單風(fēng)管和雙風(fēng)管集中式空調(diào)系統(tǒng)：

集中式空調(diào)系統(tǒng)：指對(duì)辦公建筑物內(nèi)部的空氣進(jìn)行集中處理，輸送和分配的空調(diào)系統(tǒng)。

系統(tǒng)組成：(1)空調(diào)房間；(2)空氣處理設(shè)備；(3)送/回風(fēng)管道；(4)冷熱源。

按送風(fēng)管的套數(shù)不同分類：?jiǎn)物L(fēng)管系統(tǒng)和雙風(fēng)管系統(tǒng)。

單風(fēng)管系統(tǒng)（一次回風(fēng)）：

只設(shè)置一根風(fēng)管，處理后的空氣通過(guò)風(fēng)管送入末端裝置。典型系統(tǒng)圖示：

一次回風(fēng)與二次回風(fēng)的區(qū)別：

在噴水室或空氣冷卻器前同新風(fēng)進(jìn)行混合的空調(diào)房間回風(fēng)，叫第一次回風(fēng)。具有第一次回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為一次回風(fēng)式系統(tǒng)。

與經(jīng)過(guò)噴水室或空氣冷卻器處理之后的空氣進(jìn)行混合的空調(diào)房間回風(fēng)，叫第二次回風(fēng)，具有第一次和第二次回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)稱為一、二次回風(fēng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱二次回風(fēng)式系統(tǒng)。

回風(fēng)方式選擇依據(jù)表：

雙風(fēng)管系統(tǒng)：

有兩條送風(fēng)管，分別送冷風(fēng)和熱風(fēng)，新風(fēng)與回風(fēng)混合，經(jīng)第一級(jí)空調(diào)器處理后，一部分經(jīng)一根風(fēng)管送到末端裝置，另一部分再經(jīng)第二級(jí)空調(diào)器處理后才送到末端裝置；兩種不同狀態(tài)的空氣在末端裝置中混合，才送到空調(diào)房間。

雙風(fēng)道空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用：

雙風(fēng)道系統(tǒng)適用于每個(gè)房間都需要分別控制室溫，而每個(gè)房間冷、熱負(fù)荷變化情況又不同的多層、多房間建筑。

單風(fēng)管空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用：

單風(fēng)道集中式系統(tǒng)適用于空調(diào)房間較大，各房間負(fù)荷變化情況相類似的場(chǎng)合，如辦公大樓、劇場(chǎng)、大會(huì)堂等。

雖然雙風(fēng)管空調(diào)系統(tǒng)具有很好的調(diào)節(jié)性和節(jié)能性，但是其設(shè)備復(fù)雜占用空間大，限制了該系統(tǒng)的發(fā)展，所以集中式空調(diào)系統(tǒng)中一般多使用單風(fēng)管空調(diào)系統(tǒng)。

風(fēng)管管件損失計(jì)算：

風(fēng)管風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)分為低速與高速兩種，風(fēng)速在15m/s以下屬低速風(fēng)管，以上則為高速風(fēng)管。前者用于大樓通風(fēng)及空調(diào)，后者則應(yīng)用于工業(yè)及生產(chǎn)作業(yè)方面。風(fēng)速之大小與風(fēng)管噪音、震動(dòng)、及成本均有相當(dāng)大的關(guān)系。而風(fēng)管出口及吸氣口風(fēng)速亦會(huì)影人體之舒適與安寧。

低速風(fēng)管風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)：

高速風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)：

風(fēng)機(jī)出風(fēng)口及吸風(fēng)口風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)：

風(fēng)管材料：

制造風(fēng)管材料通常多為黑鐵鋅或鍍鋅鐵板。后者耐銹蝕，使用較為普遍。設(shè)計(jì)上亦有采用鋁板者，但價(jià)格較高，故仍少見。工場(chǎng)類建筑中，其排風(fēng)及回風(fēng)亦有采用混凝土結(jié)構(gòu)者，但大多建于地下。有關(guān)圓形風(fēng)管使用鐵板厚度及型號(hào)如下列所視：

