车间净化空调系统风道阻力的计算及设备选型方案.doc

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1、车间净化空调系统风道阻力的计算及设备选型方案1.1概述通风管道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。其主要的目的是，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。在有的情况系，风机的风量、风压已经确定后，由此去确定风管的管径。风管水力计算方法有假定流速阀、压损平均法和静压复得法等几种，目前最常用的是假定流速法22。压损平均法的特点是，将已知总作用压头按干管长度平均分配给每一段，再根据每一管段的风量确定风管断面尺寸。如果风管系统所用的风机压头已定，或对分支管路进行阻力平衡计算，此法较为方便。静压复

2、得法的特点是，利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力，根据这一原则确定风管短面的尺寸。此方法适用于高速空调系统的水力计算。假定流速法的特点是，先按技术经济要求选定风管的流速，再根据风管的风量确定风管断面尺寸和阻力。假定流速法的计算步骤和方法如下：第一绘制风管或空调系统轴侧图，对管段进行编号，标注长度和风量；管段长度一般按两管件中心长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。第二确定合理的空气流速。风管内的空气流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响。流速高，风管断面小，材料耗用少，建造费用小；但是系统的阻力大，运行费用增加。流速低，阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用大，

3、风管占用的空间也增大。第三根据各风管的风量选择的流速确定风管的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。第四并联管路的阻力平衡。为了保证各送、排风点达到预定的风量，两并联支管的阻力必须保持平衡。对于一般的通风系统，两支管的阻力应不超过15%；若超过上述规定，可采用下述方法使其阻力平衡。(1) 调整支管管径这种方法是通过改变支管管径改变直观的阻力，达到平衡。调整后的管径按下式计算： （6-1）式中： 调整后的管径，mm； 原设计的管径，mm； 原设计的支管阻力，Pa； 要达到的支管阻力，Pa。(2) 增大风量当两支管的阻力相差不大时，例如在20%以内，可不改变管径，将阻力小的那段支管的流量适当增大，阻力

4、也随着增大；同时风机的风量和风压也会相应增大。增大后的风量按下式计算： （6-2）式中： L原设计的风量，m3/h； 调整后的风量，m3/h。(3) 阀门调节通过改变阀门开度，调节管道阻力，从理论上讲是一种简单易行的方法。必须指出，对于多支管的通风空调系统进行实际调试，是一项复杂的工作。必须进行反复的调整、测试才能完成，达到预期的流量分配。1.2计算系统的总阻力管径的确定：根据风口和风管的布置，可以初步确定风管的位置，再利用假定流速法。根据文献简明通风设计手册22，风管内的风速如表6-1、6-2所示。表6-1一般通风系统风管内的风速（m/s）风管部位生产厂房机械排风民用及辅助建筑物钢板及塑料风

5、管砖及混凝土风道自然通风机械通风干管6144120.51.058支管28260.50.725表6-2除尘通风管道内最低空气流速（m/s）粉尘性质垂直管水平管粉尘性质垂直管水平管粉状的粘土和砂耐火泥重矿物粉尘轻矿物粉尘干型砂煤灰湿土（2%以下水分）铁和钢（尘末）棉絮水泥粉尘111414121110151388121317161413121815101822铁和钢（屑）灰土、砂土锯屑、刨屑大块干木屑干微尘染料粉尘大块湿木屑谷物粉尘麻(短纤维粉尘、杂质)191612148141618108231814151016182012121.2.1送风系统设计及水力计算表最不利送风管路环路如图6-1示，水力计

6、算结果如表6-3所示。图6-1送风最不利环路表6-3送风水力计算表环路编号流量m3/h矩型风管尺amm矩型风管尺寸bmm直径或当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻RPa/m实际流速Vm/s动压Pa）&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa110002502502509.71.104.4412.540.310.73.815.215003203203203.20.684.0710.511.02.210.513350395004004445.61.247.0031.101.07.031.138续表环路编号流量m3/h矩型风管尺amm矩型风管尺寸bmm直径或当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻RPa/m

