组合式空调机组各段体设计选型.docx
《组合式空调机组各段体设计选型.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《组合式空调机组各段体设计选型.docx(35页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、概述本课件描述了组合式空调机组的设计参数、性能要求、设计工况及各元件设计 和选型方法。功能段包括混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管 段、电加热段、各种加湿、风机段、消声段等二十余种功能段。组合式空调机组的具体命名方法可参阅GB/T14294-2008组合式空调机组:组合式空调机组的基本设计工况:工程供冷工况供热工况备注干球温度27+1. 021+1. 0湿球温度19. 5+0. 5进水温度7+0.260+1出水温升5+0.2风量(m3/h)名义风量出口风压(Pa)根据客户需要选择合适的风机功能段功能段是根据客户的要求进行匹配,无具体的设计要求混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、
2、热盘管段、电加热段、加湿段、 风机段、消声段等进行自由组合,对空气的进行处理,满足客户对空气洁净度 和舒适度、环境噪声的需求。现行标准:GB/T14294-2008组合式空调机组,该标准侧重空气动力和热工EN1886-1998建筑通风用空气处理机组机械性能,该标准是EN标准系列中 建筑通风和空调用机组系列标准的一局部,侧重箱体结构的机械性能。换热器设计计算方法换热器用来实现空气与热源载体一一水进行能量交换的设备,是空调末端产品 中最重要的部件之一。主要构件有进出水管、集水管、铜管、翅片、U型管、 端板等,下面主要介绍表冷器大小、翅片形式、铜管大小等的选择,其结构上 的知识不做介绍。一般换热器的
3、命名方法:换热器的中文名称加三个主参数,即:换热器M*N*L, M表示换热器厚度方向 铜管排数,N表示换热器高度方向的铜管数,L表示换热器有效长度(即换热铜 管长度),如:换热器4*20* 1500,表示4排换热器,高度方向有20根管, 换热器铜管的有效长度为1500o换热器的其他构件相关尺寸都是以这三个基本 参数为依据换算而来。换热器的的系列代号方法如下:在我们常用的机组中,风机是以敞开方式进风的方式安装在风机段的箱体内, 有时由于安装空间有限,箱体两侧的面板很靠近风机进风口,就会限制进风空 气的流动,会使风机性能和送风量有不同程度的降低,为了使风机进口和出口 的气流顺畅,最大限度地减少进出
4、口气流的压力损失,风机进风口应当保持一 个最小的距离A三1/2D(D为风机叶轮的直径),如果只有1/3叶轮的直径,将会 使用风机的风量降低10%oX常规组给式空调机组的风机安装正常要求为两侧进风口到边的距离20.75D2、常用的离心风机的布置规范(1)情况1:单头风机 多个单头风机(图3)(图1) (2)情况2:双头风机(图2) (3)情况3:注:L表示风机背部宽度尺寸;D表示风机叶轮直径尺寸3、风机出风口的连接方式当用直管送风时,建议送风管不要突然间向大截面过渡,而且推荐使用不大于 15的变径管来实现这种过渡,从而减小能耗,这是在管道设计中常用的,目前 我们公司采用软件接头,到达减振的功效。
5、4、改变风机风量的方法改变风机风量的方法常用的有如下三种:(1)利用风机入口导向阀,这种方法降低风机能量消耗较多,初投资较省,且 有较宽的调节范围。设计风量三种调节风量方法的丁能龙线图示(2)改变风机转速,如配变频器或变速电机,这种方法降低风机能量消耗最多, 风量调节范围宽,但初投资最高,风机容易进入不稳定区工作。(3)利用风机出口阀门。这种方法节省风机能量很少,风量调节范围较小,易 使风机进入不稳定区工作。5、离心风机使用的考前须知(1 )风机选型时的实际运行转速最好能在其极限转速的80%范围内,不宜超 过其级限转速的90%;(2)当2台前倾风机并联运行时,只要系统压力稍有变化,风机运行工况
