通风系统设计

通风系统的设计程序-空气流量，热和冷负荷，根据居住者的换气，空气供应原则。

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以下程序可用于设计通风系统:

计算热或冷负荷，包括感热和潜热
根据房间内的人数和他们的活动或任何其他特殊过程计算必要的换气
计算送风温度
计算空气循环质量
计算管道内的温度损失
计算组件的输出-加热器，冷却器，洗衣机，加湿器
计算锅炉或加热器的尺寸
风管系统的设计计算

1.计算热负荷和冷负荷

计算热负荷和冷负荷

计算室内热或冷负荷
计算周围的热或冷负荷

2.根据居住者或任何过程计算空气位移

计算由人及其活动和过程造成的污染。

3.计算送风温度

计算送风温度。共同的指导方针:

取暖,38 - 50^oC (100 - 120^oF)可能合适
对于入口靠近被占用区域的冷却，6 - 8^oC (10 - 15^oF)低于室温可能合适
对于使用高速扩散射流的冷却，17^oC (30^oF)低于室温可能合适

4.计算空气量

空气加热

如果用空气加热，所需的空气流量可表示为

问_h= H_h/(ρc_p(t_年代- t_r）)(1）

在哪里

问_h加热用风量(m^3./秒)

H_h=热负荷(W)

c_p＝比热空气(J /公斤K)

t_年代=供应温度(^oC)

t_r=室温(^oC)

ρ＝空气密度(公斤/米^3.）

空气冷却

如果用空气进行冷却，所需的空气流量可表示为

问_c= H_c/ (ρ c_p(t_o- t_r）)（2）

在哪里

问_c=冷却风量(m^3./秒)

H_c=冷负荷(W)

t_o=出口温度(^oC),t_o= t_r如果房间里的空气混合

举例-热负荷

如果热负荷是H_h= 400w，供应温度t_年代= 30^oC而室温t_r= 22^oC时，空气流量可计算为:

问_h＝(400 W)/((1.2公斤/米^3.) (1005 J/kg K) ((30^o22 .答案C^oC)))

＝0.041米^3./秒

＝149米^3./小时

水分

加湿

如果室外空气比室内空气更潮湿，那么可以通过从室外供应空气来增加室内空气的湿度。送风量可计算为

问_mh=问_h/ (ρ (x₁- x₂）)（3）

在哪里

问_mh=加湿风量(m^3./秒)

问_h=供水量(kg/s)

ρ=空气密度(kg/m^3.）

x₂室内空气湿度(kg/kg)

x₁=送风湿度(kg/kg)

除湿

如果室外空气的湿度小于室内空气，则可以通过从室外送风来除湿室内空气。送风量可计算为

问_医学博士=问_d/ (ρ (x₂- x₁）)（4）

在哪里

问_医学博士=除湿风量(m^3./秒)

问_d=待除湿水分(kg/s)

示例—加湿

如果添加水分问_h= 0.003 kg/s，室内湿度x₁= 0.001 kg/kg并供给空气湿度x₂= 0.008公斤/公斤时，空气量可表示为:

问_mh＝(0.003 kg/s) / ((1.2 kg/m .^3.)((0.008公斤/公斤)-(0.001公斤/公斤))

＝0.36米^3./秒

另外，空气量由居住者或过程的要求决定。

5.管道温度损失

风管的热损失可以计算为

H = A k ((t₁+ t₂) / 2 - t_r）（5）

在哪里

H=热损失(W)

一个=管道壁面积(m²）

t₁=管道初始温度(^oC)

t₂=管道内的最终温度(^oC)

k=风管壁热损失系数(W/m²K) (5.68 W/m²K用于钣金管道，2.3 W/m²K表示绝缘管道)

t_r=周围室温(^oC)

气流中的热损失可以表示为

H = 1000 q c_p(t₁- t₂）(5 b)

在哪里

Q =空气流动质量(kg/s)

c_p＝比热空气(焦每千克K)

（5）而且(5 b)可以组合为

H = A k ((t₁+ t₂) / 2 - t_r)) = 1000 q c_p(t₁- t₂）(5 c)

注意，对于较大的温度下降对数平均温度应该使用。

6.选择加热器，洗衣机，加湿器和冷却器

加热器、过滤器等设备必须根据空气量和容量从制造商目录中选择。

7.锅炉

锅炉等级可表示为

B = H (1 + x)(6）

在哪里

B=锅炉额定功率(kW)

H=系统内所有加热器机组总热负荷(kW)

x=余量用于加热系统，通常使用值0.1到0.2

锅炉必须从生产目录中选择正确的额定值。

8.分级管

风道内风速可表示为:

v = Q / A(7）

在哪里

v=风速(米/秒)

问=风量(m^3./秒)

一个=风管截面(m²）

管道总压力损失可计算为

dp_t= dp_f+ dp_年代+ dp_c（8）

在哪里

dp_t=系统总压损失(Pa, N/m²）

dp_f＝管道压力损失严重由于摩擦(Pa, N/m²）

dp_年代＝压力损失小(Pa, N/m²）

dp_c=过滤器、加热器等部件的轻微压力损失(Pa, N/m²）

管道中由于摩擦引起的主要压力损失可计算为

dp_f= R l（9)

在哪里

R=单位长度风管摩擦阻力(Pa, N/m²每米风管)

l管道长度(m)

风管单位长度的摩擦阻力可计算为

R = λ / d_h(ρv²/ 2)（10）

在哪里

R=压力损失(Pa, N/m .²）

λ摩擦系数

d_h＝水力直径(m)