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單風管和雙風管集中式空調(diào)系統(tǒng)：

集中式空調(diào)系統(tǒng)：指對辦公建筑物內(nèi)部的空氣進行集中處理

，輸送和分配的空調(diào)系統(tǒng)。

系統(tǒng)組成：(1)空調(diào)房間

；(2)空氣處理設備

；(3)送/回風管道；(4)冷熱源。

按送風管的套數(shù)不同分類：單風管系統(tǒng)和雙風管系統(tǒng)

。

單風管系統(tǒng)（一次回風）：

只設置一根風管

，處理后的空氣通過風管送入末端裝置。典型系統(tǒng)圖示：

風管風道設計手冊

一次回風與二次回風的區(qū)別：

在噴水室或空氣冷卻器前同新風進行混合的空調(diào)房間回風

，叫第一次回風

。具有第一次回風的空調(diào)系統(tǒng)簡稱為一次回風式系統(tǒng)

。

與經(jīng)過噴水室或空氣冷卻器處理之后的空氣進行混合的空調(diào)房間回風

，叫第二次回風，具有第一次和第二次回風的空調(diào)系統(tǒng)稱為一

、二次回風系統(tǒng)

，簡稱二次回風式系統(tǒng)。

風管風道設計手冊

回風方式選擇依據(jù)表：

風管風道設計手冊

雙風管系統(tǒng)：

有兩條送風管

，分別送冷風和熱風

，新風與回風混合，經(jīng)第一級空調(diào)器處理后

，一部分經(jīng)一根風管送到末端裝置

，另一部分再經(jīng)第二級空調(diào)器處理后才送到末端裝置；兩種不同狀態(tài)的空氣在末端裝置中混合

，才送到空調(diào)房間

。

風管風道設計手冊

雙風道空調(diào)系統(tǒng)的特點及應用：

風管風道設計手冊

雙風道系統(tǒng)適用于每個房間都需要分別控制室溫，而每個房間冷

、熱負荷變化情況又不同的多層

、多房間建筑。

單風管空調(diào)系統(tǒng)的特點及應用：

風管風道設計手冊

單風道集中式系統(tǒng)適用于空調(diào)房間較大

，各房間負荷變化情況相類似的場合

，如辦公大樓、劇場

、大會堂等

。

雖然雙風管空調(diào)系統(tǒng)具有很好的調(diào)節(jié)性和節(jié)能性，但是其設備復雜占用空間大

，限制了該系統(tǒng)的發(fā)展

，所以集中式空調(diào)系統(tǒng)中一般多使用單風管空調(diào)系統(tǒng)。

風管管件損失計算：

風管風速標準分為低速與高速兩種

，風速在15m/s以下屬低速風管

，以上則為高速風管。前者用于大樓通風及空調(diào)

