7.HVAC+空调系统的风管设计
中央空调系统(HVAC)的组成
3.3、空调水系统
空调水系统包括冷媒水(冷冻水)系统和冷却水系统两部分组成， 另外还有热媒水系统。 冷媒水系统是将冷水机组制出的冷冻水通过水泵输送到空气处 理设备，将冷量经过热交换后返回到冷水机组进行第二次循环。 该系统通常采用闭式循环系统。主要设备有：冷冻水水泵、膨 胀水箱、分水器、集水器、自动排气阀、水过滤器、水量调节 阀和排污阀和控制仪表等。对于冷媒水要求高的冷水机组还要 相应的设置软化水设备、补水水箱和补水水泵等。 冷却水系统是将冷水机组冷凝器的出水送到冷却塔，在冷却塔 内散热后经水过滤器过滤杂质后进入冷却水泵，送入冷凝器对 冷凝器进行降温散热。形成冷却回路。 在冬季运行时，冷源机组和热源要经过切换。
❖ 机房内的系统设备：冷冻水泵、冷却水泵、分水缸/集 水缸(Header)
❖ 控制：DDC(Direct Digit Control)，冬夏转换
热源：热源是为了空 气处理设备集中提 供一定温度的热媒 水，工程中常见的 空调热源有：锅炉 房、城市热网和热 交换站、燃油或燃 气的中央热水机组 及直燃式溴化锂吸 收式冷热水机组。
❖ 三、空气处理设备(AHU, Air Handling Unit)
空气处理设备的作用是将空气处理到一定的状态，有集 中处理空气的空调机组、集中处理新风的新风机组和设 在空调机房内处理空气的末端设备——风机盘管机组等。
空气处理机组
❖ 3.1概念
新风(OA，Outside Air) 送风(SA，Supply Air) 回风(RA，Return Air) 排风(EA，Exhaust Air) 风阀
空气处理机组的表示法(二段表冷器)
空气处理机组的剖面图
表面冷却器
3.2、空调风系统
空调风系统的作用是将来自空气处理设备的空气通过送风风管 系统送入空调房间内，同时从房间内抽回一定量的空气(即回 风)。经过回风风管系统送至空气处理设备前，其中少量的空气 被排至室外，而大部分被重复利用。 空调送风系统包括通风机、送回风风管、风量调节阀、防火阀、 消声器、风机减震器和空调房间内的送风散流器、回风口等。
空调风系统的管道设计
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）（噪声控制）送风主管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。
HVAC的施工、调试以及设计确认
HVAC的施工、调试以及设计确认今天继续说说空调系统的施工、调试以及设计确认。
洁净厂房与空调净化系统施工工艺及施工过程控制将直接影响系统运行稳定性，影响系统性能的优劣，而且绝大部分的影响在工程竣工后将不可更改。
结合工程管理和验证活动中的经验，洁净厂房与空调净化系统的施工过程中应重点关注以下内容，形成正式记录并存档。
1. 应保存各种部件的原始资料，包括材质证明以及其他合格证明材料。
1）壁板、顶板、门、窗、地面等洁净室主要部件相关资料2）风管、风阀、过滤器等主要部件的相关资料3）送风空调机组、排风空调机组等设备的相关资料4）洁净室内安装的各附属物相关资料，如洁净灯具、洁净电话等2. 保存各种施工及验收记录1）风管制作清洗记录2）风管漏风、漏光检测记录。
3）空调系统空吹记录。
4）高效过滤器安装记录。
5）其他记录。
6）保存各种设计及施工变更资料。
施工过程中出现的各类设计变更与施工变更应同样遵循项目变更控制的要求进行管理。
（点评：工程阶段的变更与空调系统交付后的变更管理起来还是有所不同的，工程变更相对来说会更加灵活一些，不过工程变更往往也是项目进度受影响或者成本增加的重要的因素，宁愿多花点儿时间在前期的设计阶段，而不要等到施工阶段再去变更）在系统调试或运行过程中，当某项参数有较大变化时，在非自控条件下可能会带来的影响。
例如，过滤器发生堵塞，使得房间风量、换气次数持续降低，对房间洁净度及微生物控制产生不利影响，同时洁净区内的自净时间也会延长；总风量降低后，虽然新风比可能没有较大变化，但新风量会随之锐减，进而影响系统整体静压差及温湿度控制。