6、容 易跳到不稳定区域运行,如果配变频器调速时,变频器的电流容易超载。所以, 如遇到并联风机需配变频器时,优先选用后倾风机。八、电机的选型及应用不同品牌的电机,其制作标准和使用条件也有所不同,除非客户要求,尽量确 定一种电机为常规标准配置电机,目前我们公司选用的是浙江大速电机。1、常用丫系列电机的特点ZK机组常用的丫系列的三相异步电动机,是一种全封闭自扇式鼠笼型三相异步 电动机。此系列的电机具有高效、节能、性能好,噪声低、振动小,可靠性高、 功率等级和安装尺寸符合I. E. C.标准和使用维护方便等优点,其防护等级为 IP44,绝缘等级为B级。2、电机的使用条件(1)不同品牌的电机其使用条件也有
7、不相同,大多数Y系列的三相异步电动机的 使用环境温度为:-20C40c海拔:不超过1000米。浙江XX电机Y系列的 使用环境温度:随季节而变化,但不超过40;海拔:不超过1000米电压:380V 50Hz;如果使用在海拔高度超过1000米以上时,由于空气较稀薄,对电机的散热 不利,为延长电机的使用寿命,电机需降档使用,但如果电机是在空调箱内, 且箱体内有1. 2米/s以上的气流通过电机时那么不需考虑降档使用的问题。3、电机的绝缘等级与防护等级绝缘等级电机的绝缘等级是指其在耐热的温升范围工作的能力,超过规定的温升范围便会 丧失应有的绝缘能力。国标GB11021-89电气绝缘的耐热性评定和分级电工
8、产品绝缘的使用期受到多种因素(如温度、电压和机械的应力、振动、有害 气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等)的影响,而温度通常是对绝缘材料和绝 缘结构老化起支配作用的因素。因此已有一种实用的、被世界公认的耐热性分 级方法,也就是将电气绝缘的耐热性划分为假设干耐热等级,各耐热等级及所对 应的温度值如下:耐热等级:Y级A级E级B级F级H级C级200 220温升(): 90 105 120 130155 180 180 以上 200 220温升超过250C,那么按间隔25c相应设置耐热等级。3.1 IP防护等级IP (International Protection)防护等级系统是由 GB 4208T9
9、93 规定。将灯 具电器依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的 外物包含工具、人的手指等均不可接触到灯具内之带电局部,以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成,第一个数字表示灯具电器防尘、防止外物侵 入的等级;第二个数字表示灯具电器防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大, 表示其防护等级越高,两个标示数字所表示的防护等级如下表1和表2; 表1:第一个标示特性号码(数字)所指的防护程度第一个 标示数 字防护等级定义备注0无防护对外界的人或物无特殊之防护IP0-1防止大于50mm的固体物体侵入防止人体(如手掌)因意外而接触到灯具内 部之零件。防止较大尺寸(直径大于50mm)
10、的外物侵入IP1-2防止大于12mm 的固体物体侵入防止人的手指接触到灯具内部之零件。防止 中等尺寸(直径大于12mm,长度大于 80mm)的外物侵入IP2-3防止大于2. 5mm 的固体物体侵入防止直径或厚度大于2. 5mm之工具、电线或 类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部 零件IP3-4防止大于1. 0mm的固体物体侵入防止直径或厚度大于1. 0mm之工具、电线或 类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部 零件IP4-5防尘完全防止外物侵入。虽不能完全防止灰尘侵 入,但侵入的灰尘的量并不会影响灯具的正 常操作IP5-6尘密完全防止外物侵入,且可完全防止灰尘侵入IP6-表2:第二个标示特性
11、号码(数字)所指的防护程度第二个 标示数字防护等级定义备注0无防护对外界的人或物无特殊之防护IP- 01防止滴水侵入垂直滴下的水滴(如凝结水)对灯具电器 不会造成有害影响IP- 12倾斜15时仍可 防止滴水侵入当灯具电器由垂直倾斜至15。时,滴水对 灯具不会造成有害影响IP-23防止喷洒的水侵 入防雨或防止与垂直的夹角小于60。之方向 所喷洒的水进入灯具电器造成损坏IP-3例如:等级的第一标记数字如IP6表示防尘保护等级(6表示完全防止灰尘进 入,见上表1)第二标记数字如IP_5表示防水保护等级(5表示防护水的喷射, 见上表2) o4防止飞溅的水侵 入防止各方向飞溅而来的水进入灯具电器造 成损
