详细了解中央空调风系统及其应用

空调风系统的应用

风系统设计的任务：合理的组织室内空气的流动，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足工艺要求及人体的舒适要求。
风系统设计应符合《GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》《GB50016-2014建筑设计防火规范》。

一般采用镀锌薄钢板、不锈钢风管、铝钢板风管、PVC/NBR复合风管（橡塑复合风管）、玻璃钢风管、螺旋风管等，亦可根据建筑空间或地沟采用钢筋混凝土或砖砌风道。

镀锌风管	复合风管	螺旋风管	PVC风管

风管形状
风管的断面形状一般为矩形或圆形。

风管应用：
圆形风管通常用在新风管、小风量送风支管等方面；
矩形风管由于占用空间小、易于布置、明装较美观等特点，目前被广泛采用。
有关通风空调系统风道系统、风管及部件安装课件请查阅2015年3月14-15日，暖通南社发布的微信公众平台。
风管推荐风速：（《GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》）

经验参考值：

部 位	推 荐 风 速(m/s)	最 高 风 速(m/s)
住宅	公共建筑	工厂	住宅	公共建筑	工厂
风管入口	3.5	4.0	5.0	4.5	5.0	7.0
风机出口	5~8	6.5~10	8~12	8.5	7.5~11	8.5~14
主风道	3.5~4.5	5.0~6.5	6~9	4~6	5.5~8.0	6.5~11
支风道	3.0	3.0~4.5	4.5	3.5~5.0	4.0~6.5	5~9
新风入口	3.5	4.0	5.0	4.0	5.0	7.0
支管接出风管	2.5	3~3.5	4.0	3.25~4	4~6	5~8

风管的保温材料：
风管系统的保温层应采用不燃或难燃的绝热材料,一般可采用玻璃棉或PE棉（聚乙烯泡沫塑料材料）等材料。

风管的保温厚度：
橡塑PE板厚度一般为25mm，普通玻璃棉的厚度不应小于50mm。保温层应平整密实，并与风管及配件紧密相贴，无冷桥，保温层还应注意保护防水，免遭外界划伤。

送风口型式
侧送风口：百叶风口、格栅送风口和条缝型送风口能调节风量，又能调节方向。
散流器：散流器是安装在顶棚上的送风口，自上向下送出气流。

气流组织形式

侧送上回	上送上回

新风系统
新风系统引入的方式：大致有自然渗透、单独引入、集中引入；

单独引入

新风量的确定：卫生要求；补充局部排风量；保持房间内正压要求；
对于普通工艺性空调，通常新风量取总送风量的10-15%即可。
注意事项：
1.新风入口应布置在室外较洁净的地方。
2.新风入口的底部距室外地面不宜低于2m。
3.进风口宜设在建筑物的背阴处。
4.新风入口还应考虑设置防水百叶、金属网和风量调节阀等配件。
5.远离室外机、排气口。
回风系统：自由回风、通过风管集中回风。


风管的安装
回风管的安装
风管安装示意图

风管加固当矩形风管力长大于等于630mm和保温风管边长大于等于800mm，且风管的段长度大于1200mm时，风管应加固。

风管支、吊架间距
水平与垂直风管须设置支、吊架，保温风管的支、吊架与保温层之间应加垫木，支、吊架间距可依下表确定：

矩形风管大边长（mm）	≤500	630-1000	≥1250
支、吊架间距（m）	＜3	＜2.5	2

风管阻力计算
空气流动阻力=摩擦阻力+局部阻力。
摩擦阻力：
Δpm=λlρv2/(2*4Rs)
式中 λ-摩擦阻力系数；
Rs-风道阻力半径m；
对于圆形管：Rs=D/4（D为圆管直径m），
对于矩形管：Rs=ab/2(a+b)（a、b分别为矩形长与宽，m）
V-风道内空气平均流速，m/s；
ρ-空气密度kg/m3。
局部阻力
在风道系统中，总安装一些管件用以控制或调节风道内空气的流动。当气流流过管件时，由流量和流动方向的改变，由此产生了局部阻力（如过滤网、弯头、送回风口等局部阻力）。
Z=ξ(ρv2/2)
式中 ξ-局部阻力系数；
v-与ξ对应的断面流速。
风道内空气流动阻力
风道内空气流动阻力，等于摩擦阻力和局部阻力之和Δp=Σ（Δpm+ Z）=Σ（l·Rm+ Z）。
估算方法
风管阻力
Δp =RmL(1+k) (Pa),
Rm=0.8-1.5Pa/m,
L:最不利环路风管的总长，m ,
k 局部阻力损失与摩擦阻力损失的比值。局部构件少，k=1-2。局部构件多时，k=3-5。
也可按阻力：5-10Pa/米估算。
噪声产生原因：
除开机组本身运动部件产生的原因外，在应用中：
机组的机外余压比风管系统阻力大
过滤器械受污染（局部阻力增大）
皮带紧张度不足
减少噪声措施：
选择合理的机外余压；
合理的安装设计；
增加消声器；