（点评：指南上还有一张各参数的影响图，但并不是十分清楚，现在大多数的系统应该也是自控的了吧，所以就把这张图省略了）正是由于空调系统各参数之间的影响关系错综复杂，所以在调试过程中应全面统筹考虑，每一个参数的微小调整都可能会造成整个系统参数或大或小的变动，进而影响系统整体性能。
空调HVAC设计要求
上海同济同捷科技有限公司企业标准TJI/YJY空调HVAC 设计要求2005-XX-XX发布2005-XX-XX实施上海同济同捷科技有限公司发布TJI/YJY前言本规范明确空调HVAC设计时应完成的主要设计内容、基本的设计程序、设计应考虑的因素、应遵循的有关标准，使空调HVAC设计规范化，作为空调HVAC设计完善性的评价依据。
本标准由上海同济同捷科技有限公司提出。
本标准由上海同济同捷科技有限公司质量与项目管理中心负责归口管理。
本标准主要起草人：陈孟湘上海同济同捷科技股份有限公司企业标准空调HVAC设计要求TJI/YJY1.范围本标准是为上海同济同捷公司汽车设计人员进行空调HVAC选型与布置设计时提供应遵循和考虑的要素，明确应完成的主要设计工作内容。
2. 规范性引用文件(1) QC/T 656-2000 汽车空调制冷装置性能要求(2) QC/T 657-2000 汽车空调制冷装置试验方法(3) QC/T 658-2000 汽车空调整车降温性能试验方法(4) QC/T634-2000 汽车水暖式暖风装置(5) GB/T 12782-91 汽车采暖性能试验方法(6) GB 11555-94 汽车风窗玻璃除雾系统的性能要求及试验方法(7) TJ/T216-1995 客车空调系统技术条件3. 术语和定义3.1 HV AC---Heating,Ventilation,Air conditioning的缩写，指空调系统中车内的采暖、通风、制冷部分的部件，又称车内空调器。
HV AC一般包括鼓风机箱（含内外进风阀门及其传动机构、鼓风机、调速电阻器）、蒸发器箱（含蒸发器、膨胀阀、蒸发器表面温度传感器）、出风箱（含温度混合风门及其传动机构、加热器、出风分配阀门及其传动机构），通常还自带左右前吹足风口、过渡分配风道等。
4. 空调HVAC设计所包含的主要工作内容4.1 配合样件测量。
4.2根据点云逆向设计。
4.3 收集与分析蒸发器、加热器、鼓风机的试验数据。
中央空调系统(HVAC)组成PPT课件
水管
连接冷热源设备和空气 处理设备，构成水循环
通道。
控制设备
控制器
接收温度、湿度等传感器信号， 根据设定值控制冷热源设备、空 气处理设备和输送设备的运行。
传感器
检测空气温度、湿度等参数， 将信号传递给控制器。
执行器
根据控制器的指令，控制各设 备的运行，如调节阀门开度、 改变风机转速等。
监控系统
能耗标准
符合国家或地区的能耗标 准，降低能源消耗和碳排 放。
可再生能源利用
利用太阳能、地热能等可 再生能源，提高空调系统 的环保性。
05 中央空调系统选型与安装注意事项
CHAPTER
选型原则和方法指导
负荷计算
系统配置
根据建筑的使用功能、面积、朝向等 因素，计算冷、热负荷，确定所需空 调设备的制冷量或制热量。
故障排除方法和技巧分享
听诊法
运用听音棒等工具，倾听设备运 转声音，识别异常声响，定位故 障点。
触摸法
在设备安全允许的情况下，触摸 设备外壳或部件，感受温度、振 动等异常，辅助判断故障性质。
观察法
通过观察设备运行状态、指示灯、 压力表等，判断故障可能发生的 部位。
替换法
对于疑似故障的部件，采用替换 法验证，以便快速准确地找到问 题所在。
设备安装
按照施工图纸和设备安装说明书，进行设备 的就位、找平、固定等工作。
电气接线
按照电气图纸和规范要求，进行设备的电气 接线工作，确保接线正确、牢固。
调试运行操作指南提供
调试准备
单机调试
检查设备、管道、电气等安装质量，确保 符合设计要求。
对每台设备进行单机调试，检查设备的运 行状况，记录运行参数。
定义
空调风管系统设计
弯头：根据90，R/b=1.0,查附录8-4，得ζ =0.23，弯头局部阻力
p j4 0 .2 3 (1 .2 4 .02)8 /2 2 .3 Pa
渐缩管：渐缩管的扩张角 3045，查附录8-4，得ζ=0.1，渐缩管 的局部阻力 pj50.1(1.24.02)8 /21 Pa