，后者則應用于工業(yè)及生產(chǎn)作業(yè)方面

。風速之大小與風管噪音、震動、及成本均有相當大的關系

。而風管出口及吸氣口風速亦會影人體之舒適與安寧

。

低速風管風速標準：

風管風道設計手冊

高速風管內(nèi)風速標準：

風管風道設計手冊

風機出風口及吸風口風速標準：

風管風道設計手冊

風管材料：

制造風管材料通常多為黑鐵鋅或鍍鋅鐵板。后者耐銹蝕

，使用較為普遍

。設計上亦有采用鋁板者，但價格較高

，故仍少見

。工場類建筑中，其排風及回風亦有采用混凝土結(jié)構者

，但大多建于地下

。有關圓形風管使用鐵板厚度及型號如下列所視：

圓形低速風管使用鐵板標準：

風管風道設計手冊

矩形低速風管使用鐵板標準：

風管風道設計手冊

矩形高速風管使用鐵板標準：

風管風道設計手冊

矩形低速風管使用鋁板標準：

風管風道設計手冊

風管接合用法蘭：

風管風道設計手冊

圓形風管吊架標準：

風管風道設計手冊

矩形風管支(吊)架標準：

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管路中損失：

在管路中，要使空氣流體經(jīng)過管路

，必須克服相當?shù)淖枇�

，這阻力以壓力表示，可分為管路直線部份之損失及局部彎管

、分岐管

、網(wǎng)關等之壓力損失，其主要原因包括來自：(1)摩擦

；(2)彎曲

；(3)分岐或匯合；(4)斷面積或形狀之變化

。

在管道中亦有許多存在之障礙物

，均會造成管流之阻力，這些項目包括：

(1)風量控制器

；(2)阻水板

；(3)空氣過濾器；(4)加熱器或冷卻器

；(5)測量及控制儀器

；(6)防火活門。

靜壓與動壓損失：

送風設備所產(chǎn)生阻力可分為動與靜兩種

。與風速平方成比例變化的是動阻力

，與風速無關的靜阻力。動阻力與靜阻力合成即為為送風系統(tǒng)全阻力

。若管路中有存在靜壓存在

，則全壓亦須包括達到靜壓所需壓力。氣流在風管內(nèi)所損失壓力可用下式表示：PT= PL+PD

。

式中

，PT為全部壓損，PL為管長壓損，而PD則為各種彎管

、分岐管

、閘門等壓損。

前文已述

，動壓與風速間有一個確定的關系

。就空氣而言，其關系如下式：

Pv= V2/2g×γ = V2/16.3 = ( V/4.03 ) 2 [mmAq]

式中

，V的單位為 [m/s]

。

直線風管阻力損失：

風管風道設計手冊

矩形風管換算：

若想換算成同樣單位阻力之矩形風管時，可利用下式換算：

風管風道設計手冊

、b分別為矩形風管之寬與高

。其值亦可利用圓形面積與矩形面積相等方式進行粗略估計。矩形風管外圍寬與高比又稱為縱橫比(Aspect Ratio)

，此值最高可為8:1。但自1:1至8:1時

，鐵板面積要增加70%

，其重量亦會增加3.5倍。故設計風管時

，除非特殊情況

，此比值應愈趨近1:1時為佳，以節(jié)省其制造與安裝成本

。

風管局部管道阻力：

一個完整的風管系統(tǒng)中

，除風管本身外，尚有直管

，彎管

、分岐管閘門(damper)大小頭，三通管

，等其它組件

。此部份因形狀之改變會使風道產(chǎn)生渦流，并消耗部份能量

。在這部份所產(chǎn)生摩擦及壓力損失

，統(tǒng)稱為局部管道阻力，其計算方式如下：

風管風道設計手冊

風管局部管道阻力：

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等效長度與直徑之比：

風管風道設計手冊

若局部管道為矩形風管

，則L'/d可改以L'/a代替

，其中a為矩形風管之長邊。

風管局部阻力系矩形彎管(90度)：

風管風道設計手冊

矩形角管(90度)：

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矩形彎管(整流片)：

風管風道設計手冊

矩形彎管附小型整流片：

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圓型彎管：

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圓形管接制彎管：

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急擴大管：

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急縮小管：

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漸大管：

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漸小管：

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變形：θ<14°ζ=0.15

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圓形管三通管：

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圓形管三通管(支管鉗形縮小)：

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分流(支斜管) 45度角：

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矩形風管分岐管：

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矩形風管合流：

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金屬網(wǎng)：

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管內(nèi)氣孔：

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管出口(漸擴大形)：

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多孔型出風口：

風管風道設計手冊

風管設計實例：

風管之設計方法有：減速法

、定阻法

、靜壓重獲法等三種，減速法設計時較難獲得準確的答案，故較少人采用

。目前介紹定阻法

。

風管風道設計手冊

工廠風管布置圖為例。經(jīng)過風機之后

，總風量為18000m3/h

，經(jīng)過A點后分出兩條管路，主管維持10,800m3/h

，支管則為7,200 m3/h

。共有B、C

、D

、E、F等五個點出口

，每個出口之風量為3,600 m3/h

。

(1)決定風速：由表中先選定風量標準。就工廠環(huán)境而言

，其標準風速為6-9m/s

。茲以最大值9m/s作為此次設計之風管風速。

(2)主管部份損失：在18,000m3/h之風量下

，若以風速9m/s為基準

，主管之損失率每米為0.092mmAq，設本例以0.1 mmAq/m為損失標準

。

(3)求ZA間之直徑：Q=18,000m3/h

，R=0.1 mmAq/m時，覆由圖6.1得其直徑為83cm

，修正后其風速變?yōu)?.3 m/s

，應屬合理之范圍內(nèi)。

(4)直徑83cm為圓管

，但風管仍以矩形管為多

，若換算為矩形管，則可由表中查出接近于76x76之尺寸

。若以此為主風管之口徑

，則風速將變?yōu)?.7 m/s，更適合標準范圍

。

(5)重復第(3)及第(4)項

，可以求出AB、BE

、CD

、AE

、EF等區(qū)段之直徑、矩形尺寸及其相對應之風速(如表6.14)