圓形低速風(fēng)管使用鐵板標(biāo)準(zhǔn)：

矩形低速風(fēng)管使用鐵板標(biāo)準(zhǔn)：

矩形高速風(fēng)管使用鐵板標(biāo)準(zhǔn)：

矩形低速風(fēng)管使用鋁板標(biāo)準(zhǔn)：

風(fēng)管接合用法蘭：

圓形風(fēng)管吊架標(biāo)準(zhǔn)：

矩形風(fēng)管支(吊)架標(biāo)準(zhǔn)：

管路中損失：

在管路中，要使空氣流體經(jīng)過(guò)管路，必須克服相當(dāng)?shù)淖枇Γ�這阻力以壓力表示，可分為管路直線部份之損失及局部彎管、分岐管、網(wǎng)關(guān)等之壓力損失，其主要原因包括來(lái)自：(1)摩擦；(2)彎曲；(3)分岐或匯合；(4)斷面積或形狀之變化。

在管道中亦有許多存在之障礙物，均會(huì)造成管流之阻力，這些項(xiàng)目包括：

(1)風(fēng)量控制器；(2)阻水板；(3)空氣過(guò)濾器；(4)加熱器或冷卻器；(5)測(cè)量及控制儀器；(6)防火活門。

靜壓與動(dòng)壓損失：

送風(fēng)設(shè)備所產(chǎn)生阻力可分為動(dòng)與靜兩種。與風(fēng)速平方成比例變化的是動(dòng)阻力，與風(fēng)速無(wú)關(guān)的靜阻力。動(dòng)阻力與靜阻力合成即為為送風(fēng)系統(tǒng)全阻力。若管路中有存在靜壓存在，則全壓亦須包括達(dá)到靜壓所需壓力。氣流在風(fēng)管內(nèi)所損失壓力可用下式表示：PT= PL+PD。

式中，PT為全部壓損，PL為管長(zhǎng)壓損，而PD則為各種彎管、分岐管、閘門等壓損。

前文已述，動(dòng)壓與風(fēng)速間有一個(gè)確定的關(guān)系。就空氣而言，其關(guān)系如下式：

Pv= V2/2g×γ = V2/16.3 = ( V/4.03 ) 2 [mmAq]

式中，V的單位為 [m/s]。

直線風(fēng)管阻力損失：

矩形風(fēng)管換算：

若想換算成同樣單位阻力之矩形風(fēng)管時(shí)，可利用下式換算：

a、b分別為矩形風(fēng)管之寬與高。其值亦可利用圓形面積與矩形面積相等方式進(jìn)行粗略估計(jì)。矩形風(fēng)管外圍寬與高比又稱為縱橫比(Aspect Ratio)，此值最高可為8:1。但自1:1至8:1時(shí)，鐵板面積要增加70%，其重量亦會(huì)增加3.5倍。故設(shè)計(jì)風(fēng)管時(shí)，除非特殊情況，此比值應(yīng)愈趨近1:1時(shí)為佳，以節(jié)省其制造與安裝成本。

風(fēng)管局部管道阻力：

一個(gè)完整的風(fēng)管系統(tǒng)中，除風(fēng)管本身外，尚有直管，彎管、分岐管閘門(damper)大小頭，三通管，等其它組件。此部份因形狀之改變會(huì)使風(fēng)道產(chǎn)生渦流，并消耗部份能量。在這部份所產(chǎn)生摩擦及壓力損失，統(tǒng)稱為局部管道阻力，其計(jì)算方式如下：

