通风与空调技术ppt课件第5章中央空调风系统及其设计.ppt
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1、第第5章章 中央空调风系统及其设计中央空调风系统及其设计5.1 5.1 中央空调风系统的组成中央空调风系统的组成5.2 5.2 气流组织形式及设计计算气流组织形式及设计计算5.3 5.3 风管系统的设计计算风管系统的设计计算5.4 5.4 空调系统的消声、隔振与防火、防排烟设计空调系统的消声、隔振与防火、防排烟设计5.1 中央空调风系统的组成 空调风系统由空调风系统由送回风机、送回风风管、送回风口、排风机、送回风机、送回风风管、送回风口、排风机、新风机以及风量调节阀、防火阀、消声器、风机减震器新风机以及风量调节阀、防火阀、消声器、风机减震器等组成。等组成。按可弯曲或伸展的程度分按可弯曲或伸展的
2、程度分非金属风管非金属风管金属风管金属风管按材料分按材料分复合材料风管复合材料风管低速风管低速风管高速风管高速风管按风管端面几何形状分按风管端面几何形状分圆形风管圆形风管按管内空气的流速分按管内空气的流速分椭圆形风管椭圆形风管矩形风管矩形风管刚性风管刚性风管柔性风管柔性风管(软管软管)5.1.1 5.1.1 风管与风机风管与风机5.1.1.1 5.1.1.1 风管的种类与材质风管的种类与材质(1)金属风管)金属风管 特点特点:表面光滑表面光滑、摩擦阻力小摩擦阻力小、不吸湿不吸湿、耐腐蚀耐腐蚀、强度高强度高、质量小质量小、气密性好气密性好、不积尘不积尘、易清洁易清洁 材料材料:钢制、铝制钢制、铝
3、制;镀锌钢板风管镀锌钢板风管、复合钢板风管、复合钢板风管金属风管金属风管(2)非金属风管)非金属风管 建筑风道建筑风道:结构简单,节省钢材,经久耐用,能与土建施工同时结构简单,节省钢材,经久耐用,能与土建施工同时 进行制作或安装,与风管的连接方式也比较灵活进行制作或安装,与风管的连接方式也比较灵活 目前使用较多的是作为高层建筑空调系统的新风竖井目前使用较多的是作为高层建筑空调系统的新风竖井 无机玻璃钢风管无机玻璃钢风管:质轻、强度高、耐热性及耐蚀性优良、电绝缘质轻、强度高、耐热性及耐蚀性优良、电绝缘 性好,加工成形方便,常用于排腐蚀性气体的通风系统中性好,加工成形方便,常用于排腐蚀性气体的通风
4、系统中塑料通风管塑料通风管(3)复合材料风管)复合材料风管 功能功能:“风管层风管层+绝热防潮层绝热防潮层+保护层保护层”成型成型:切割、粘接切割、粘接、加固、加固 特点特点:质轻、消声性保温性好质轻、消声性保温性好,摩擦阻力大摩擦阻力大 复合玻纤风管复合玻纤风管、复合铝箔聚氨酯板风管、复合铝箔聚氨酯板风管玻纤风管玻纤风管柔性风管柔性风管 特点特点:质轻柔软质轻柔软,运输方便运输方便,灵活性好灵活性好,减震消声减震消声 种类种类:金属风管金属风管:普通型、保温型普通型、保温型、消声保温型、消声保温型 铝箔化纤织物风管铝箔化纤织物风管:以高弹性螺旋形强韧钢丝为骨架以高弹性螺旋形强韧钢丝为骨架,壁
5、料壁料,粘贴、缠绕、咬合粘贴、缠绕、咬合5.1.1.2 5.1.1.2 风管选择风管选择(1)风管断面形状的选择 圆形风管 通风量最大,阻力最小,不易固定 矩形风管 建筑空间利用率高(2)风管材料的选择 风机作用风机作用(1)分类及组成)分类及组成 离心式风机离心式风机轴流式风机轴流式风机按工作原理分按工作原理分贯流式风机贯流式风机按材料分按材料分铝制风机铝制风机玻璃钢风机玻璃钢风机钢制风机钢制风机塑料风机塑料风机5.1.1.3 风机风机 风机种类风机种类 结构组成结构组成 工作原理工作原理 适用场合适用场合:可用于低压或高压送风系统,特别适用于要求可用于低压或高压送风系统,特别适用于要求 低