12、坏IP- 45防止喷射的水侵 入防止来自各方向由喷嘴喷射出的水进入灯 具电器造成损坏IP- 56防止大浪的侵入装设于甲板上的灯具电器,防止因大浪的 侵袭而浸水造成损坏1P-67防止浸水时的水 侵入灯具电器浸在水中一定的时间或水压在一 定的标准以下能确保不因进水而造成损坏IP- 78防止漂浮时的水 侵入灯具电器无限期的漂浮于指定水压的状况 下,能确保不因进水而造成损坏IP- 8派 常规的Y系列国产电机的绝缘等级为B级,防护等级为IP44。而进口品牌 电机的绝缘等级为F级,B级考核,防护等级为IP55。国产电机亦可定做绝缘 等级为F级,防护等级为IP55的电机。3.4电机的平安系数K(1)确定风机
13、轴功率Nt以后,查下表3确定电机的平安系数K (国标规定)(2)电机实际功率NNNt*K;风机功率kW平安系数K121.32-51.25-201. 15201. 10(3)电机散热最少距离(电机尾那么与面板距离)71M132M 25mm 160M250M 40mm3. 5电机的选型方法电机的选型与风机的选型是相互关联的,在风机选型软件的性能参数表上都有风 机的实际吸收功率,选用电机的额定功率按上表3选取平安系数K,按风机的运 行系数为10%时,在选择了某一型号风机的同时,已确风机的吸收功率,利用 平安系数可确定选用电机的额定功率,这与风机选型表上推荐使用的电机额定 功率一般都差不多,这里没确定
14、的是选用的电机到底是多少极数的才为合适,这 也是我们电机选型的关键。3. 5.1电机的启动转矩与风机的启动转矩在确定风机型号的同时也确定了电机的功率后,要确定选用电机的极数时先要 了解与电机极数有关的启动转矩。转矩也称作力的力矩。它是物体围绕一个固定的轴开始旋转所需能量的量度。当电机启动时它需要一个相对较高的转矩,根据所驱动的机器类型,通常是满 负荷转矩的1.52.5倍,因为机器启动的频率、温度、润滑油的数量和形式等, 以及类似的可变因素都有直接的关系。在启动阶段,转矩先微降到最小,然后 增加到最大,再回落到它正常运行时的转矩。要确定所选的电机是否能提供足够的转矩以驱动风机从静止加速到运行速度
15、而 没有超过它的设计极限,首先要计算出风机的启动转矩,确定了风机的启动转 矩后,所选择的电机的启动转矩必须等于或大于工作运转时的启动转矩负荷。 而电机的工作运转时的启动转矩负荷与风机的惯性力矩、带轮的惯性力矩、角 速度、角加速度等都有关系。3. 5. 2启动转矩的计算1台机组的风机要启动运转,是靠电机及皮带带动电机轮,风机轮等装置转动 起来的,所以电机工作时的启动转矩均与风机的惯性力矩、两个带轮的惯性力 矩、角速度、角加速度等都有关系,下面是一些力矩的计算公式:(1)风机的惯性力矩公式:JF =PD2/4= mX (R2+r2) /2 kgm2(2)带轮的惯性力矩公式:= mXR72 kgm2
16、(3)总的惯性力矩公式:J =( Jf + JFP) X (nF/nM)2+JMP +JM kgm2(4)角速度公式:W = 2 n nM/60 rad/s(5)角加速度公式:a= W/t rad/s2(6)启动转矩公式:Ts= JX a /g kgm上式中:m =惯性轮的重量,kgR =惯性轮的外半径,m厂惯性轮的内半径,mJfp二风机轮的惯性力矩,kgm2Jmp二电机带轮的惯性力矩,kgm2JM =电机的惯性力矩,kgm2nE二风机的转速,rpmnM二电机的转速,rpmts二电机的启动时间,rpm由于以上的计算比拟繁锁,而且很多参数需风机、电机厂家提供,不能在样本 上直接找出。一般来说电机
17、的额定启动力矩均比它工作时的启动转矩大很多, 按以往的设计经验,我们可以简化计算,将电机与风机的转速比i设定一个定 值范围来选择电机的额定转数。 一般规定电机、风机的转速比iW2.0。3. 5. 3电机皮带轮、风机皮带轮以及皮带的选型当一台机组的风机型号与电机型号确定以后,就可以进行电机皮带轮、风机皮 带轮以及皮带的选型配置了,根据机械设计手册中的资料,我们常用的皮带带 型有A型V带、B型V带、C型V带、SPA型窄V带、SPB型窄V带、SPC型窄V 带、SPZ型窄V带等,在带轮直径和电机的转速相同时,单根皮带带动的额定 的功率在前面6种的带型中是由小到大的,前面三种一般适用于电机功率在 5.5
