中央空调设计教程(专业版)

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2)异程式系统:供、回水干管中的水流方向相反(逆流),经 过每一环路的管路总长度不相等。
对于闭式循环系统,一般来说,采用同程式布置,便于达到水力 平衡;
对于开式循环系统,一般来说,采用异程式布置,不需要采用同 程式布置。
同程式的几种布置方式: 垂直同程 :
水平同程
垂直同程和水平同程
异程式的布置方式
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=ζ×υ2ρ/2 查《局部阻力系数ζ计算表》取得局部阻力系数ζ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。
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。
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。
三.风道设计计算实例(P112例6.1 )
空调系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)
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)
120×120 320×200 500×400 800×630 1250×630 160×120 320×250 500×500 800×800 1250×800 160×160 320×320 630×250 1000×320 1250×1000 200×160 400×200 630×320 1000×400 1600×500 200×200 400×250 630×400 1000×500 1600×630 250×120 400×320 630×500 1000×630 1600×800 250×160 400×400 630×630 1000×800 1600×1000 250×200 500×200 800×320 1000×1000 1600×1250 250×250 500×250 800×400 1250×400 2000×800 320×160 500×320 800×500 1250×500 2000×1000
2)闭式循环系统:冷媒水在系统内进行密闭循环,不与大气相接触 为了容纳系统中水体积的膨胀,在系统的最高点设膨胀水箱。
典型的闭式循环系统有:组合式空调机组采用表冷器处理空气以 及风机盘管机组、新风机组的冷媒水系统等。
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
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,一般民用建 筑空调系统送、回风管道的断面形状均以矩形为宜。
小型通风系统 一般通风系统
400~500 600~750 650~1000 1000~1500 1500~2500
100~250 300~400
2.1.4 风管内的压力分布
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
∆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=ζ×υ2ρ/2 (Pa)
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。
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 方法适用于高速空调系统的水力计算。
同程式与异程式的比较:
同程式布置——水量分配和调节都比较方便,容易达到水力平 衡,但需要设回程管、管路长,初投资稍高,要占用一定的建筑空 间。
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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。
,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、供热合用同一管路系统。
§2.2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50℃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。
2.1.2风道设计的基本任务
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。
风管的压力损失∆P由沿程压力损失∆Py和局部压力损失∆Pj两部分组 成,即:
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=3600abυ (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
2.2.1 空调冷媒水系统分类
1.按照冷媒水的循环方式分: 1)开式循环系统:它的末端管路是与大气相通的,冷媒回水集中进
入建筑物的回水箱或蓄冷水池内,再由循环泵将回水打入冷水机组的 蒸发器内,经重新冷却后的冷媒供水被输送至整个系统。
典型的开式循环系统有:组合式空调机组采用喷水室处理空气的 冷媒水系统、具有蓄冷水池的冷媒水系统等。
复习思考题
1.简叙风道布置的原则。 2.常用的风管材料由哪些?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ζ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)三管制供水方式: 一根供冷水管,一根供热水管,一根公用回水管。
3)四管制供水方式: 一根供冷水管,一根冷水回水管,一根供热水管,一根热水回水管。
T FCU
T FCU
T FCU
冷热
T FCU
冷热
冷热
我国高层建筑特别是高层旅馆建筑大量建设的实践表 明,从我国的国情出发,双管制系统能满足绝大部分旅 馆的空调要求,只有那些全年性空调要求标准的较高的 建筑方可采用四管制系统。
式中 ζ—局部阻力系数; υ —ζ与之对应的断面流速。 ρ—空气密度,标准状况下(大气压力为101325 Pa,温
度为20℃),ρ=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ζ计算表,可供设计时选用。
2.1.3 风道设计计算的方法与步骤
一.风道水力计算方法
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。
为了解决管路布置问题,有的设计院提出一种称为 “分区双管系统”。该系统的主要特点是,机房内总管 路系统设计成四管制,而建筑物内的所有立管设计成双 管制,以便按朝向分别供冷或供热。
3.按照供、回水管路的布置方式分:
1)同程式系统:供、回水干管中的水流方向相同(顺流),经 过每一环路的管路总长度相等。
空气调节工程设计方法
§2.1空调系统风道设计
2.1.1风道设计的基本知识
一. 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
艺、土建、电气、给排水等专业关系密切,应相互配合、 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。
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、橡胶软管等。
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。
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, ①~②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②~③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。②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。
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