布置散流器时,散流器之间的距离及离墙的距离,一方面使射流有足够射程,另一方面又应使设立扩散效果好。布置时充分考虑建筑结构的特点,散流器平送方向不得有障碍物。每个散流器所服务的区域最好为正方形或者接近正方形。如果散流器服务的区域的长宽比大于1.25时,适宜选用矩形散流器。本设计中各房间均采用圆型散流器,具体布置见各层的平面图。 4.4.4散流器的气流组织计算
(1)布置散流器。以办公室101为例,L=7.49m,B=4.26m,H=3.6m,对空调区域进行划分,均匀划分为2个小区域,所以散流器的数量为n=2。
(2)选用圆形散流器,总送风量为0.32m3s,假定喉部风速?d为3ms,则单个散流器需要的喉部面积为
qv?0.053m2 (4-6) ?dn选用喉部尺寸为?250mm的圆形散流器,则喉部的实际风速为
0.32 ?d=?3.26ms (4-7) 2?0.25?2?3.14???2??F?散流器实际出口面积约为喉部面积的90%,则散流器的有效流通面积 2?0.25?2 F?90%?3.14????0.044m (4-8)
?2?散流器出口的风速为
v ?0?d?3.62ms (4-9)
90%(3)计算射程 x?Kv0F?x0=2.1m (4-10) vx散流器中心到区域边缘距离为2. 5m,根据要求,散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75%,所需最小射程为:2.5?0.75?1.875m。因为2.1m大于1.875m,因此射程满足要求。
(4)计算室内平均风速 vm?0.381rL?0.23ms (4-11)
(L24?H2)12夏季工况送风,则室内平均风速为0.23×1.2=0.28ms。 基本满足舒适性空调夏季室内风速不应大于0.3ms的要求。 校验核心温度衰减
?tx?vx?t0?0.920C (4-12) vd满足舒适性空调温度波动范围?10C的要求。
其他房间的散流器气流组织计算与此相同,布置个数见表4.2 房间 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 个数 2 2 2 2 2 2 2 4 2 4 2 4 2 2 2 2 房间 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 301 302 303 304 个数 2 4 4 2 2 4 2 2 4 4 4 2 2 4 4 4 4.2 散流器个数表 房间 个数 房间 305 4 410 306 2 411 307 2 412 308 4 501 309 4 502 310 4 503 311 2 504 401 2 505 402 4 506 403 4 507 404 4 508 405 4 509 406 4 510 407 2 511 408 2 512 409 4 601 个数 4 4 2 2 4 4 4 4 4 2 2 4 4 4 2 2 房间 602 603 604 605 606 607 608 609 610 个数 4 4 4 4 4 2 2 4 2 具体布置情况见CAD图。 4.5风管管径确定及水力计算 4.5.1概述
通风管道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。其主要目的是,确定各关段的管径(或断面尺寸)和阻力,保证系统内达到要求的风量分配。最后确定风机的型号和动力消耗。在有的情况下,风机的风量、风压已经确定,要由此去确定风管的管径。风管水力计算方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法等几种,前最常用的是假定流速法。
⑴ 压损平均法的特点是,将已知总作用压头案干管长度平均分配给每一管段,再根据每一管段的风量确定风管断面尺寸。如果风管系统所用的风机压头已定,或对分支管路进行阻力平衡计算,此法较为方便。
⑵ 静压复得法的特点是,利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力,根据这一原则确定风管断面的尺寸。此法适用于高速空调系统的水力计算。
⑶ 假定流速法的特点是,先按技术经济要求选定风管的流速,再根据风管的风量确定风管断面尺寸和阻力。
4.5.2风管设计的注意事项
⑴ 风管材料的选用 一般采用钢板制作,其优点是不燃烧、易加工、耐久,也较经济。对有防腐要求的建筑,可采用塑料或玻璃管制作。
⑵ 风管形式的确定 一般采用圆形或矩形风管。矩形风管易加工和布置,弯头及三通部件的尺寸较圆形分管的部件小,且容易加工,因此使用比较普遍。
⑶ 风管的风速要控制得合适。
⑷ 风管各环路中压力的平衡 风管设计时各并联环路之间的压力损失的差值要保持在小于15%的范围内。
⑸ 矩形风管的弯管部分应尽量使用较大的曲率半径(风管中心处的曲率半径)的弧形弯管,常用的标准曲率半径为R=4.5.3假定流速法的计算步骤与方法
(1)绘制通风或空调系统轴测图,对管段进行编号,标注长度和风量;管段长度一般按两管件中心长度计算,不扣除管件(如三通、弯头)本身的长度。
(2)确定合理的空气流速
风管内的空气流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响。流速高,凤冠断面小,材料耗用少,建造费用小;但是系统的阻力大,运行费用增加。流速低,阻力小,动力消耗少;但是风管断面大,材料和建造费用大,风管占用的空间也增大。
(3)根据各风管的风量选择的流速确定各风管的断面尺寸,计算摩擦阻力和局部阻力。
(4)并联管路的阻力平衡
为了保证各送、排风点达到预定的风量,两并联支管的阻力必须保持平衡。对一般的通风能够系统,两支管的阻力差应不超过15%;若超过上述规定,可采用下述方法使其阻力平衡。
