空调风管道系统设计

  已知：风机盘管的机外静压为50Pa 求：设计该风管系统(风管的尺寸确定和总阻力计算）

  得法是利用这种管段内静压和动压的相互转换，由风管每一分支处 复得的静压来克服下游管段的阻力，并据此来确定风管的断面尺寸.

  风管的压力损失∆P由沿程压力损失∆Py和局部压力损失∆Pj两部分组 成，即：

  1．空调风管系统的阻力计算方式 (1)假定流速法 假定流速法也称为流速控制法，其特点是先按技术经济

  (2)压损平均法 压损平均法也称为当量阻力法，是以单位长度风管具有 相等的阻力为前提的，这种方法的特点是在已知总风压的情况下将总风压按 干管长度平均分配给每一管段，再根据每一管段的风量和分配到的风压计算 风管断面尺寸。在风管系统所用的风机风压已定时，采用该方法比较方便。

  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。。 ❖ 4)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，在两个管件距离很近 或者直接连接时，由于互相干扰，其局部阻力往往发生大 幅度变化，可能比两个单独的局部阻力之和大，也可能小。 这一阻力变化的程度，不仅取决于管件的类型，还和管件 之问的相对距离l／d(这里l是两管件的相对距离，d是管径) 有关。因此在设计风管时，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。

  空调风管道 空调风管系统模块设计 均匀送风管设计 空调管道和设备的绝热 空调风管系统的防火防烟

  ❖ 按风管道的制作材料分：有金属风管、非金属风管道和复合材料风管 ❖ 按风管道的断面几何形状分：有矩形、圆形和椭圆形风管道 ❖ 按风管道的连接对象分：有主(总)风管道和支风管道 ❖ 按风管能否任意弯曲和伸展分，有柔性风管(软管)和刚性风管 ❖ 按风管道内的空气流速高低分，有低速风管道和高速风管道 1、金属风管:镀锌钢板风管,塑料复合钢板(防尘高) 2、非金属风管道：建筑风道和无机玻璃钢风管 ❖ 镀锌钢板为基材的风管绝热层防潮层保护层和风管绝热层(极低

  以假定流速法为例，说明风道水力计算的方法步骤： 1．确定空调系统风道形式，合理布置风道，并绘制风道系统轴 测图，作为水力计算草图。 2．在计算草图上进行管段编号，并标注管段的长度和风量。 管段长度一般按两管件中心线长度计算，不扣除管件（如三通 、弯头）本身的长度。 3．选定系统最不利环路，一般指最远或局部阻力最多得环路。

  ❖ 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。显然，它除了上述摩擦阻力产 生的因素外，还与管件的形式紧密关联。在设计时，通常采取以下一 些措施来减小局部阻力：

  ❖ 1)弯头的曲率半径R不宜过小，最常用的是R／b=1．0～2．0(6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。

  1） 根据各个房间或区域空调负荷计算出的送回风量，结合 气流组织的要确定送回风口的形式、设置位置及数量。

  2)依据工程实际确定空调机房或空调设备的位置，选定热湿 处理及进化设施的形式，划分其作用范围，明确子系统的 个数。

  3)布置以每个空调机房或空调设备为核心的子系统送回风管 的走向和连接方式，绘制出系统轴侧简图。

  （4）风管断面尺寸要国标化 （5）风管内风速要选用正确。选用风速时，要考虑建筑空间、风

  机能耗、噪声以及初投资和运行的成本等因素。P148表6-4 （6）风机的风压与风量要有适当的裕量风机的风压值宜在风管系统总

  阻力的基础上再增加10％～15％；风机的风量大小则宜在系统总风 量的基础上再增加10％来分别确定。

  ❖ 矩形风管的长边与短边之比不宜大于4：l，愈接 近1愈好，任何一个时间里都不要大于10，这样不仅可 以节省制作和安装费用，还能够大大减少运行动力消 耗和运行费用

  常用矩形风管的规格如下表所示。为减少系统阻力， 并考虑空调房间吊顶高度的限制，进行风道设计时，矩形风 管的高宽比宜小于6，最大不应超过10。

  ❖ 2)三通的局部阻力大小，取决于三通断面的形 状、分支管中心夹角、支管与主管的截面积比、 支管与主管的流量比(或流速比)以及三通的使用 情况(用作分流还是合流)。分支管中心夹角宜取 得小一些，一般不超过30。，只是在受现场条件 限制或者为了阻力平衡需要的情况下，才采用较 大的夹角。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，汇合点建议还是不要在同 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