直三通管：根据直三通管的支管断面与干管断面之比为0.64，支管风 量与总风量之比为0.5，查附录8-13，得ζ=0.1，则直三通管的局部阻力
pj60 .1(1 .2 5 .22)/2 1 .6Pa
该管段局部阻力为 P j p j 1 p j 2 p j 3 p j 4 p j 5 p j 6 =10.5+5.99+2.5+2.3+1+1.6 =23.89Pa
8.2 风管设计的基本任务
8.2.1 风管设计原则 应统筹考虑经济、实用两条基本原则
8.2.2 风管设计的基本任务 ☺确定风管的断面形状，选择风管的断面尺寸 ☺计算风管内的阻力损失，保证系统内达到要求的风量分配 ☺选择合适的风机型号
风管的阻力损失△P由沿程阻力损失△Py和局部阻力损失△Pj两部分组
表8-2 各种材料的粗糙度
☺ 局部阻力损失
Pj
v2
2
附录8-4及大量相关手册中，都有各种管件的局部阻力系数计算表。
8.3风管设计计算的方法与步骤
8.3.1 风管水力计算方法
风管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。 对于低速送风系统，大多采用假定流速法和压损平均法，而高速送风系统则采用 静压复得法。
P (R yl P j)
空调风管道系统设计
要求选定管段的流速，再根据管段的风量确定其断面尺寸和阻力。
(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。
5m
r1
风机盘管
HI
A
B
C
G F
1m 固定百叶回风口
E
活动百叶送风口
D
活动百叶送风口
600m3/h
600m3/h
天花面
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）
6.2.4空调风管系统设计中应注意的几个问题
1)风管布置应与建筑、生产工艺密切配合，同时还要考虑下列因素：尽
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 空调风管系统设计
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。
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。
（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，要综合考虑建筑空间、风
通风空调设计规范gb50738-2017
通风空调设计规范gb50738-2017本标准规定风管系统通风与空调设计应满足的要求。
一、适用范围本标准适用于新建、扩建和改建的建筑物风管系统、风管术语、外形尺寸范围、结构强度、焊接工艺、天然气通风和空调设计等要求。
二、术语，定义和缩略语2.1术语供暖、通风和空调用窗：指可根据需要供给暖气、新鲜空气或排除污浊空气的窗。
2.2 定义气体环境：指建筑内的全部的气态成份的总和，包括气温、湿度、气压、固体颗粒和气体成分。
2.3 缩略语HVAC：指供暖通风和空调系统。
三、风管强度和热稳定性3.1抗弯强度要求3.1.1各折痕的抗弯强度应不小于2MN/m2，当Di/t<3.6时，抗弯强度应不小于4MN/m2，其中，Di为管道内径，t为管壁厚度；3.1.2采用圆钢管时，应按矩形折叠法测定抗弯强度，此时Qven<0.86；3.2 热稳定性要求风管应具备合理的热稳定性，并具备超蔫后的良好的圆形度，对于热稳定性要求的极限条件见图1。
四、外形尺寸范围外形尺寸范围应满足表1上的规定，钢管系列应满足表2上的规定，焊接管、内衬管应满足表3上的规定。
五、焊接工艺5.1风管边焊接单缝焊边，1.2mm<T≤2.0mm厚板，焊缝宽度不低于3mm。
边焊斜边两端，待一端封闭，即可开始焊接；每间距600mm以内可采用单缝焊接，分段收口将圆法定位弧形；包括进出口端的边焊缝，面洗水洗度应满足要求，缝上允许出现气孔无影响；5.2管路焊管路弯曲应采用煤气焊或电阻焊，根据材料与工法的要求，可采用预焊、收割接ffmm 和完全接头等。
特征曲线:：完全接头焊缝的总重量：>610g/m，封闭检查通过后；完成对焊接管的检查合格后，可安装。