1) 调整支管管径
这种方法是通过改变支管管径改变支管的阻力,达到平衡。调整后的管径按下式计算:
D′=D(△P/△P′)0.225 (4-8)
式中:D′——调整后的管径,mm;
D——原设计的管径,mm; △P——原设计的支管阻力,Pa; △P′——要求达到的支管阻力,Pa。
2) 增大风量
当两支管的阻力相差不大时,例如在20%以内,可不改变管径,将阻力小的那段支
3b(b为风管弯边的宽度)。 2管的流量适当增大,阻力也随着增大;同时风机的风量和风压也会相应增大。增大后的风量按下式计算:
L=L′(△P/△P′)0.5 (4-9) 式中:L——原设计的风量,m/h;
L′——-调整后的风量, m3/h。
3)阀门调节
通过改变阀门开度,调节管道阻力,从理论上讲是一种简单易行的方法。必须指出,对一个多支管的通风空调系统进行实际调试,是一项复杂的工作。必须进行反复的调整、测试才能完成,达到预期的流量分配。 4.5.4管径的确定与水力计算
表4.9 推荐值(m/s) 位置 住宅 风机入口 风机出口 干管 支管 接出风管 3.5 5~8 3.5~4.5 3 2.5 公共建筑 4.0 6.5~10 5~6.5 3~4.5 3~3.5 工厂 5.0 8~12 6~9 4~5 4 住宅 4.5 8.5 4~6 3.5~5 3.5~4 公共建筑 5.0 7.5~11 5.5~8 4~6.5 4~6 工厂 7.0 8.5~14 6.5~11 5~9 5~8 最大值(m/s) 3
新风独立送风,每层都有一个新风机组,根据房间平面图画出各层新风管的系统图,然后进行水力计算。
以一层新风管道为例,进行风管管径的确定与水力计算,一层风管系统图见图4.2。
图4.2 一层新风管道系统图
最不利管段A-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11 其水力计算如表4.10
表4.10 一层新风管道水力计算
环路编号 流量 矩型风管尺寸a 矩型风管尺寸b 直径或当量直径D 管长L 初选流速V 计算断面积S 实际断面积S 单位比摩阻R 实际流速V 多叶直旁送渐风渐动流流∑风扩量缩压 三三& 口 管 调管 通 通 节阀 沿程损失RL 局部损失Z 总阻力损失 (m3(m(m(m((M(m(m(Pa(M(P(P(P(P个 个 个 个 个 个 /h) m) m) m) M) /S) 2) 2) /M) /S) a) a) a) a) 0.1212123.A 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1-1212124.180 5.0 012 0 0 0 0 0 0.2-1216134.360 5.0 023 0 0 7 0 0 0.3-2016173.540 5.0 034 0 0 8 5 0 0.4-2520223.900 5.0 055 0 0 2 5 0 0.5-1262525253.5.0 076 0 0 0 0 5 0 0.6-1623225284.5.0 097 0 0 0 1 5 0 0.7-1983232327.5.0 118 0 0 0 0 0 0 0.8-2703232324.5.0 159 0 0 0 0 0 0 0.9-2885032398.5.0 1610 0 0 0 0 0 0 100.3145032391.-15.0 170 0 0 0 1 1 4 0.1212123.A 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.B 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.C 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.D 180 5.0 010 0 0 0 0 0.1212123.E 180 5.0 010 0 0 0 0 0.014 0.014 0.019 0.032 0.050 0.063 0.080 0.102 0.102 0.160 0.160 0.014 0.014 0.014 0.014 0.014 1.73 1.73 3.11 1.85 1.58 1.68 1.47 1.14 2.04 0.78 0.92 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73 3.47 3.47 5.21 4.69 5.00 5.60 5.63 5.37 7.32 5.00 5.45 3.47 3.47 3.47 3.47 3.47 7.61 6 7.66 1 1 1 17. 1 1 23 13. 1 1 95 15. 1 88 19. 1 91 20. 1 1 09 18. 1 32 34. 1 06 15. 1 88 18. 87 7.61 6 1 7.61 1 6 7.61 1 6 7.61 1 6 7.61 1 6 3 .0 1 .5 1 .5 1 .5 1 .0 1 .0 1 .5 1 .0 1 .0 1 .0 0 .0 3 .0 3 .0 3 .0 3 .0 3 .0 5.23282 .0 .2 6.11189 .5 .4 122538.4 .8 .3 6.20275 .9 .4 5.15215 .9 .4 5.19259 .9 .8 6.30366 .1 .7 8.18260 .3 .3 8.34422 .1 .2 6.15222 .9 .1 1.0.1.0 0 0 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2 5.23282 .0 .2