7、实际流速Vm/s动压Pa）&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa4130728005006154.51.359.0852.331.51.178.585522787100080088913.30.667.9139.755.08.8198.8207631321125080097613.90.708.7048.074.09.8192202755410160010001231160.649.6258.765.010.2294304注：最不利环路阻力损失为864Pa。1.2.2排风系统的设计及水力计算表图P-1，P-2，P-3，P-4，P-5，P-6，P-7排风系统图如图6-2至图6-8所示，其

8、水力计算表如表6-4表6-10所示。 图6-2P-1排风系统图图6-3P-2排风系统表6-4排风P-1系统水力计算表环路编号环路编号流量m3/h矩型风管尺寸amm矩型风管尺寸bmm直径或当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻RPa/m实际流速Vm/s动压Pa&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa1143040025030812.00.693.9710.01.08.210.018.227153202502813.00.322.483.91.01.03.94.937153202502812.80.322.483.91.00.93.94.84362863025035812.01.381.4021.

9、01.011.521.042.5注：最不利环路阻力损失为65.6Pa。表6-5P-2排风系统水力计算表环路编号流量m3/h矩型风管尺寸amm矩型风管尺寸bmm直径或当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻RPa/m实际流速Vm/s动压Pa&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa17542502502508.50.653.357.130.55.53.69.12333240025030811.53.349.2654.02.038109147.2310002502502503.01.094.4412.40.03.30.03.344442002002001.80.743.081.10.01.30.01.

10、353372002002002.00.452.343.50.50.91.72.664132502502503.10.221.842.20.00.70.00.776742502502503.20.533.005.70.01.70.01.7814253203203203.60.623.879.52.02.219.021.2950975003203903.52.288.8549.71.58.074.682.6注：最不利环路阻力损失为240Pa。 图6-4P-3排风系统图 图6-5P-4排风系统图表6-6P-3排风系统水力计算表环路编号流量m3/h矩型风管尺寸amm矩型风管尺寸bmm直径或当量直径Dm

11、m管长Lm单位比摩阻RPa/m实际流速Vm/s动压Pa&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa1399 200 200 200 8.5 0.61 2.77 4.88 0.5 5.1 2.4 7.6 注：最不利环路阻力损失为7.6Pa。表6-7P-4排风系统水力计算表环路编号流量m3/h矩型风管尺寸amm矩型风管尺寸bmm直径或当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻RPa/m实际流速Vm/s动压Pa&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa14892502502508.50.292.173.00.52.51.54.02128932032032011.50.523.507.70.55.93.9

12、9.8注：最不利环路阻力损失13.8Pa。图6-6P-5排风系统图 图6-7P-6排风系统图表6-8P-5排风系统水力计算表环路编号流量m3/h矩型风管尺寸amm矩型风管尺寸bmm当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻RPa/m实际流速Vm/s动压Pa&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa114354002503085.20.693.9910.10.53.65.08.6225055002503332.81.165.5719.70.53.29.813.1314355002503334.50.413.191.460.01.90.01.9439396302503588.61.611.9530.71

13、.513.841.059.8注：最不利环路阻力损失：81.5Pa。表6-9P-6排风系统水力计算表环路编号流量m3/h矩型风管尺寸amm矩型风管尺寸bmm当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻RPa/m实际流速Vm/s动压Pa&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa18462502502502.60.803.768.980.52.14.51.6213203203203201.10.543.588.140.50.64.14.7321663203203203.51.355.8821.91.54.732.937.645353202502813.20.191.862.190.00.60.00.6514

14、975003203900.80.232.604.290.00.20.00.2641985004004441.40.885.8321.63.05.764.870.4712303203203203.20.473.347.070.01.50.01.588602502502501.40.833.829.280.01.20.01.29628850050050010.11.071.9931.03.010.793.0103注：最不利环路阻力损失为218.3Pa。图6-8P-7排风系统图表6-10P-7排风系统水力计算表环路编号流量m3/h矩型风管尺寸amm矩型风管尺寸bmm当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻R

