智暖未来

空调风系统:风管设计的步骤

admin 171

上篇文章讲述了风管设计的内容、原则及方法,当时提出目前的通风空调系统风管设计的方法以假定流速法为主,这篇文章就以假定流速法为例,为大家讲述一下风管设计步骤,希望对大家有所帮助。

空调风管系统的设计步骤主要分6步,即:绘制通风空调系统轴测图,标出设备及局部管件的位置;确定合理的管道空气流速;根据各个管道风量和选择的流速确定各管道的断面尺寸;并联管路的阻力计算;计算通风系统总阻力;选择风机并连接。

一、标出设备和局部管件的位置

在此阶段,我们一般是绘制通风空调系统轴测图,标注出设备和局部管件的位置,对各管道再进行标号,通常情况是以风量和风向不变为原则,把通风系统分为若干个单独管段,从距离风机最远的管段或者管件开始,由远而近,进行编号。在标注各个管段长度和风量时,通常是按照两管件间中心线长度计算,不扣除管件本身的长度。

二、确定合理的空气流速

在《空调风系统:风管内的空气流速标准》一文中,作者结合暖通空调系统相关规范(如《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)和《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2015)),仔细地讲述了通风空调系统风管内风速标准。有需要的朋友可以前去翻阅,这里在简单地为大家讲述一下常见的空调系统风速推荐标准。

暖通行业从业者都知道,风管内的空气流速对通风空调系统的材料设备费用、运行动力消耗以及噪音都有很大关系(例如在《洁净厂房设计规范》(GB50073-2013)中关于风管内风速的要求就是在讲解噪音控制的章节中提到的)。选用的风速过高,可以使风管的断面小,节省材料,降低建造成本,占用建筑空间小,但是会造成系统阻力大,动力消耗增加,增大运行费用。此外风管内风速流速过高时,对于气力输送系统和除尘系统来说,还会增大设备和管道的磨损。

选择的管道内空气流速过低时,系统阻力变小,动力消耗减少,但是风管的断面尺寸就会增大,材料消耗和建造成本就会提高,风管占用的空间就会加大,一般情况下,大家可以参考下图选择风管内空气流速。对于除尘系统和气力输送系统来说,由于管道粉尘的沉积、管道的堵塞,此类管道中风速可以按照除尘系统风管最低风速表选择。

三、确定各管段的断面尺寸

根据各管道的风量和选择的流速就可以确定各管段的断面尺寸了,进而可以计算最不利环路(即为阻力最大的环路,一般是管道最长且管件最多的环路)的摩擦阻力和局部阻力。

在确定风管断面尺寸时,设计师尽量选择标准化规格的风管,方便后续的风管加工及安装。在风管断面尺寸确定后,应按照管内实际流速计算最不利环路的摩擦阻力和局部阻力。

四、并联管道的阻力计算

在通风空调系统中,不可避免地就会遇到并联管道的情况,在有并联管道存在时,按分支点阻力平衡的原则确定并联管道的断面尺寸。通常要求是两分支管的阻力不平衡率为:一般通风空调系统,应小于15%;除尘系统的不平衡率应小于10%。当并联管道阻力差超过上述规定要求时,可以采用调节支管管径、增大风量、增加支管局部阻力损失的方法,调整阻力使其平衡。

其中调节支管管径和增大风量计算式分别如下图,8-20为调节支管管径的计算式,8-21为增大风量的计算式。需要注意的是,采用本方法会相应增大后面干管内风量和阻力,风机的风量和风压也要相应增大。

增大支管局部压力损失的方式是现在通风空调工程施工过程中使用最多的方法。即为通过改变阀门开度,或者增加阀门个数来调节管道阻力。此种方法虽然简单易操作,不需要严格计算,但是,在调试过程中,对于某一支管进行阀门调节时,会影响整个系统的压力分布,需要施工调试人员反复调节才能使各个支管道的风量分配达到设计要求。对于除尘系统需要注意阀门附近积尘对于管道阻力的影响。

五、计算系统总阻力

计算系统总阻力也就是计算最不利环路(同上解读)的阻力加上空气净化处理装置和其他可能的设备的阻力。此过程在暖通空调工程中叫做风管水利平衡计算,大家可以借助相关软件完成。

六、选择风机

在通风空调系统中,风机的选择是一个非常重要的问题,它影响到整个系统的正常运行和经济性能。通常情况下,考虑到风管、设备的漏风及阻力计算的不精确,应该在计算系统总风量和总阻力的情况下进行修正,大家可以参考下图。

在进行风机选择时,大家还应注意以下问题:根据输送气体性质、系统风量的阻力确定风机的类型,如输送有爆炸风险的气体和粉尘时,应选用防爆风机,输送腐蚀性气体需要选择防腐风机等;风机样本和设计手册上的风机性能参数是在标准大气压下得出的,实际使用情况下,并不会是完全在标准大气压下,风机的实际性能会发生变化,需要根据新的工况进行换算,具体方法大家可以参考下图。

选择好风机之后,就可以将风机连入风管系统中,完成以上步骤也就标志着风管系统设计完成。待所有风系统(例如送风系统、回风系统、排风系统、排烟系统)都设计完毕之后,就可以进行风管综合排布,确定风管标高等工作,进而完成一整套空调风系统图纸。

关于空调风系统:风管设计的步骤内容就为大家讲述到此。