般控制在1.84W/m℃以内。

保温层厚度要根据保温目的的计算出经济厚度，再按其他要求来校核。

保温层结构可参阅有关的国家标准图，通常保温结构有四层：1.防腐层：涂防腐油漆或沥青；2.保温层：填贴保温材料；3.防潮层：包塑料布或刷沥青，用以防止潮湿空气或水分进入保温层内破坏保温层或在其内部结露；4.保护层：室内管道可用玻璃布、塑料布或木板、胶合板，室外管道应该用铁丝水泥或铁皮来保护。

2.6.风管的水力计算步骤2.6.1.风管水力计算方法有假定流速法，压损平均法和静压复得法等几种。