15、Pa/m实际流速Vm/s动压Pa&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa1835 250 250 250 2.6 0.78 3.71 8.75 0.5 2.0 4.4 1.4 2900 250 250 250 1.1 0.90 4.00 10.10.0 1.0 0.0 1.0 3306 200 200 200 3.5 0.37 2.13 2.87 0.0 1.3 0.0 1.3 42041 320 250 281 3.2 2.26 7.09 31.8 1.5 7.2 47.8 55.1 注：最不利环路阻力损失为61.5Pa。1.2.3回风系统的设计及水力计算 回风系统最不利环路如图6-9

16、所示，其水力计算表如表6-11所示。图6-9回风最不利环路表6-11回风最不利环路水力计算表环路编号流量m3/h矩型风管尺amm矩型风管尺寸bmm当量直径Dmm管长Lm单位比摩阻RPa/m实际流Vm/s动压Pa&沿程损失RLPa局部损失ZPa总阻力损失Pa18602502502501.10.833.829.280.05.00.05.0215913202502814.51.425.5219.30.01.40.01.4343575003203903.51.697.5631.31.55.954.560.4463716304004892.01.117.0231.31.52.247.049.257806

17、6305005581.30.911.8830.01.55.745.150.9690828006307053.00.375.0115.91.51.123.925.071423280063070522.00.877.8439.00.019.10.019.1注：最不利环路阻力损失为211.6Pa。1.2.4设备选型空气处理器的选型主要根据风量和冷量选择合适的新风机组，空气处理机组主要用于处理室内空气和供新风，一般有空调工况和新风工况两种工作状态，空气处理机组一般由三个主要参数决定：风量、表冷器排数、和机外余压。现根据系统需要的风量确定空气处理机组的型号，然后根据需要提供的冷量来决定其排管数，由此便可

18、确定。根据系统需要的余压要求确定余压，空气处理机组一般有吊顶式和落地式两种。落地式包括立式和卧式两种。另外机组的送回风方式也有诸多不同。应根据建筑情况进行最终的确定。夏季空气处理过程如图6-10所示，冬季处理过程如图6-11所示。图6-10夏季空气处理过程N夏季室内空气状态点；W夏季室外空气状态地点；N夏季空气混合状态点； J夏季机器露点；O夏季送风状态点系统所需制冷量Q: Q=G(hN-hO) Kw （6-1）式中：Q系统所需制冷量； G送风量，m3/h； hn夏季室内空气焓值，KJ/Kg； hO夏季送风空气焓值，KJ/Kg。计算得制冷量Q=486Kw。图6-11冬季空气处理过程N冬季室内空

19、气状态点；W冬季室外空气状态地点；N冬季空气混合状态点； J冬季机器露点；O冬季送风状态点 Q=G(hO1-hN1) Kw （6-2）式中：Q系统所需制冷量； G送风量，m3/h； Hn冬季室内空气焓值，KJ/Kg； hO冬季送风空气焓值，KJ/Kg。计算得加热量Q=414Kw。根据以上所需制冷量、前计算所需送风量，特选择如图6-12所示机组，其性能参数如表6-12所示。表6-12组合式空调机组选型机组型号风量m3/h全压Pa制冷量Kw干蒸汽加热热量Kw干蒸汽加湿量Kg/h电机Kw表冷器接管冷凝排管JK606000070050043831563030DN80DN40图6-12空调机组各功能段1

