中央空调水系统与风系统计算方法之欧阳学创编.docx
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中央空调水系统与风系统计算方法之欧阳学创编
中央空调水流量简便计算方法
时间:
2021.03.03
创作:
欧阳学
冷冻水泵的选择
通常选用每秒转速在30~150转的离心式清水泵,水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1~1.2倍(单台工作时取1.1,两台并联工作时取1.2)。
水泵的扬程应为它承担的供回水管网最不利环路的总水压降的1.1~1.2倍。
最不利环路的总水压降,包括冷水机组蒸发器的水压降Δp1、该环路中并联的各台空调末端装置的水压损失最大一台的水压降Δp2、该环路中各种管件的水压降与沿程压降之和。
冷水机组蒸发器和空调末端装置的水压降,可根据设计工况从产品样本中查知;环路管件的局部损失及环路的沿程损失应经水力计算求出,在估算时,可大致取每100m管长的沿程损失为5mH2O。
这样,若最不利环路的总长(即供、回水管管长之和)为L,则冷水泵扬程H(mH2O)可按下式估算。
Hmax=Δp1+Δp2+0.05L(1+K)
式中K为最不利环路中局部阻力当量长度总和与直管总长的比值。
当最不利环路较长时K取0.2~0.3;最不利环路较短时K取0.4~0.6。
冷却水泵的选择
1)冷却水泵的流量应为冷水机组冷却水量的1.1倍。
2)水泵的扬程就为冷水机组冷凝器水压降Δp1、冷却塔开式段高度Z、管路沿程损失及管件局部损失四项之和的1.1~1.2倍。
Δp1和Z可从有关产品样本中查得;沿程损失和局部损失应从水力计算求出,作估算时,管路中管件局部损失可取5mH2O,沿程损失可取每100m管长约5mH2O。
若冷却水系统来回管长为L,则冷却水泵所需扬程的估算值H(mH2O)约为
H=Δp1+Z+5+0.05L
3)依据冷却水泵的流量和扬程,参考有关水泵性能参数选用冷却水泵。
水流量计算
1、.冷却冷却水流量水流量:
一般按照产品样本提供数值选取,或按照如下公式进行计算,公式中的Q为制冷主机制冷量
L(m3/h)=[Q(kW)/(4.5~5)℃x1.163]X(1.15~1.2)
2、冷冻水流量:
在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组,可根据产品样本提供的数值选用或根据如下公式进行计算。
如果考虑了同时使用率,建议用如下公式进行计算。
公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。
L(m3/h)=Q(kW)/(4.5~5)℃x1.163
3、冷却水补水量一般1为冷却水循环水量的1~1.6%.
风速的选择
(1)风管内的风速一般空调房间对空调系统的限定的噪音允许值控制在40~50dB(A)之间,即相应NR(或NC)数为35~45dB(A)。
根据设计规范,满足这一范围内噪音允许值的主管风速为4~7m/s,支管风速为2~3m/s。
通风机与消声装置之间的风管,其风速可采用8~10m/s。
(2)送风口的出风风速为防止风口噪音,送风口的出风风速宜采用2~5m/s。
(3)回风口的吸风速度回风口位于房间上部时,吸风速度取4~5m/s,回风口位于房间下部时,若不靠近人员经常停留的地点,取3~4m/s,若靠近人员经常停留的地点,取1.5~2m/s,若用于走廊回风时,取1~1.5m/s
序
名称
单位
计算公式
计算单位
1
总热量QT
Kcal/h
QT=QS+QL
空气冷却:
QT=0.24*∝*L*(h1-h2)
QT—空气的总热量
QS—空气的显热量
QL—空气的潜热量
h1—空气的最初热焓kJ/kg
h2—空气的最终热焓kJ/kg
T1—空气的最初干球温度
℃
T2—空气的最终干球温度
℃
W1—空气的最初水份含量kg/kg
W2—空气的最终水份含量kg/kg
L—室内总送风量CMH
Q1—制冷量KW
△T1—冷冻水出入水温差
℃△T2—冷却水出入水温差
℃
Q2—冷凝热量KW
EER—制冷机组能源效率Mbtu/h/KW
COP—制冷机组性能参数
A—100%负荷时单位能耗
KW/TR
B—75%负荷时单位能耗
KW/TR
C—50%负荷时单位能耗
KW/TR
D—25%负荷时单位能耗
KW/TR
N—制冷机组耗电功率
KW
U—机组电压
KV
COSφ—功率因数
0.85~0.92
N—房间换气次数
次/h
V—房间体积
m3
Cp—空气比热(0.24kcal/kg℃)
∝—空气比重(1.25kg/m3)@20℃
L1—风机风量
L/s
H1—风机风压
mH2O
V—水流速
m/s
n1—风机效率
n2—传动效率
(直连时n2=1,皮带传动n2=0.9)
L2—水流量(L/s)
H2—水泵压头(mH2O)
r—比重(水或所用液体)
n3—水泵效率=0.7~0.85
n4—传动效率=0.9~1.0
a—