6、噪声和高风压低噪声和高风压的系统的系统 离心式通风机离心式通风机常用于通风常用于通风空调工程空调工程小风量,小风量,大风压大风压 结构组成结构组成 工作原理:工作原理:叶片升力的作用叶片升力的作用 特点特点:大风量,小风压大风量,小风压 适用场合适用场合:通风换气通风换气 轴流式风机轴流式风机 结构结构 原理:原理:气流径向横穿叶片两次后排出气流径向横穿叶片两次后排出 应用:应用:目前主要用于目前主要用于空气幕空气幕、壁挂式风机盘管壁挂式风机盘管机组和机组和分体式分体式 房间空调器房间空调器的室内机的室内机 贯流式风机贯流式风机 风量风量 风压风压 功率功率 效率效率 转速转速(2 2)主要性
7、能参数)主要性能参数5.1.2 5.1.2 风口的形式风口的形式5.1.2.1 送风口送风口 (1)侧送风口)侧送风口 单层百叶风口单层百叶风口 双层百叶风口双层百叶风口 三层百叶风口三层百叶风口 带调节板活动百叶送风口带调节板活动百叶送风口侧壁格栅风口侧壁格栅风口可开侧壁格栅风口可开侧壁格栅风口 格栅百叶送风口格栅百叶送风口 条缝型格栅百叶风口条缝型格栅百叶风口(2)散流器)散流器按功能分按功能分方方(矩矩)形形按形状分按形状分圆形圆形低速风管低速风管高速风管高速风管按送风气流的流型分按送风气流的流型分按管内空气的流速分按管内空气的流速分下送扩散型下送扩散型平送贴附型平送贴附型送回送回(吸吸
8、)两用型两用型普通型普通型用于用于:下送风口下送风口分类分类 孔板上孔较小能起到稳压作用,具有送风均匀,速度衰减较快、孔板上孔较小能起到稳压作用,具有送风均匀,速度衰减较快、噪声小的特点噪声小的特点 最适用于要求工作区气流均匀,区域温差较小的房间,如高精度最适用于要求工作区气流均匀,区域温差较小的房间,如高精度 恒温室与平行流洁净室。恒温室与平行流洁净室。(3)孔板送风口)孔板送风口 用于用于:较大公共建筑或高大厂房的远距离侧送风较大公共建筑或高大厂房的远距离侧送风 原理原理:大风量、高速气流诱引室内空气强烈混合大风量、高速气流诱引室内空气强烈混合 形式形式:圆形、球形圆形、球形,喷嘴可固定可
9、转动喷嘴可固定可转动(4)喷射式送风)喷射式送风 原理原理:依靠起旋器或旋流叶片形成旋转射流,诱导大量空气与之混合依靠起旋器或旋流叶片形成旋转射流,诱导大量空气与之混合 组成组成:顶送型、地板式顶送型、地板式 送风形式送风形式:地面上送风式、顶棚下送风式地面上送风式、顶棚下送风式 特点特点:顶送型适宜在大风量、大温差送风、高大空间中使用;地板式顶送型适宜在大风量、大温差送风、高大空间中使用;地板式 特别适合于只需控制室内下部空气环境的高大空间或室内下部特别适合于只需控制室内下部空气环境的高大空间或室内下部 空调负荷大的场合。空调负荷大的场合。(5)旋流送风口)旋流送风口特点特点:形式很少,构造
10、简单形式很少,构造简单形式形式:单层百叶回风口、格栅回风口、网式回风口及单层百叶回风口、格栅回风口、网式回风口及 活动篦板式回风口活动篦板式回风口 5.1.2.2 回风口回风口5.2 气流组织形式及设计计算气流组织形式及设计计算 空调房间的空调房间的气流组织气流组织也称为也称为空气分布空气分布,其好坏,其好坏程度将直接影响到房间的空调效果程度将直接影响到房间的空调效果 影响气流组织的因素很多,如送风口位置及形影响气流组织的因素很多,如送风口位置及形式、回风口位置、房间几何形状及室内的各种障式、回风口位置、房间几何形状及室内的各种障碍物和扰动等,其中碍物和扰动等,其中送风口的空气射流和参数送风口
11、的空气射流和参数是是影响气流组织的重要因素。影响气流组织的重要因素。5.2.1 送回风口的气流流动规律5.2.1.1 送风口空气流动规律射流:空气经孔口或管嘴向周围气体的外射流动。射流多属于紊流非等温受限射流。(1)等温自由射流 将等于室内空气温度的空气自喷嘴喷射到比射流体积大得多的房间中,射流可不受限制地扩大 存在能量交换(2)非等温自由射流射流出口温度与周围空气温度不相同冷射流、热射流 阿基米德数Ar 表征浮力和惯性力的无因次比值 Ar值越大,射流弯曲越大 Ar=0时,等温射流 Ar 0.001时,仍可按等温射流计算 Ar 0.001时,射流弯曲的轴心轨迹变化较大 (3)受限射流有限空间,
