项目四空调风系统设计.ppt
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1、项目四空调风系统的设计,主讲 韩贤贵,空调风管道送回风方式及其应用气流组织设计空调风管系统水力计算空调管道和设备的绝热设计空调风管的防火防烟设计,主要内容,空调风管道系统空调风管道系统是全空气空调系统和风机盘管加新风空调系统的主要组成部分。把空调设备和送回风口连成一个整体,承担着空气的输送与分配任务。使经过处理的空气能够源源不断地合理分配到各个空调房间或区域,满足有关参数的控制要求。空调风管道系统设计的任务就是在保证使用效果的前提下,使工程初投资和运行费用最省,风管道占用建筑空间最小。,5.1空调风管道,空调风管道 空调风管道是空调风管与空调风道的统称,空调风管是采用金属或非金属薄板(如薄钢板
2、、铝板、硬聚氯乙烯板和玻璃钢等材料)制作的风管道。空调风道是用砖、混凝土或钢筋混凝土等建筑材料构筑而成的风管道。,5.1空调风管道,自学课本内容(30分钟),回答以下问题:,1、对风管道与空气接触部分材料的要求有哪些?2、空调风管道按制作材料分为哪几类?分别使用什么材料?3、空调风管道按断面的几何形状分为哪几类?4、空调工程中大量使用的金属材料风管是什么金属材料?有什么优缺点?5、以镀锌钢板为基材的传统空调风管结构是什么样的?6、复合材料风管有哪些?各有什么优缺点?7、软风管有哪些优缺点?主要用途是什么?按材质不同分为哪几种?8、铝箔伸缩软管有哪些优点?,对风管道与空气接触部分材料的要求,5.
3、1空调风管道,内表面光滑,摩擦阻力小,不吸湿,耐腐蚀,强度高,重量轻,气密性好,不积尘,易清洁,一、空调风管道的种类,5.1空调风管道,按制作材料,金属风管(镀锌钢板、塑料复合钢板),非金属风管道(建筑风道、无机玻璃钢),复合材料风管(复合玻纤板、复合铝箔聚氨酯板、双壁螺旋风管),按断面几何形状,矩形风管道,圆形风管道,椭圆形风管道,一、空调风管道的种类,5.1空调风管道,按连接对象,主(总)风管(道),支风管(道),按能否任意弯曲与伸展,柔性风管(软管),刚性风管,按空气流速高低(15m/s),低速风管(道),高速风管(道),镀锌钢板风管特点:具有良好的加工性能和结构强度;,1、金属风管道,
4、使用寿命较长,空气流动阻力小;钢板表面镀锌具有良好的防锈性能;风管制作快速方便,可以在工厂预制,也可以在施工现场临时制作;防火性能良好。采用人工加工方式时,敲打工作强度大,敲打时会产生有害噪声。,5.1空调风管道,塑料复合钢板风管 在普通薄钢板表面喷上一层0.20.4mm厚塑料层的塑料复合钢板风管,常用于防尘要求较高的空调系统。,1、金属风管道,5.1空调风管道,建筑风道建筑风道又称为土建式风道或土建风道,主要有两种:一种是钢筋混凝土现浇或预制而成的,另一种是采用砖砌体与钢筋混凝土预制板搭建而成的。,2、非金属风管道,5.1空调风管道,建筑风道缺点:一是要求施工非常仔细,当施工质量不好时,漏风
5、情况极为严重。二是内表面粗糙,尤其是砖风道,带来的直接后果就是空气流动阻力大,对风机的风压要求高,风机的电耗上升。三是当施工管理不善时,施工杂质(如木块、纸屑甚至水泥块等)在风道内大量积存,严重时造成风道的堵塞。四是风道不易保温或施工困难。,2、非金属风管道,5.1空调风管道,建筑风道优点: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。适用场合:作为高层建筑空调系统的新风竖井。当风道截面很大或截面形状受到土建布置限制较为特殊、采用其他风管道加工有困难的场所。,2、非金属风管道,5.1空调风管道,无机玻璃钢风管简称玻璃钢风管,是以中碱或无碱玻璃纤维布作
6、为增强材料,无机胶凝材料为胶结材料,通过一定的成型工艺制成的风管。优点:抗弯和抗冲击强度高、不燃、耐腐蚀、耐高温、导热系数较小、表面光洁、无毒。主要缺点:风管和管件(如弯头、三通等)都要在工厂制作,当现场要求修改或要求用非标准尺寸的管件时,因无法及时在现场制作而容易影响施工工期。,2、非金属风管道,5.1空调风管道,无机玻璃钢风管,2、非金属风管道,5.1空调风管道,我国常见的传统空调风管结构形式为:镀锌钢板风管+绝热层+防潮层+保护层镀锌钢板风管+绝热层(极低吸湿型材料)+保护层近年来,出现了多种采用不燃材料面层复合绝热材料板,运用特定技术工艺制成的新型风管复合材料风管,简称复合风管。,3、
7、复合材料风管,5.1空调风管道,复合玻纤板风管 由三层玻璃纤维布和玻璃棉组合而成。优点:消声性能好;漏风量极低;质量轻;无绝热层脱落问题。,缺点:摩擦阻力较大,在一般情况下,风管中摩擦阻力占整个风管系统总阻力的比例较小,因而玻纤风管增加的摩擦阻力对整个风管系统的总阻力影响不明显。,5.1空调风管道,3、复合材料风管,复合铝箔聚氨酯板风管 简称复合铝箔风管,制作材料为聚氨脂泡沫塑料与铝箔的复合夹心板材。,5.1空调风管道,3、复合材料风管,特点:制作简单,可在施工现场直接下料粘接完成;重量轻;绝热层两面均受到坚硬的铝箔(或镀锌钢板、压花铝板和布基铝箔)保护层保护,不易损坏;外观亮丽。复合铝箔聚苯