风管宽度
m
b—风管高度
m
u—
风管风速
m/s
V1—冷冻水量(L/s)
V2—冷却水量(L/s)
注:
1大气压力=101.325Kpa
水的气化潜热=2500KJ/Kg
水的比热=1kcal/kg·℃
水的比重=1kg/l
TR+制冷量
2
显热量QS
Kcal/h
空气冷却:
QS=Cp*∝*L*(T1-T2)
3
潜热量QL
Kcal/h
空气冷却:
QL=600*∝*L*(W1-W2)
4
冷冻水量V1
L/s
V1=Q1/(4.187△T1)
5
冷却水量V2
L/s
V2=Q2/(4.187△T2)=(3.516+KW/TR)TR
其中Q2=Q1+N
=TR*3.516+KW/TR*TR
=(3.516+KW/TR)*TR
6
制冷效率
—
EER=制冷能力(Mbtu/h)/耗电量(KW)
COP=制冷能力(KW)/耗电量(KW)
7
部分冷负荷性NPLV
KW/TR
NPLV=1/(0.01/A+0.42/B+0.45/C+0.12/D)
8
满载电流(三相)FLA
A
FLA=N/√3UCOSφ
9
新风量L
CMH
Lo=nV
10
送风量L
CMH
空气冷却:
L=Qs/〔Cp*∝*(T1-T2)〕
11
风机功率N1
KW
N1=L1*H1/(102*n1*n2)
12
水泵功率N2
KW
N2=L2*H2*r/(102*n3*n4)
13
水管管径D
mm
D=√4*1000L2/(π*v)
14
风管面积F
m2
F=a*b*L1/(1000u)
空调风系统的管道设计
(一)风管机在设计管道时首先必须从产品资料上了解三个参数:
风量、风压、噪声。
1.风量:
为了确定送风管道大小。
2.风压:
也叫机外静压。
为了计算在送风过程中克服阻力所需的参数。
简单不确切地说,就是能将风送多大距离的动力。
3.噪声:
其产品技术资料所标的噪声只是相对的,因为噪声是随不同条件而相应的变动的。
可能产生噪声的渠道有:
机器本身的风机、机器运行振动、送风风压过大等。
(二)风系统设计包括的主要内容有:
合理采用管内的空气流速以确定风管截面尺寸,计算风系统的阻力及选择风机,平衡各支风路的阻力以保证各支风路的风量达到设计值。
那么管内风速如何选择?
风管尺寸如何来确定呢?
※管内风速的选取决定了风管截面的尺寸,两者之间的关系如下:
F=a×b=L/(3600•V) (公式1-1)
式中:
F:
风管断面积(㎡)
a、b:
风管断面长、宽(m)
L:
风管风量(m³/h)
V:
风速(m/s)
以上各取值受到以下几个方面的影响:
①建筑空间:
在现代的建筑中,无论是多层建筑或高层建筑,还是高档别墅,建筑空间都是相当紧张的,因此要求我们尽可能提高风速以减少风管的截面。
(管内风速与风管截面积成反比,即是风速越高,则风管截面积越小,反之,风速越低,则风管截面积越大。
)
②风机压力及能耗:
风速越高,则风阻力越大,风机的能耗也就越大,从此点来说又要求降低风速。
③噪音要求:
风速对噪音的影响表现在三个方面:
首先,随着风速的提高,风机风压的要求较高而引起风机的运行噪声加大;第二,风速加大至一定程度时,在通过风管部件时将产生气流噪声;第三,随着风速的提高,风管消声的消声能力下降。
总的来说,风管内的风速越高,则所产生的噪声就越大。
因此,管内风速的选取是综合平衡各种因素的一个结果.通过查阅相关资料和有关手册以及根据实际工程的体会,建议空调通风系统中的各种风道内的推荐风速见下表所示:
(表1)
场合 以合宜噪声为主导主风管的风速V(m/s) 以合宜风管阻力为主导的风速V(m/s)
以合宜噪声为主导主风管的风速V(m/s送风主管 回风主管 送风支管 回风支管
住宅 3.0 5.0 4.0 3.0 3.0
公寓、酒店客房、医院病房 5.0 7.5 6.5 6.0 5.0
高级办公室、图书馆 6.0 10.0 7.5 8.0 6.1
以合宜噪声为主导主风管的风速V(m/s送风主管 回风主管 送风支管 回风支管
剧院、演讲厅 4.0 6.5 5.5 5.0 4.0
银行、高级餐厅、办公室 7.5 10.0 7.5 8.0 6.0
百货公司、咖啡厅 9.0 10.0 7.5 8.0 6.0
工厂 12.5 15 9.0 11.0 7.5
按照风速计算得出管径:
1、主管段6~8米;次主管段4~6米;分支管3~4米
2、根据建筑层高要求,假设风管一边的边长
3、得出另一边边长
4、根据设计手册,查阅标准风管的尺寸(一般与计算出的横截面积相近)
例如:
5800风量的风机的送风风管尺寸的计算
5800/3600/6=0.268
0.268/0.4=0.67
计算出的风管尺寸伟670*400,查手册得400*800
时间:
2021.03.03
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欧阳学
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