空调系统的风道设计

• （一）沿程压力损失的基本计算公式 • 沿程压力损失是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的 摩擦而产生的沿程能量损失，又称为摩擦阻力损失。 • 长度为l(m)的风管沿程压力损失可按下式计算： • (Pa) Pm Rm l • Rm —单位管长沿程压力损失，也称为单位管长摩擦阻 力损失，Pa/ m。 2 Rm • (Pa) D 2 • 式中 ρ—空气密度，标准状况下ρ=1.2kg/m3； • υ—风管内空气的平均流速，m/s； • D —风管的当量直径，m， • 圆形风管的当量直径 D =d，d为风管直径； • 矩形风管的流速当量直径 D =2ab/(a+b)，a、b分别为 矩形风管的两个边长；流量当量直径在表8-5可查。 • λ—摩擦阻力系数
风管断面形状的选择
风管断面形状：
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、
p ( pm Z )
一、摩擦阻力
l 圆风管：p m 4 Rs 2

4 Rs D
2
2
A Rs U
D D 4
第二节
风道内的压力分布
空气在风道内流动时，空气压力的变化应符合伯努利方程
p j1
1

2 1
2
p j2
2
2
2
2
p12
1
2
3、风道两个断面的全压差即为两断面间风道的总压
力损失。 4、风机压头等于风机进、出口处的全压差，或者说 等于风道的阻力及出口处动压损失之和，亦即等于风
道的总阻力。
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—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。 薄钢板有普通薄钢板和镀锌薄钢板两种，厚度一般为 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。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℃。 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。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。
风道内压力包括动压和静压，通称全压。
pq p j pd
一、仅有摩擦阻力的简单风道 假定风道内没有局部阻力，进出口不形成局部阻力
p jA 0
断面A p jA 0 大气压
2
A pdA pdA 2 2 A2 A2 A2 A2 pqAB p jA pdA 0 pqA p jA pdA 0 断面 2 2 2 2 2 A2 A pqB pqA l A B Rm l A R pB p l R l A B Rm qB m qA A B m 2 2 2 A2 A pdB p dB 2 2 A2 A 2 2 2 p jB pqB pdB l A B Rm l A B R Am A p p p l R 2 2 dB jB qB A B m
回风管道的断面形状均以矩形为宜。
为了减少系统阻力，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。
第三节 风道的设计计算
一、风道设计原则：经济、实用
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： ∆P=∆Py+∆Pj （Pa）
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注意：
该图在以下条件制作： 1、大气压力：101325Pa 2、温度：20℃ 3、相对湿度：60% 4、密度：1.2kg/m3 5、运动粘度：15.06*10－6m2/s 6、管道粗糙度： K＝0
条件不符的须修正
• （二）局部压力损失的基本计算公式
• 局部压力损失 Z 是空气流经风管中的管件及设备时，由 于流速的大小和方向变化以及产生涡流而造成比较集中 的能量损失。
A
2
断面D
pqD 0 大气压 pdD
A 2
2
p jD pqD pdD 0
A 2
2

A 2
2
断面C
pqC pqD lC D Rm lC D Rm pdC
A 2
2
p jC pqC pdC lC D Rm
空调系统的风道设计
风道是空调工程的重要 组成部分，空调房间的送回、 风量能否达到设计要求，完 全取决于风道和风机。本章 介绍风机的选型和风道的设计。
第一节 风道内空气流动阻力 风机的选型涉及到两个参数，即风量和风压，风量由 送风量确定。风压可以理解为风机给空气提供的能量。

空气在风道内流动时，形成空气流动阻力，即摩 擦 阻力和局部阻力。风机的风压必须能克服流动阻力并使 出风具有 一定速度。
4、计算各管段的单位长度摩擦阻力Rm和局部阻力Z。阻
力计算应从最不利环路开始。
5、计算各段总阻力，并检查并联管路的阻力平衡情况。 6、根据系统的总阻力和总风量选择风机。
第四节 空调系统风道设计中的有关问题
一、风道的布置与联接 1、布局紧凑，缩短管线，避免复杂的局部构件、减少分支 管线，节省材料，减少系统阻力。便于安装、调节和维修。 2、尽量减少涡流。 二、风道材料及截面形状的选择 三、风道的保温
A 2
2
风道内空气流动规律
1、当空气由静止变为流动状态时，只能靠降低静压转化 为动压来实现，且动压为正。 2、以风机为界，吸入侧的压力都为负值，压出侧的压力 都为正值且在风机入口处全压和静压最小，在风机的出
口处全压和静压最大。由此，要保持风管接口处的严密，
否则会有空气漏进漏出，影响空调效果。
• 风管的局部压力损失计算公式如下： •
2 Z 2
（Pa）
• 式中 ζ—局部阻力系数； • ʋ—ζ与之对应的断面流速。 • 影响局部阻力系数ζ的主要因素有：管件形状、壁面粗 糙度以及雷诺数。
二、风道的设计计算方法 三、假想流速法风道计算方法 步骤： 1、绘制系统轴侧图，标注各段长度和风量。 2、选定最不利环路（一般指最长或局部构件最多的分 支管路）。 3、选定流速，确定断面尺寸。然后根据选定了的风管 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=3600abυ (m3/h) 式中：a，b—分别为风管断面净宽和净高，m。 通过园形风管的风量：G=900πd2υ (m3/h) 式中：d—为圆形风管内径，m。