通風空調工程設計與安裝基礎

空調風系統:

沿程阻力:由於空氣本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產生的阻力稱為摩擦阻力或沿程阻力,克服摩擦阻力而引起的能量損失稱為沿程損失。

兩個概念:

風道的水力半徑:Rs=F/P

F—管道中充滿流體部分的橫斷面積,m2;

P—濕周,在通風系統中即為風管周長,m。

比摩阻:單位長度的摩擦阻力。

圓形風管的沿程損失:

對於圓形風管:Rs=F/P=D/4

則其沿程損失和比摩阻分別為:

附錄T為風管單位長度沿程損失線算圖,附錄U-1為圓形風管計算表。知道風量、管徑、比摩阻、流速中的任意兩個參數,即可求出其餘兩個。

編製條件:大氣壓力為101.3kPa,溫度為20℃,空氣密度為1.2kg/m3,運動粘度為15.06×10-6m2/s,管壁粗糙度k=0.15mm。

Advertisements

當實際條件與上述條件不同時,應進行修正。

(1)絕對粗糙度的修正

不同風管材料的絕對粗糙度見表9-1。

Rm´=εkRm

εk—粗糙度修正係數。εk=(kv)0.25。

v—管內空氣流速,m/s。

(2)大氣壓力和溫度的修正

2.矩形風管的沿程損失

先把矩形風管斷面尺寸折算成相當於圓形風管的當量直徑,再由此求出矩形風管的單位長度沿程損失。

當量直徑:是與矩形風管有相同單位長度沿程損失的圓形風管直徑,它分為流速當量直徑和流量當量直徑兩種。

(1)流速當量直徑Dv

假設某一圓形風管中的空氣流速與矩形風管中的空氣流速相等,且兩風管的單位長度沿程損失相等,此時圓形風管的直徑就稱為矩形風管的流速當量直徑。

a、b—矩形風管的長度和寬度。

Advertisements

(2)流量當量直徑DL

假設某一圓形風管中的空氣流量與矩形風管中的空氣流量相等,且兩風管的單位長度沿程損失也相等,此時圓形風管的直徑就稱為該矩形風管的流量當量直徑。

附錄U-2列出了標準尺寸的鋼板矩形風管計算表。

局部阻力:

1、定義:風道中流動的空氣,當其方向和斷面大小發生變化或通過管件設備時,由於在邊界急劇改變的區域出現漩渦區和流速的重新分佈而產生的阻力稱為局部阻力,克服局部阻力而引起的能量損失稱為局部壓力損失,簡稱局部損失。

2、計算:

ΔPj-局部損失,Pa;

ξ—局部阻力係數,見附錄V。

3、減小局部阻力的措施

(2)彎頭

總阻力損失:

總損失即為沿程損失與局部損失之和:

ΔP=ΔPm+ΔPj

ΔP—管段總損失,Pa。

風管內的壓力分佈

從圖中可以看出:

1.在吸風口點1處的全壓和靜壓均比大氣壓力低,入口外和入口處的一部分靜壓降轉化為動壓,另一部分用於克服入口處產生的局部阻力。

2.在斷面不變的風道中,如管段1~2、3~4、5~6、6~7和8~9,能量的損失是由摩擦阻力引起的,此時全壓和靜壓的損失是相等的。

3.在收縮段2~3,沿著空氣的流動方向,全壓值和靜壓值都減小了,減小值也不相等,但動壓值相應增加了。

4.在擴張段7~8和突擴點6,動壓和全壓都減小了,而靜壓則有所增加,即會產生所說的靜壓復得現象。

5.在出風口點9處,全壓得損失與出風口形狀和流動特性有關,由於出風口的局部阻力係數可大於1、等於1或小於1,所以全壓和靜壓變化也會不一樣。

6.在風機段4~5處,風機的風壓即是風機入口和出口處的全壓差,等於風道的總阻力損失。

風管的水力計算:

一、水力計算的任務和方法

1.水力計算的任務

(1)確定系統中各個管段的斷面尺寸

(2)計算阻力損失

(3)選擇風機

2.水力計算的方法

(1)假定流速法

先按技術經濟要求選定風管的流速,再根據風量來確定風管的斷面尺寸和壓力損失,目前常用此法進行水力計算。

(2)壓損平均法

(3)靜壓復得法

水力計算步驟:

1.確定通風系統方案,繪製管路系統軸測示意圖。

2.在軸測圖中對各管段進行編號,標註長度和風量。通常把流量和斷面尺寸不變的管段劃分為一個計算管段。

3.選定合理的氣流速度。

4.計算最不利環路。由風量和流速確定最不利環路各管段風管斷面尺寸,計算沿程損失、局部損失及總損失。

5.計算其餘並聯環路。對民用建築通風系統各並聯環路間的壓損差不宜超過15%。若超過時可通過調整管徑或採用閥門來進行調節。

6.選擇風機。風量附加係數為1.1;風壓附加係數為1.1~1.15。

風系統設計中的有關問題

一、系統劃分

1.空氣處理要求相同、室內參數要求相同的可劃為同一系統。

2.對下列情況應單獨設置排風系統:

(1)兩種或兩種以上的有害物質混合后能引起燃燒或爆炸;

(2)兩種有害物質混合后能形成毒害更大或腐蝕性的混合物或化合物;

(3)兩種有害物質混合后易使蒸汽凝結並積聚粉塵;

(4)放散劇毒物質的房間和設備;

(5)儲存易燃易爆物質的單獨房間或有防火防爆要求的單獨房間。

3.如排風量大的排風點位於風機附近,不宜和遠處排風量小的排風點合為同一系統。

二、風管的布置

1.風管上應設置必要的調節和測量裝置(如閥門、壓力表、溫度計、風量測定孔和採樣孔等)或預留安裝測量裝置的介面。

2.風管的布置應力求順直,避免複雜的局部管件。

3.根據需要,風管可以採用明裝和暗裝,暗裝不影響美觀,但是投資較高。

4.與風機或振動設備連接的管道,應裝設如帆布、橡膠製作的軟接頭。

5.風管穿牆時要採用軟材料(如石棉繩)填充。

三、風管的形狀和材料

1.形狀

風管斷面形狀有圓形和矩形兩種。

一般民用建築空調系統都採用矩形風管。

2.材料

普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板、硬聚氯乙烯塑料板、磚、混凝土。

四、風管的保溫

1.保溫材料:主要有軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、超細玻璃棉、玻璃纖維保溫板、聚氨酯泡沫塑料和蛭石板等。

2.保溫層結構

(1)防腐層

(2)保溫層

(3)防潮層

(4)保護層

空調房間的氣流組織

1.定義:氣流組織就是在空調房間內合理地布置送風口和迴風口,使得經過處理后的空氣由送風口送入室內后,在擴散與混合的過程中,均勻地消除室內餘熱和余濕,從而使工作區形成比較均勻而穩定的溫度、濕度、氣流速度和潔凈度,以滿足生產工藝和人體舒適的要求。

2.影響因素:送風口和迴風口的位置、型式、大小、數量;送入室內氣流的溫度和速度;房間的型式和大小,室內工藝設備的布置等。

一、送迴風口的氣流流動規律

二、送、迴風口的型式及位置

1.送風口的型式:

(1)側送風口:百葉風口、格柵送風口、條縫送風口。

(2)散流器

散流器外形有圓形、方形和矩形;

按氣流擴散方向有單向的和多向的;

按氣流流型可分為垂直下送和平送貼附散流器。

(3)孔板送風口

(4)噴射式送風口

(5)旋流送風口

2.迴風口形式:矩形網式迴風口、篦板式迴風口、格柵、百葉風口、條縫口等。

3.送、迴風口的位置

送、迴風口的位置設置應滿足以下要求:

(1)室內空氣沒有循環不均的現象

(2)送風氣流不易形成短路

三、氣流組織的形式

四、氣流組織設計實例

1.賓館客房:目前,國內客房多採用風機盤管加新風空調系統。客房內風機盤管多採用卧式暗裝和立式明裝兩種形式。

2.辦公建築:

常採用風機盤管加新風的空調系統。

室內氣流組織多採用上送上回方式。

3.體育場館:常用的氣流組織形式有上送方式、側送方式、下送方式和分區送風。

空調系統的消聲與減振:

1.雜訊的概念:對於聲音強度大而又嘈雜刺耳或者對某項工作來說是不需要或有妨礙的聲音,統稱為雜訊。

2.雜訊的來源:工業雜訊主要有空氣動力雜訊、機械雜訊、電磁性雜訊等。

空調工程中主要的雜訊源是通風機、制冷機、機械通風冷卻塔等。通風機的雜訊是主要部分。

3.空調系統中雜訊的自然衰減

(1)雜訊在風管內的自然衰減

雜訊在直管中可被管材吸收一部分,也有可能透射到管外,在風口、風管轉彎處和斷面變形等局部阻力較大的地方,還將有一部分雜訊被反射,從而引起雜訊的衰減。

(2)空氣進入房間內雜訊的衰減

由於建築物內壁、屋頂、傢具設備等的吸聲性能,聲音進入房間后將再一次被衰減。

空調房間雜訊的物理量度:

1.聲強與聲壓

聲強:描述聲音強弱的物理量叫做聲強,通常用I表示。

聲壓:聲波傳播時,由於空氣受到振動而引起了疏密變化,使在原來大氣壓強上疊加了一個變化的壓強。這個疊加的壓強稱聲壓,用P表示。

2.聲強級與聲壓級

聲強級:用符號LI表示,其單位為分貝(dB)。

聲壓級:用Lp表示,單位也是分貝(dB)。

3.聲功率與聲功率級

聲功率:是用來直接表示聲源發聲能量的大小,它是指聲源在單位時間內以聲波的形式輻射出的總能量,用W表示,單位是瓦。

聲功率級:聲功率也可以用級來表示,這就是聲功率級。

4.聲波的疊加:

消聲器:

1.消聲器的消聲原理

由於吸聲材料的多孔性和鬆散性,能把入射在其上的聲能部分地吸收掉。吸聲材料多為疏鬆或多孔性的。

常用的吸聲材料有玻璃棉、泡沫塑料、石棉絨、吸聲磚、聚氨酯泡沫塑料(穿孔形)、木絲板、加氣混凝土、卡普隆纖維管式等。

2.消聲器的型式

(1)阻性型消聲器

(2)共振型消聲器

(5)其他型式消聲器:1)消聲彎頭;2)消聲靜壓箱

空調系統的減振:

1.減振措施:在振源和它的基礎之間安裝與基礎隔開的彈性構件(如彈簧、橡膠減振器、軟木等),使從振源傳到基礎上的振動得到一定程度的減弱。

1.減振措施:

(1)選擇帶通風機減振台座的空調風機段;

(2)空調器下設橡膠減振墊。通風機、空調器與風管採用防火軟接頭連接,水管與水泵、表冷器採用橡膠柔性接頭連接;

(3)選用高效、低雜訊水泵、風機,並使水泵、風機在最高效率點附近運行,風管、水管穿牆和樓板處間隙用非燃軟行材料填充;

(4)儘可能控制風管、風口風速,以滿足房間雜訊標準;

(5)在局部送、迴風管路上設置消聲器、消聲彎頭;

(6)空調機房內壁表面襯貼吸聲材料及吸聲孔板,機房門採用消聲密閉門,使牆體有足夠隔聲能力。

2.消聲減振措施的實例

空調工程中消除雜訊和振動的措施包括:在風機出口處裝帆布軟接頭,管路上裝設消聲器,風機、冷水機組、水泵基礎考慮減振,水泵的進出管路設隔振軟管,在管道吊卡、支架、穿牆處採用隔振處理等。

本文來源於互聯網,暖通南社整理編輯於2017年5月22日。

Advertisements

你可能會喜歡