18、kW以下的较小功率的机组,后面三种的应用范围较广,一般从3.0kW以上 的机组均可使用。ZK机组使用的带轮型号都是SPA型、SPB型、SPC型这三种,配用的都是窄V 带,在风机和电机已选定的情况下,我们可以根据转速比i二必/止二D2/D1来进行 风机轮、电机轮以及皮带的选型。n1一小轮的转速n2 一大轮的转速D,一小轮的基准直径D2 一大轮的基准直径计算出i后,先确定电机轮的大小,而电机轮的大小又与带动该机组的电机额定 功率、皮带根数和皮带轮的型号有关系,将这些因素确定以后,便可以进行两 轮和皮带的配置了。如上例示7. 7.2-2:有一台机组的风量为31000m7h,机组的全压为695Pa,用
19、 YILIDA的选型软件,选到的风机为SYD560K,风机的选型转速为705 rpm,风 机的吸收功率为9.75kW,选用的电机额定功率为15 kW-6P,两轴间距为 1200mm,请选择电机轮、风机轮及皮带的配置。解答:设计功率 由电机额顶功率P = 15kW,查机械设计手册三第22篇带、链、摩擦和螺旋传 动中的表22. 1-9查得设计工况系数Ka=L2,那么设计功率Pd =KAP=1. 2X15=18 kW(2)选定带型根据功率Pd=18 kW和电机机转速nL970r/min,由机械设计手册三第22篇 带、链、摩擦和螺旋传动中的表22. 1-2确定为SPA型(3)传动比i= m/ih =9
20、70705=1.37两轮的基准直径,参考机械设计手册三第22篇 带、链、摩擦和螺旋传动中的表22. 1-2和22. 1- 13i,取小轮的基准直径1)尸200nm1,那么大轮的基准直径为D2=i =1.37X 200=274mm,然后从公司常用的皮带轮品牌样本中可查得接近的D2,假设为 D2=280 mm(5)风机的实际转速n2=(l- e )n1D1/D2=( 1-0.01) X970X200280=686 r/min(6)带速U 二 JinD/60X1000 =3. 14 X970X2004-6X 1000=10. 15 m/s(7)确定皮带长度按要求选取两轴中心距a=1200mm,那么所
21、需皮带的长度Lj 2 a 0+jt (D.+ D2)/2+ ( D2-D1)2/4c(o = 2X1200 + 3. 14X (200+280)4-2 + (280-200)24-4X 1200 =3154.9 mm,查机械设计手册三第22篇 带、链、摩擦和螺旋传动中的表 22. 1-6,选取基准长度Ld=3150mm。(8)校核两轴实际的中心距离a=a0 + (Ld-Ldo) /2 = 1200 + (3150-3154.9) /2 =1197. 5mm(9)小带轮的包角(一般要求2120 )amax=180 -(280-200)/ a X57. 3=180 -(280-200)/ 1197
22、. 5X57. 3=176. 17(10)单根V带的基本功额定功率根据Di =200mm和nk970r/min,由机械设计手册三第22篇 带、链、摩擦和螺 旋传动中的表22. l-13i SPA型窄V带的额定功率可查得单根皮带拖动的功率 Pl5. 94 kWo(11)功率增量APi 考虑传动比的影响,额定功率的增量4P1由机械设计手册三第22篇 带、链、 摩擦和螺旋传动中的表22. l-13i右侧参数可查得功率增量P1=0.26(12) V带的根数z=Pd/(P1 +P)KR由机械设计手册三第22篇 带、链、摩擦和螺旋传动中的表22. 1-10和表22. 1-11分别查得包角修正系数儿=0.9
23、9和带长修正系数L=1. 04,所以z=P,(Pi +AP1)KaKI = 18 (5. 94+0. 26) X0. 99X 1. 04=2. 82 根,取 3 根。综合上述计算可得出:电机皮带轮为:SPA-200 X 3风机皮带轮为:SPA-280 X 3皮带长为:SPA3150X3其配用的锥套可在相关样本中查得。X 为提高V带和风机轴承的寿命,宜选取较大的带轮直径,但风机轮太大时 那么会增加风机的进风阻力。X 带速U不得低于5m/s,为充分发挥V带的传动能力,应使U 20m/s。4、电机的安装方式ZK机组用得较多的电机安装方式有后置式和侧置式,如下列图7. 7-1所示。邕 wi mASiA
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 组合式 空调 机组 各段 设计 选型
限制150内