关于噪音课件，请参阅暖通南社《
全面了解“噪声”及暖通空调系统中设备的噪声与减振处理方法》课件。 风系统中节能措施：
舒适性空调系统，应设置新风节能措施，通过手动或自动方式对回风和排风进行联动控制来改变新风比。过渡季节可采用全新风。

对空调负荷率变化大而且频繁的场所，如商场宜采用变风量系统，使送风量能随空调负荷的变化而自动增减。
不同使用时间，建筑朝向等差异较大的房间，宜划分为不同的空调系统。
空调全空气系统的几个概念区别
1.定风量系统
适 用——大厅、大餐厅、大会议厅、商场等
空调箱——风机/冷、热盘管/空气过滤器/加湿器/箱体
——新、回风混合/过滤/冷却或加热/冬季加湿送风
风 管——送风/回风/新风
风 口——散流器/条缝风口/旋流风口/喷口
风 阀——调节阀/单流阀/防火阀
2.变风量系统
适 用——办公楼等
空调箱——风机/冷、热盘管/空气过滤器/加湿器/箱体+变频器
——新、回风混合/过滤/冷却或加热/冬季加湿送风
风 管——送风/回风/新风
风 口——散流器/条缝风口/
风 阀——调节阀/单流阀/防火阀
变风量末端——单风道型/串联风机动力型/并联风机动力型等。
3.新风系统
就地新风系统——空调机房靠外墙/需要外百叶/就地进新风/可以加大新风
集中新风系统——空调机房在芯筒内 /无外百叶/集中进新风/不可以加大新风
——顶层/设备层/地下室
——各层可以分配调节

防排烟及通风系统
1防烟系统
1.1自然通风方式
适 用：地上不超过50m的公共建筑和不超过100m的居住建筑
楼梯间：靠外墙的敞开/封闭楼梯间及防烟楼梯间——开窗面积每5层2.00m2，顶层0.8m2。
前 室：防烟楼梯间前室、消防电梯前室2.00m2，合用前室3.00m2；
避难层（间）：应二个方向开窗或外百叶，各大于2.00m2；
1.2机械加压送风方式
适 用：地上超过50m的公共建筑和超过100m的居住建筑
前室或楼梯间送风量：
L=L1+L2+L3
L1—加压风量(40-50Pa)
L2—保持门洞处风速0.7-1.2m/s
L3—漏风量
取计算风量和规定风量的较大值。
封闭避难层（间）：30m3/hm2
楼梯间2-3层设一个常开风口，前室每层一个常闭风口；
压力控制：余压阀/送风旁通/变频调节。
2排烟系统
2.1设置场所
疏散距离大于20m的走道
大于100m2的房间
高度小于30m的中庭、大堂
2.2自然通风方式
多层建筑适用
可开启外窗面积大于室内面积的2%
2.3机械排烟风量
小于500m2的房间/ 60m3/h·m2
大空间办公、汽车库6次换气/h;不大于3000m3/h的房间
大于500m2的房间按烟屡计算（热释放量/清晰高度）。
3排烟补风要求
走廊和小于500m2的房间不补风
补风量大于排风量50%
设计要点
正压送风口风速小于7m/s
正压、排烟风管风速：金属风管小于20m/s；非金属风道小于15m/s
防烟分区小于2000m2，长边小于60m
室内任意点到排烟口或可开启外窗、百叶水平距离小于30m；
大于500m2的房间按烟屡计算（热释放量/清晰高度）。
4.防排烟补风要求
4.1消防报警联动关系
防排烟补风要求
消防报警联动关系

4.2防排烟阀控制功能温感动作：防烟--70℃；排烟防火--280 ℃；特殊--150 ℃
信号动作：24V信号输入；电磁阀启动；弹簧执行动作
手动动作：远距离操作；阀边操作
动作反馈：24V信号
一般状态：常开阀；常闭阀
各种功能组成形成防火排烟阀、排烟防火阀…等
4.3主要系统控制方法
楼梯间—系统正压风口常开
前室----每个系统开启2-3层的风口
单防烟分区排烟系统---排烟口常开
多防烟分区排烟系统---着火的防烟分区开启，其他防烟分区关闭
补风系统---与排烟系统联动
4.5通风系统
4.5.1通风系统分类
机械排风、自然进风---厕所、垃圾房等有味有害场所
机械排风、机械送风---地下车库、机房、厨房等大量换气的场所
机械送风、自然排风---空调新风系统
4.5.2机房通风
变配电：按热平衡计算；（变压器的1%、10-15次/h、带冷气降温
锅炉房：按热平衡计算； 10-15次/h；要注意燃烧空气量平衡
水泵房、冷冻机房：按热平衡计算、 5-6次/h；
弱电房
4.5.3厨房通风
风量大，30-45次/h、罩面0.5-0.7m/s、补风80%
排油烟气要经过油烟过滤（静电/滤网），排至裙房屋顶；
普通排风经外窗百叶直排
予留洞和用电量
4.5.4地下车库通风
风量大，排风6次/h、送风罩面5次/h 常与排烟系统兼用
主风管高度400-600mm,近来常用诱导系统，可以减少风管
注意风机噪声处理
《GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》要求：