。在ZD間

，A處之分岐管及CD間之90度彎管，均會產(chǎn)生損失

。A處之詳細結(jié)構如圖

。

風管系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)：

風管風道設計手冊

分岐管設計：

風管風道設計手冊

空氣由A處流向BC方向時，其阻力可以不計

。CD間之彎管則由第1例可以先查出H/W=1.0

，r/W=1.5(假設值)時，其L/W=4.5

。故等效長度應為：

L= 4.5×0.40 = 1.8 m

故ZD間之風管總長度應為：( 5 + 10 + 10 + 10) +1.8= 36.8 m

己知 R =0.1 mmAq/m

，故其阻力應為：0.10/m ×36.8 m = 3.7 mmAq (AD部份)

(7)AEF部份：AEF部份由A處之分岐管、AE間之90度彎管及直管長度

。由第15例可以求得：

χ= (a/b)0.25(V3/V1)=(6.9/31)0.25(8.7/8.7) =1.26 ∴ζ =0.65

ΔPT =0.65×(8.7/4.05)2 =3.0 mmAq

故AEF間之直管及曲管合并

，其壓損失為：

[(10 + 5 + 10 + 4.5 x 0.54)] x 0.10 = 2.75mmAq

AEF之總阻力為 3.0 + 2.75 = 5.75 mmAq

(8)由(6)與(7)之結(jié)果得知：AF之阻力損失大于AD，所以采用AF之阻力值計算

。AF再加上ZA間之阻力損失2.0mm

，即等于全部風管阻力為7.75 mmAq (約7.8mm)。

(9)風管外尚需加入空氣過濾器10mmAq及出風口之壓損5 mmAq

，故全部送風系統(tǒng)之損失為：

ΔPT = 7.8 + 10 + 5 = 22.8 mmAq

(10)但風機之選擇大多按靜壓計算。送風機之排出口風速為11m/s

，則所需之靜壓為：

PS = PT– ( V/4.03)2 = 22.8 – (11/4.03)2 =15.4 mmAq

(11)為求得整套風管系統(tǒng)之壓力平衡

，使風量能得以平均分配各地，部份分岐管內(nèi)應安裝風量調(diào)節(jié)器

，以期取得此項平衡效果

。

(12)以上值并未包括縮小管部份之損失�

？梢宰孕袑⑦@部份考慮在內(nèi)

，以求得更為周全。

風道設計：

風道材質(zhì)的選擇：

風道材質(zhì)的選用沒有嚴格的要求

，但要保證風道內(nèi)表面的平整光滑

。可以用冷（熱）軋鋼板（料厚≥0.5-1.5）加工后噴塑防護

，也可以采用鍍鋅鋼板

、不銹鋼板、鋁板

、硬聚氯乙烯塑料板

、玻璃鋼板等

。

設計原則：風道系統(tǒng)的壓力損失為最小，（即風的流速為最大化）

；風道的設計必須使由空氣制造的噪音最小化

。風道設計應最大限度地滿足工藝需要，并且不得妨礙生產(chǎn)操作

。風道設計應在滿足氣流組織需求基礎上

，達到美觀實用原則。

風道設計前應注意的問題：

設計前應充分了解房間結(jié)構部局及變頻器現(xiàn)場安裝的情況

，盡量讓風道出風口避開房屋支撐梁

、支撐柱，以免因墻體開孔而改變建筑的結(jié)構性能

。其次避免風道出風口同時兼跨窗戶或墻體

，以免給事后安裝帶來不必要的影響。

風道設計中應注意的事項：

1.風道截面盡可能圓整

；

2.風道入口截面面積應等于或大于熱風出口的面積

；截面形狀可為圓形，也可以是正方形或長方形

。

3.出風口截面面積越大

，壓力損失越小，空氣流速越低

�

？諝饬魉僭降停a(chǎn)生的噪音就越�

�

；

4.整個風道的通道要求：長度最短，銳度最小

，彎曲的數(shù)量及截面積的變化也要盡可能的�

。�

5.避免出現(xiàn)突變的膨脹和收縮

，整個收縮的角度必須小于40度

，整個膨脹的角度必須小于14度。

6.盡可能采用直的錐形風道

，直管加工容易

，局部阻力小

；

7.室外在最終風道處

，需加防雨護罩。防雨護罩形式可為左上角是直角的三角形

。

風道安裝時應注意：風道安裝后應進行適當定位夾固

，避免因自身強度

、震動等問題帶來不必要的影響。

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。