12、气流扩散不仅受顶棚的限制,而且受四周壁面的限制贴附射流 比自由射流更长,其长度与阿基米德数Ar 有关,Ar越小贴附长度越长有限空间射流 有限空间射流回流区最大平均风速 (4)平行射流多个送风口自同一平面沿平行轴线向同一方向送风当两股平行射流距离比较近时,射流相互汇合一般情况下,平行射流的轴线速度比单独自由射流同一距离处的轴线速度大,距离愈大,差别愈显著 (5)旋转射流气流通过具有旋流作用的喷嘴向外射出,气流本身一面旋转,一面又向静止介质中扩散前进旋转射流的扩散角要大得多,射程短得多,并且在射流内部形成了一个回流区对于要求快速混合的通风场合,适用于送风口 5.2.1.2 回风口空气流动规律回风气
13、流则从四面八方流向回风口,流线向回风口集中形成点汇,等速面以此点汇为中心近似于球面 点汇速度场的气流速度迅速下降,使吸风所影响的区域范围变得很小 因而在空调房间中,气流流型及温度与浓度分布主要取决于送风射流 5.2.2 气流组织的形式气流组织的形式(1)上送下回式)上送下回式 易形成均匀的温度场和速度场易形成均匀的温度场和速度场 能够用较大的送风温差,降低送风量能够用较大的送风温差,降低送风量 适用于温湿度和洁净度要求较高的空调房间。适用于温湿度和洁净度要求较高的空调房间。(2)上送上回式)上送上回式 施工方便,但影响房间的净空使用。且若设计计算不准确,施工方便,但影响房间的净空使用。且若设计
14、计算不准确,会造成气流短路,影响空调质量会造成气流短路,影响空调质量 较适用于有一定美观要求的民用建筑较适用于有一定美观要求的民用建筑(3)中送风式)中送风式 将房间下部作为空调区,上部作为非空调区将房间下部作为空调区,上部作为非空调区 在满足工作区要求的前提下,有显著的节能效果在满足工作区要求的前提下,有显著的节能效果(4)下送风式)下送风式 (a a)节能,有利于改善工作区空气质量,常用于空调精度不)节能,有利于改善工作区空气质量,常用于空调精度不 高、人暂时停留的场所高、人暂时停留的场所 (b)工作区气流流动均匀,同时能阻挡通过窗户进入室内的)工作区气流流动均匀,同时能阻挡通过窗户进入室
15、内的 冷热气流直接进入工作区冷热气流直接进入工作区 (c)置换通风,在地板上形成一层较薄的空气湖)置换通风,在地板上形成一层较薄的空气湖 5.2.3 气流组织的设计计算气流组织的设计计算 即根据房间工作区对空气参数的设计要求,设计合适的气流即根据房间工作区对空气参数的设计要求,设计合适的气流流型,确定送回风口型式、尺寸及其布置,计算送风射流参数。流型,确定送回风口型式、尺寸及其布置,计算送风射流参数。5.2.3.1 5.2.3.1 侧送风的计算侧送风的计算 宜设计为贴附射流宜设计为贴附射流 送风口应尽量靠近顶棚或设置向上倾斜送风口应尽量靠近顶棚或设置向上倾斜1520角的导流片角的导流片 侧送风
16、的计算步骤侧送风的计算步骤(1 1)选取送风温差,一般可选取)选取送风温差,一般可选取6 61010,根据已知室内余热量,根据已知室内余热量,确定总送风量。确定总送风量。(2 2)根据允许的射流温度衰减值,求出最小相对射程。)根据允许的射流温度衰减值,求出最小相对射程。(3 3)计算风口的最大允许直径。)计算风口的最大允许直径。(4 4)选取送风口速度,计算各个送风口的送风量。)选取送风口速度,计算各个送风口的送风量。(5 5)根据总风量和每个送风口的送风量,计算送风口个数,取整)根据总风量和每个送风口的送风量,计算送风口个数,取整数后,再重新计算送风口的实际速度。数后,再重新计算送风口的实际
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