5.空调通风自动控制系统5.1末端控制
5.1.1风机盘管
双位温度控制
就地控制，不联网
5.1.2变风量末端
比例调节风阀，控制室内温度，末端风机控制
加热盘管/电加热器控制
联网，BA系统监视
5.2空调箱
比例调节水阀，控制送风/回风温度
风机启停/故障/状态/手、自动
过滤器报警
加湿器控制
5.2冷热源
压差旁通控制
主机、水泵的台数控制及连锁
冷却塔控制
热交换器控制

风管的设计

1. 风管设计的基本内容
①定风管的形状和选择风管的尺寸。
②计算风管的压力损失。通过对风管的沿程（摩擦）压力损失和局部压力损失的计算，最终确定风管的尺寸并选择风机。
风管的压力损失ΔP（Pa）
风管的压力损失ΔP=ΔPm+ΔPj
式中 ΔPm---风管的沿程压力损失（Pa）
ΔPj---风管的局部压力损失（Pa）
风道压力损失估算法
对于一般的空调系统，风道压力损失值可按下式估算
? P = ? p y l （1+k）+∑ ? p s (Pa)
式中 ?py—单位管长沿程压力损失，即单位管长摩擦阻力损失，Pa/ m。
l—最不利环路总长度，即到最远送风口的送风管总长度加上到最远回风口的回风管总长度，m。
k —局部压力损失与沿程压力损失之比值：
弯头、三通等局部管件比较少时，取k =1.0~1.2；
弯头、三通等局部管件比较多时，可取到k =3.0~5.0。
∑?ps—考虑到空气通过过滤器、喷水室（或表冷器）、加热器等空调装置的压力损失之和。
下表给出了为空调系统推荐的送风机静压值，可供估算时参考：
送风机静压参考值表

空调系统类别	风机静压值(Pa)
小型空调系统（空调服务面积300m2以内）中型空调系统（空调服务面积2000m2以内）大型空调系统（空调服务面积大于2000m2）高速送风系统（空调服务面积2000m2以内）高速送风系统（空调服务面积大于2000m2）	400~500600~750650~10001000~15001500~2500
小型通风系统一般通风系统	100~250300~400

2. 风管的统一规格
圆形风管规格

外 径 D （mm）	外 径 D （mm）
基本系列	辅助系列	基本系列	辅助系列
100	500	8090100	480500	220	1000	210220	9501000
250	1120	240250	10601120
120	560	110120	530560	280	1250	260280	11801250
140	630	130140	600630	320	1400	300320	13201400
160	700	150160	670700	360	1600	340360	15001600
180	800	170180	750800	400	1800	380400	17001800
200	900	190200	850900	450	2000	420450	19002000

矩形风管规格

外边长（mm）（长×宽）	外边长（mm）（长×宽）
120×120160×120160×160200×120200×160200×200250×120250×160250×200250×250320×160320×200320×250	630×500630×630800×320800×400800×500800×630800×8001000×3201000×4001000×5001000×6301000×8001000×1000	320×320400×200400×250400×320400×400500×200500×250500×320500×400500×500630×250630×320630×400	1250×4001250×5001250×6301250×8001250×10001600×5001600×6301600×8001000×10001600×12502000×8002000×10002000×1250

3. 风管设计注意事项
①风管材料一般采用薄钢板涂漆或镀锌薄钢板，利用建筑空间或地沟的也可采用钢筋混凝土或砖砌风道；其表面应抹光，要求高的还要刷漆。地沟风道要作防水处理。放在有腐蚀气体的房间的风管可采用塑料或玻璃钢。
②风管的形状一般为圆形和矩形。圆形风管强度大耗钢量小，但占有效空间大，其弯管与三通需较长距离。矩形风管由于有占有效空间较小、易于布置、明装较美观等特点，故空调风管多采用矩形风管。矩形风管的宽高比宜在2.5以下。高速风管宜采用圆形螺旋风管。椭圆形螺旋风管具有圆形和矩形风管的优点，是一种理想的风管，但由于需要专门的设备加工，目前用的较少。
③风管的壁厚可按下表选择
钢板风管的壁厚（mm）

圆形风管的直径或矩形风管的大边边长（mm）	≤200	220～500	560～1120	1250～2000
低 速 风 管高 速 风 管	0.50.8	0.750.8	1.01.0	1.21.2