8、乙烯风管复合铝箔酚醛风管,双壁螺旋风管 内壁为穿孔金属板,外壁为镀锌钢板,均是机器绕制而成;碳化玻璃棉填充在两壁之间。特点:集绝热与消声功能为一体;机制圆形风管。,5.1空调风管道,3、复合材料风管,软管是软风管的简称,又称为伸缩软管、柔性风管优点:质量轻,易弯曲,具有施工简单、使用灵活、布管方便等,并有减振和消声作用。缺点:风阻力较大,对施工管理要求较高。用途:主要用作连接主风管与送回风口的支风管种类(按材质分):主要有铝箔伸缩软管、铝制波纹形半软管和玻纤管。,4、软管,5.1空调风管道,铝箔伸缩软管简称铝箔软管,风管的断面形状有圆形和方(矩)形。,消声保温型,5.1空调风管道,4、软管,优
9、点:质量轻,柔性好,可任意弯曲、伸缩,安装方便接头少,长度长,每根软管的伸展长度可达l0m,压缩后单层管每根不到1m,保温管不超过2m,运输方便。易切割、连接,易于和其他管件或设备组配。缺点:强度较低,施工现场的尖锐物(如钢筋、铁钉等)很容易将其划破。,5.1空调风管道,铝箔伸缩软管,4、软管,普通型,保温型,属于金属柔性风管,是用薄铝板带借助专用机械缠绕成螺旋形咬口的圆形管。,优点:强度较高,安装完后其形状基本可保持不变。缺点:柔性和伸缩性相对较差;由于较脆,不能多次来回弯曲,否则易造成波纹处裂口。,5.1空调风管道,铝制波纹形半软管,4、软管,铝制波纹形半软管类型与结构 普通型、保温型和消
10、声保温型,结构形式与铝箔伸缩软管相似。,4、软管,5.1空调风管道,玻纤软管优点:强度和柔韧性都较高,不易划破,耐腐蚀和伸缩性能也较好;由于可以做成不同的截面形状(如圆形、椭圆形或矩形),因此对室内装饰设计和与主风管或设备的连接较为有利。缺点:空气的摩擦阻力比上述几种软管稍大,但内覆铝箔的玻纤软管有很大改进。,4、软管,5.1空调风管道,自学课本和内容(15min),回答以下问题:,1、矩形、圆形和椭圆形风管各有何优缺点?2、规定空调规格尺寸的目的是什么?3、若风管截面积为0.8m2,当采用矩形风管时,可取哪些尺寸?当采用圆形风管时,应取多少直径?4、630mm320mm的矩形风管,若采用镀锌
11、钢板,应选用多厚的镀锌钢板?5、如何减小空调风管摩擦阻力和弯头局部阻力?6、如何减小空调风管三通的局部阻力?7、如何减小空调风管变径处局部阻力?各个管件之间应留多少距离?,空调风管采用什么样的断面形状,需要综合考虑建筑层高或安装空间高度、室内装饰要求以及制作、安装的难易和费用等因素。为了设计标准化,制作工厂化,安装方便,国家标准通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243-2002)对空调风管的规格尺寸作了明确规定。,二、空调风的形状与规格尺寸,5.1空调风管道,1、空调风管的形状,空调工程广泛采用的风管断面形状主要有矩形和圆形,其他尚有椭圆形。(1)矩形风管优点:容易和建筑结构、室内装饰相
12、配合;不受建筑层高或安装空间高度的限制;加工制作较容易。缺点:在断面积与圆形风管相等时,矩形风管的周长较长,耗费材料较多;由于矩形风管四个角存在局部涡流,其摩擦阻力比圆形风管的大。,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,1、空调风管的形状,(2)圆形风管空调工程中使用的圆形风管多为螺旋形圆形风管,简称螺旋圆风管,是用镀锌钢板带料经专用的螺旋咬口制管机绕制而成。主要优点:内表面光滑,无涡流区,摩擦损失和噪声小;锁缝严密,气密性高;螺旋式锁缝具有加强筋作用,因而风管强度高,刚性好;有较长的连续长度,接头少,减少了渗漏,而且降低了安装费用,绝热层施工方便。主要缺点:受建筑层高或安装空间高度的
13、限制;现场加工制作及风管配件、部件的安装难度较大。,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,1、空调风管的形状,(3)椭圆形风管简称扁管或扁圆风管,是将螺旋圆风管压制成的风管。椭圆形风管除了具有螺旋圆风管的基本优点外,还具有矩形风管占用空间高度可以很小,适应建筑层高或安装空间高度较低场合需要的特点。,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,国家标准通风与空调工程施工质量验收规范(GB 502432002)对空调风管的规格即风管断面尺寸有明确规定,参见表6-1和表6-2。规定空调风管规格尺寸的目的:一是基于目前我国生产的镀锌钢板的规格尺寸,最大限度地利用原材料。二是有利于风管及其配、