六、其他准备工作6.1施工前准备施工前，应对受油，技术，土质，井壁等方面进行检查，并根据设计图进行验证，决定施工位置、孔径规格、焊接方法等；安装外筒管一般应施工未完成时就先安装，以便同焊接管同步进行安装；6.3安装完毕准备安装完毕后，应加强对安装工程的抽检，补缝，瑕疵处理等。
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2. 风管材料
▪ 镀锌钢板 ▪ 玻璃钢板
（0.5~1.5mm薄钢板） ▪ 玻璃纤维板
▪ 铝合金板 ▪ 混凝土风道
▪ 不锈钢板 ▪ （砖砌风道 ）
▪ 硬聚氯乙烯塑料板 ▪ 复合风管（工业化）
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3. ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ管（断面）形状
矩形风管------空调工程常用 方形风管------不受空间限制时用 圆形风管------通风管道；空调管道 风管断面尺寸选择：
第7章 空调系统的风管设计
风管设计基本原则 风管材料 风管（断面）形状 风管水力计算 风管系统压力分布 风管保冷（保温）隔热
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几个术语概念
摩檫阻力（沿程阻力）； 局部阻力 水力半径 流速当量直径 Dv = 2ab/(a+b) 流量当量直径 ?
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1. 风管设计基本原则
与建筑装修配合 与气流组织配合 合理确定流速，避免气流噪声 力求简洁，节省材料，降低能耗 保温隔热防结露，减少冷（热）量损失 安装、调节、维护方便
集中式全空气空调系统设计风管水力 计算一般都用流速控制法 最不利环路----选流速----定尺寸----总阻力----选 风机 等压损法：总压力以定，作分支风管压损平衡 静压复得法：分支较多的风管，均匀送风管
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风速选择
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空调系统中的空气流速
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用流速控制法进行管道设计计算
画管路系统图（各管长、风量） 确定最不利环路（标注管段） 选流速，定管道断面尺寸 按实际V (和 Dv) 查定 Rm 计算各管段阻力，系统总阻力 确定其余管道尺寸，检查平衡性
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例题7-3 设计计算
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5.风管系统压力分布（单风机）
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5.风管系统压力分布（双风机）
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6. 风管保冷（保温）隔热 冷风管道----保冷 防结露；减少冷损失即减小管道温升 热风管道----保温
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按《全国通用通风管道计算表》； 非标准的风管断面尺寸比最好不超过
4 ：1
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4. 风管水力计算
设计性计算： 管道布置方案确定后，根据管道长度、各 管段流量，计算确定管道尺寸和选风机。 校核性计算： 已知管道长度、各管段尺寸和风机参数，
校核各管段流量是否达到要求。
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4. 风管水力计算
流速控制法