④当每段矩形风管大边边长大于1m且风管较长时，应采取如下图或其他形式的加固措施。

⑤风管法兰可按下表采用。钢板风管法兰

矩形风管大边边长（mm）	≤630	800～1250	1600～2000
法兰的材料规格（mm）	L25×3	L30×4	L40×4

圆形风管直径（mm）	≤140	150～280	300～500	530～1250	1320～2000
法兰的材料规格（mm）	L20×4	L25×4	L25×3	L30×4	L40×4

⑥风管内风速 风速建议数据见下表
低速风管内的风速（m/s）

室内允许噪音声级dB（A）	主管风速	支管风速	新风入口
25～3535～5050～6565～85	3～44～76～98～12	≤22～32～55～8	33.54～4.55

高速风管的最大风速

风量范围（m3/h）	最大风速（m/h）
1700～5000	12.5
5000 ～10000	15
10000 ～17000	17.5
17000 ～25500	20
25500 ～42500	22.5
42500 ～68000	25
68000 ～100000	30

高速风管的新风进风管、空气处理设备和消声静压箱后支风管内的风速与低速送风相同。
⑦风管的布置和制作要求(有关通风空调系统风道系统、风管及部件安装课件请查阅2015年3月14-15日，暖通南社发布的微信公众平台)。
⒈风管应注意布置整齐、美观和便于检修、测试。应与其他管道统一考虑，要防止冷热管道间的不利影响。设计时，应考虑各种管道的装拆方便；
⒉风管布置时，要尽量减少局部阻力。弯管的中心曲率半径要不小于其风管直径或边长，一般可采用1.25倍直径或边长。大断面风管，为减少阻力，可以作导流叶片，导流叶片以流线型为佳，为了方便也可以作成单片式。其尺寸可按下图制作。
其局部阻力系数，流线型叶片ζ=0.1，单片式ζ=0.35。

对于圆风管，三通或四通的夹角不宜大于45°；对于方风管，三通或四通的弯管应有与弯管相同的曲率半径。弯管和三通的后面，以有4～5个当量直径的直管再接支管为好，如不可能，将弯管和三通作成带导流叶片的，以防阻力过大和气流偏斜。矩形风管的三通安装是否正确，示例图如下：

风管的变径宜作成渐扩管和渐缩管，渐扩管每边扩展角度不宜大于15°，渐缩管每边收缩角度不宜大于30°。风机出口宜顺风机叶片转向接弯管，当需要逆叶轮转向或旁接弯管时，弯管内应有导流叶片。
风管法兰间应放具有弹性的垫片，如橡皮、海绵橡胶、浸油硬纸板等，以防漏风。不宜采用石棉绳做垫片。风管以及风管接口不应有看得见的孔洞。
⑧风管涂漆
⒈薄钢板风管内表面和需要保温的风管外表面涂防锈漆（红丹防锈漆、铁红防锈漆、铝粉铁红酚醛防锈漆均可）二道。薄钢板风管不保温的外表面涂一道防锈底漆和二道油性调和漆；油漆的颜色要与所在房间的粉刷装修协调。
⒉镀锌薄钢板可以不涂漆。但咬口损坏处要涂漆，施工时已发现锈蚀时要涂漆。
⒊涂漆前要把锈蚀的锈和油除掉。
新风入口
1.风入口位置
⑴应设在室外较洁净的地点，进风口处室外空气有害物的含量不应大于室内作业地点最高容许浓度的30%。
⑵布置时要使排风口和进风口尽量远离。进风口应低于排出有害物的排风口。
⑶为了避免吸入室外地面灰尘，进风口的底部距室外地坪不宜低于2m；布置在绿化地带时，也不宜低于1m。
⑷为使夏季吸入的室外空气温度低一些，进风口宜设在建筑物的背阴处，宜设在北墙上，避免设在屋顶和西墙上。
⒉新风口的其他要求
⑴进风口应设百叶窗以防雨水进入，百叶窗应采用固定百叶窗，在多雨的地区，采用防水百叶窗。
⑵为防止鸟类进入，百叶窗内宜设金属网。
⑶过渡季使用大量新风的集中式系统，宜设两个新风口，其中一个为最小新风口，其面积按最小新风量计算；另一个为风量可变的新风口，其面积按系统最大新风量减去最小新风量计算（其风速可以取得大一些）。
例：新风机组，风量为2000m3/h，主风管规格？
取风速为5.5m/s，风管截面积：
2000m3/h÷3600÷5.5m/s=0.1010101m2=101010mm2，
风管尺寸：500mm*200mm
根据风管尺寸核算风速：
2000m3/h÷3600÷0.5m÷0.2m＝5.56m/s
在规定范围内，故选风管500mm*200mm。