14、部件制作的标准化、机械化和工厂化,提高制作效率。三是便于风管的设计和安装。,2、空调风管的规格尺寸,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,表61 矩形风管道规格,注意:矩形风管道长边与短边之比通常最高可达8:1,但设计风管时,除特殊情况外,矩形风管的长边与短边之比不宜大于4:1,愈接近1愈好,任何时候都不要大于10。,2、空调风管的规格尺寸,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,注:圆形风管应优先采用基本系列,表6-2 圆形风管规格(单位 mm),2、空调风管的规格尺寸,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,注:螺旋风管的钢板厚度可适当减小1015。,表6-3 钢板风管
15、板材厚度(单位 mm),2、空调风管的规格尺寸,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,(1)摩擦阻力摩擦阻力又称为沿程阻力,大小与风速、管壁的粗糙度及管道尺寸等因素有关。(2)局部阻力是空气流过风管中的配件(如弯头、三通、变径管)和部件(如风口、阀门)等管件时,空气的流向、流量和流过断面等发生变化及某些管件的阻碍作用而产生的阻力。,3、空调风管系统的阻力与减阻措施,空调风管系统的阻力主要有摩擦阻力和局部阻力两部分。,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,(3)减阻措施对于摩擦阻力,当风速和管道尺寸一定时(通常由设计人员确定),尽可能采用表面光滑的材料制作风管,就可降低摩擦阻力值
16、。对于局部阻力,通常采取以下一些措施来减小局部阻力:弯头 弯头的曲率半径R不宜过小,最常用的是R/b=1.02.0(b是矩形风管的宽度或圆形风管的直径)。在R/b小于1.0时,要加装导流叶片,使空气流动阻力减小。,3、空调风管系统的阻力与减阻措施,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,(3)减阻措施三通:分支管中心夹角宜取得小一些,一般不超过30;三通支管常采用一定的曲率半径。支管与主管的连接一般应设在渐扩管部位。当有几根支管汇合于同一主管时,汇合点最好不要在同一个断面上。此外,还应避免90垂直连接,通常支管应在顺气流方向上做一定的导流曲线或三角形切割角。应使两根支管与主管的气流速度接
17、近,或者相等。,3、空调风管系统的阻力与减阻措施,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,(3)减阻措施变径 尽量避免风管断面的突然变化。用渐缩管或渐扩管代替突然缩小或突然扩大,渐缩管每边收缩角度不宜大于30,渐扩管每边扩展角度不宜大于15。管件之间的相互影响 有条件时,风管上的各个管件在布置时尽量相隔一定的距离,以避免管件之间的相互影响。可能比两个单独的局部阻力之和大,也可能小。在设计风管时,如在各个管件之间留有大于三倍管径的直管距离,可以不计相互干扰的影响。,3、空调风管系统的阻力与减阻措施,5.1空调风管道,二、空调风的形状与规格尺寸,课后作业与任务,1、本次课无课后作业;2、课后
18、任务:预习课本8.1、8.2内容。,气流组织又称为空气分布,是指室内空气的流动形态和分布。在中央空调系统中,送回风方式对室内气候和环境具有重要影响,尤其是风系统的送回风口类型的不同所形成的气流组织(又称空气分布)会影响到室内的最终空调效果,并关系到室内人员活动区或工作区的温湿度参数和舒适度感觉。因此,在风系统设计中,合理设计风系统的送回风形式很有必要。,5.2送回风方式及其应用,在设计气流组织时,重心是在室内人群的活动区域,即人的“工作区”。如办公室、商场等场所,一般规定为距离地面2m以下的空间;工艺性空调则要针对具体的室内设备或工艺流程而定,如通信机房、计算机机房筹场所。,一、气流组织的基本
19、要求及设计流程,5.2送回风方式及其应用,1、气流组织的基本要求,气流组织的基本要求是:工作区内保持较为均匀、稳定的温湿度,风速不能超过设计值;而在允许室内温湿度波动的空调房间,在工作区内要满足气流的区域温差、温湿度基数及其波动范围。气流在有洁净度要求的空调房间内应保持洁净度的设计值和室内的正压设计值。另外,还需要以节能为目的合理地组织气流。表6一1列出了舒适性空调气流组织的基本要求参数。,一、气流组织的基本要求及设计流程,5.2送回风方式及其应用,1、气流组织的基本要求,另外,应该注愈到影响气流组织的因素有很多,诸如送风参数包括送风温差和风口速度,送回风装笠的形式、数价、大小和位搜,以及空间