  值，求出局部阻力损失。 8．计算系统的总阻力，∆P=∑（∆pyl ∆Pj ）。 9．检查并联管路的阻力平衡情况。 10．根据系统的总风量、总阻力选择风机。

  4．根据造价和运行的成本的综合最经济的原则，选择合 理的空气流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按 P148表6-4确定。 5．根据给定风量和选定流速，逐段计算管道断面尺寸， 并使其符合表6-1所列的矩形风管统一规格。然后根据选 定了的断面尺寸和风量，计算出风道内实际流速。 通过矩形风管的风量G可按下式计算：

  式中 ∆py—单位管长沿程压力损Байду номын сангаас，也称为单位管长摩擦阻力损 失

  它 占空间小，适应建筑层高或安装空间高度较低场合需要的特点。 ❖ 与流通面积相等的圆形风管相比，制作管道的材料要多用13％一36

  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 锁缝具有加强肋的作用，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。此外，圆形风管的 绝热层施工方便。圆形风管的主要缺点是受建筑层高或安装空间高度 的限制，现场加工制作及风管配件、部件的安装难度较大。

  式中 ζ—局部阻力系数； υ —ζ与之对应的断面流速。 ρ—空气密度，标准状况下（大气压力为101325 Pa，温度为

  20℃），ρ=1.2kg/m3； 附录以及许多文献资料中，都载有各种各样管件的局部阻力系数ζ

  4)确定每个子系统的风管断面形状和制作材料。 5)对每个子系统进行阻力计算(含选择风机)。 6)进行绝热材料的选择与绝热层厚度的计算。 7)绘制工程图。

  6.2.3空调风管系统的阻力计算（水力计算） 一确定风管各管段的断面尺寸和阻力 二对各并联风管支路进行阻力设计平衡 三计算出选风机所需要的风压。

  查《风管单位长度沿程压力损失计算表》求出单位长 度摩擦阻力损失∆py，再根据管长l，计算出管段的摩 擦阻力损失。

  阻力包括摩擦阻力和局部阻力两部分，其中局部阻力占比例较大， 高达80％。因此进行风管系统模块设计时，应尽量采取一定的措施来减少局

  ❖ 摩擦阻力(又称为沿程阻力)是由于空气本身的粘滞性及在风管中流 动时与管壁摩擦产生的，它与风速、管壁的粗糙度以及管道尺寸等因 素有关。当风速和管道尺寸一定时(通常由设计人员确定)，尽可能采 用表面十分光滑的材料制作风管，就可降低摩擦阻力值。

  （1）子系统的划分要考虑到室内空气控制参数、空调使用时间等因素， 以及防火分区要求。

  （2）管路系统要简洁风管长度要尽可能短，分支管和管件要尽可能少， 避开使用复杂的管件，要便于安装、调节与维修。

  （3）风管的断面形状要因建筑空间制宜充分的利用建筑空间布置风管。 风管的断面形状要与建筑结构和室内装饰相配合，使其达到完美与统 一。

  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。

  ❖ 国家标准《通风与空调工程项目施工质量验收规范》 B50243--2002)对空调风管的规格即风管断面尺 寸的明确规定见表6-1和表6-2所示。表中数据对 风管来说是外边长或外径，对风道来说则是内边 长；非规则椭圆形风管参照矩形风管，并以长径 平面边长及短径尺寸为准。圆形风管应优先采用 基本系列。钢板风管的板材厚度应符合表6-3的规 定。

  吸湿型材料)保护层的空调风管结构是常见的传统结构及形式 3、复合材料风管：新型风管复合玻纤板、复合铝箔聚氨酯板、双壁螺

  量缩短管线，避免复杂的管件，减少分支管线，以节省材料和减小空气的流 动阻力。此外，还应便于安装、调节、维修和阻力平衡。在图6．7所示的两 种风管布置方式中，左边的布置方式不仅节省管材，而且便于阻力平衡。图 6-8为一个风管系统为相同面积的多个房间和单一房间服务时的不同系统形式。

  ❖ 的导流曲线或三角形切割角。三通的局部阻力不 仅取决于它的几何参数，还和流量比(两根支管的 流量分别与主管流量之比)有关，为了减小三通的 阻力(包括消除合流时也许会出现的引射作用)，应 使两根支管与主管的气流速度接近，或者相等(这 时两支管断面积之和与主管断面积相等)。