20、.2.4.1冷水机组选型根据实际需要的制冷量，选择水冷冷水机组，机组的型号及性能参数如表6-13。表6-13水冷机组性能参数机组型号制冷量（Kw）冷冻水（m3/h）冷却水（m3/h）LSBLG-530A523901171.2.4.2风机选型根据实际送分管道水力计算所得最不利环路的阻力，选择风机，风机的型号及性能参数如表6-14及表6-15。(1)P-2、P-6排风系统中除尘器的选择表6-14除尘器性能参数除尘系统除尘器型号处理风量（m3/h）除尘器阻力(Pa)过滤面积(m2)过滤风速(m/s)风机功率(Kw)P-2/P-6DU452400068008001200451.52.55.5/7.5(

21、2)排风机选择表6-15排风机性能参数排风系统风机型号NO.DXJ-型处理风量（m3/h）风压（Pa）转速（rpm）功率（Kw）噪声（dB(A)重量（Kg）P-1440604509200.756359P-32.5551107000.184622P-4314002059000.185427P-54.545003406900.756473P-73.522703249100.5559491.2.4.3水泵选型在选用水泵的规格时，应注意以下几点23：(1)选用水泵的流量应小于水井或其他水源的正常产水量，并适当考虑枯水季节的影响。(2)水泵的扬程应按实际需要的扬程选用，并考虑水泵的管路损失。(3)选用水

22、泵时应考虑水泵的安装高度，即被吸液面至水泵轴线的垂直距离要小于水泵规定的高度。水泵的安装高度Hsz的估算： HszHa-Hs-NPSH （6-3） Hsz10.09-Hs-NPSH （6-4）式中： Ha=10.33(m)标准大气压（水柱）； Hv=0.24(m)常温清水（20）的气化压力（水柱）； Hs=吸入管路的损失，可根据实际情况计算； NPSH为允许的气蚀余量。 表6-16水泵选型表 分类型号L(mm)B(mm)H(mm)接口DN流量m3/h台数进口出口冷冻水泵VGDG80-207004005008080982冷却水泵VGDG100-2570040050015015012021.2.4

23、.4冷却塔选型冷却塔的结构包括水池、外壳、水分布系统以及风机、电机等。风机通风方式有压入方式和吸入方式，通常用离心式或螺旋式风机。使用螺旋式风机的吸出方式是常见的。通风玻璃钢冷却塔是新型的冷却塔，它具有高冷效、耐腐蚀、耗电少，噪音低，分水均匀等优点，适用于制冷、空调中冷却水的循环回收。冷却塔的容量的大小由被冷却水量、进水温度、出水温度、空气进入冷却塔的湿球温度以及安装地点的高度等因素决定。除考虑上述因素外还考虑外形、高度、重量、噪音及耗电大小等。水的变化幅度，即进水温度和出水温度之差是一个很重要的参数，仅、出水温差越大说明冷却塔效果越好。一般的冷却塔进、出水温差在4以上。冷却塔的水量以m3/h

24、为单位，冷却能力的单位为KJ/h。选用冷却塔时，应先作好玄幻水量和冷却能力的估算。选用冷却塔的型号规格如下：表6-17冷却塔选型表型号循环水量m3/h外观尺寸D(mm)H(mm)DBNL2-125125313435441.2.4.5膨胀水箱选型本设计中采用开式膨胀水箱，在系统回路中起到稳压和补水的目的。开式膨胀水箱容积计算方法： VP =t VS （6-5）式中：VP膨胀水箱有效容积，m3水的体积膨胀系数，=0.00061/t系统内最大水温变化值，VS系统内的水容量，m3，即系统中管道和设备内总容水量见表6-18表6-18水系统中总容量（L/m2 空调面积）系统形式全空气系统空气-水系统供冷时0.400.550.701.30供热时1252.001.201.90计算得VP =1.22 m3根据计算结果选用表6-19中规格的膨胀水箱：表6-19膨胀水箱规格参数型号总容积（m3）L(mm)B(mm)H(mm)PFX-42.015501550850注：膨胀水箱的底部标高至少比系统管道的最高点高出1.5m，补给水量通常按系统水容积的0.5-1考虑。膨胀箱的接口应尽可能靠近循环泵的进口，以免泵吸入口内液体汽化造成气蚀24。