20、的几何尺寸、污染源的位哭、分布和性质等因素均会对气流组织的效果有影响。,一、气流组织的基本要求及设计流程,5.2送回风方式及其应用,1、气流组织的基本要求,一、气流组织的基本要求及设计流程,5.2送回风方式及其应用,2、气流组织的设计流程 在一设计室内空调区域的气流组织之前应该收集以下参数:室内温服度参数、允许风速、噪声标准、空气质娥、空内温度梯度以及空气分布特性指标(ADPI)。然后根锯上面的参数或折标结合建筑的特点性质、设备类型、工艺特点、内部的装修、家居布盈等现场条件进行设计。一般地,室内气流组织设计流程如图6l所示。,一、气流组织的基本要求及设计流程,5.2送回风方式及其应用,2、气流
21、组织的设计流程,二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,按照气流形成的机理不同,空调区域内的气流组织可分为5个类型:1、上(顶)部混合系统(Overhead Mixing Systems,OHM)2、置换通风系统(Displacement Ventilation Systems,DV)3、地板送风系统(Underfloor Air Distrution Systems,UFAD)4、岗位/个人环境调节系统(Task/Ambient Airflow Conditioning System,TAC)5、单向流通风系统(Unidirectional Airflow Ventilat
22、ion System,UAV),二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合系统(OHM),二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合系统(OHM),二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合系统(OHM)(1)上送下回,有侧送侧回、顶送侧回、顶送底回等三种基本形式。,侧送侧回,顶送侧回,顶送底回,二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合系统(OHM)(1)上送下回,上送下回气流组织形式的主要优点 送风
23、气流在进入工作区前就与房间空气进行了比较充分的混合,易形成均匀、稳定的温湿度场和速度场。侧送侧回送风射程较长,可采用较大的送风温差和较小的送风量。上送下回气流组织形式的缺点 回风口接风管回风,风管布置较困难;集中回风口直接回风,机房噪声的影响较大。,二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合系统(OHM)(1)上送下回,上送下回气流组织形式适用于有恒温要求和洁净度要求的工艺性空调,以及以冬季送热风为主且空调房间层高较高的舒适性空调。,二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合系统(OHM)(1)上送下回,图8-31 侧送顶回气
24、流组织形式,基本形式有顶送顶回和侧送顶回。,图8-31 顶送顶回气流组织形式,二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合系统(OHM)(2)上送上回,深圳机场上送上回风口,首都机场上送(喷口)上回风口,上送(侧送)上回(顶回)风口,上送上回气流组织形式的主要优点 送回风管均设在房间的上部或隐藏在吊顶内,不占用房间使用面积,容易与室内装修协调。当使上部房间空间也成为回风通道时(俗称顶棚回风或吊顶回风),吊顶内由房间照明装置散发的部分发热量可由回风气流带走,在夏季可减少工作区的冷负荷量。,二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合
25、系统(OHM)(2)上送上回,上送上回气流组织形式的主要缺点 部分工作区处于射流区,部分工作区处于回流区,不易形成均匀的温湿度场和速度场。如果风口布置不当,很容易造成送回风气流短路,影响空调质量。适用场合 以夏季降温为主,房间层高较低。下部无法布置回风口的房间,二、气流组织的分类及其典型形式,5.2送回风方式及其应用,1、上(顶)部混合系统(OHM)(2)上送上回,送风口设在空调房间的中部,回风口设于下部,气流从中部送风口送出,经工作区后再从下部回风口排出。在某些高大的空调房间内,若实际工作区在房间下部,则不需要将整个空间都作为控制调节的对象,只对位于房间下部的空调区域进行控制。,图8-33
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