風(fēng)管局部管道阻力：

等效長(zhǎng)度與直徑之比：

若局部管道為矩形風(fēng)管，則L'/d可改以L'/a代替，其中a為矩形風(fēng)管之長(zhǎng)邊。

風(fēng)管局部阻力系矩形彎管(90度)：

矩形角管(90度)：

矩形彎管(整流片)：

矩形彎管附小型整流片：

圓型彎管：

圓形管接制彎管：

急擴(kuò)大管：

急縮小管：

漸大管：

漸小管：

變形：θ<14°ζ=0.15

圓形管三通管：

圓形管三通管(支管鉗形縮小)：

分流(支斜管) 45度角：

矩形風(fēng)管分岐管：

矩形風(fēng)管合流：

金屬網(wǎng)：

管內(nèi)氣孔：

管出口(漸擴(kuò)大形)：

多孔型出風(fēng)口：

風(fēng)管設(shè)計(jì)實(shí)例：

風(fēng)管之設(shè)計(jì)方法有：減速法、定阻法、靜壓重獲法等三種，減速法設(shè)計(jì)時(shí)較難獲得準(zhǔn)確的答案，故較少人采用。目前介紹定阻法。

工廠風(fēng)管布置圖為例。經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)之后，總風(fēng)量為18000m3/h，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)后分出兩條管路，主管維持10,800m3/h，支管則為7,200 m3/h。共有B、C、D、E、F等五個(gè)點(diǎn)出口，每個(gè)出口之風(fēng)量為3,600 m3/h。

(1)決定風(fēng)速：由表中先選定風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)。就工廠環(huán)境而言，其標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速為6-9m/s。茲以最大值9m/s作為此次設(shè)計(jì)之風(fēng)管風(fēng)速。

(2)主管部份損失：在18,000m3/h之風(fēng)量下，若以風(fēng)速9m/s為基準(zhǔn)，主管之損失率每米為0.092mmAq，設(shè)本例以0.1 mmAq/m為損失標(biāo)準(zhǔn)。

(3)求ZA間之直徑：Q=18,000m3/h，R=0.1 mmAq/m時(shí)，覆由圖6.1得其直徑為83cm，修正后其風(fēng)速變?yōu)?.3 m/s，應(yīng)屬合理之范圍內(nèi)。

(4)直徑83cm為圓管，但風(fēng)管仍以矩形管為多，若換算為矩形管，則可由表中查出接近于76x76之尺寸。若以此為主風(fēng)管之口徑，則風(fēng)速將變?yōu)?.7 m/s，更適合標(biāo)準(zhǔn)范圍。

(5)重復(fù)第(3)及第(4)項(xiàng)，可以求出AB、BE、CD、AE、EF等區(qū)段之直徑、矩形尺寸及其相對(duì)應(yīng)之風(fēng)速(如表6.14)。在ZD間，A處之分岐管及CD間之90度彎管，均會(huì)產(chǎn)生損失。A處之詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖。

風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：

分岐管設(shè)計(jì)：

空氣由A處流向BC方向時(shí)，其阻力可以不計(jì)。CD間之彎管則由第1例可以先查出H/W=1.0，r/W=1.5(假設(shè)值)時(shí)，其L/W=4.5。故等效長(zhǎng)度應(yīng)為：

L= 4.5×0.40 = 1.8 m

故ZD間之風(fēng)管總長(zhǎng)度應(yīng)為：( 5 + 10 + 10 + 10) +1.8= 36.8 m

己知 R =0.1 mmAq/m，故其阻力應(yīng)為：0.10/m ×36.8 m = 3.7 mmAq (AD部份)

(7)AEF部份：AEF部份由A處之分岐管、AE間之90度彎管及直管長(zhǎng)度。由第15例可以求得：

χ= (a/b)0.25(V3/V1)=(6.9/31)0.25(8.7/8.7) =1.26 ∴ζ =0.65

ΔPT =0.65×(8.7/4.05)2 =3.0 mmAq

故AEF間之直管及曲管合并，其壓損失為：

[(10 + 5 + 10 + 4.5 x 0.54)] x 0.10 = 2.75mmAq

AEF之總阻力為 3.0 + 2.75 = 5.75 mmAq

(8)由(6)與(7)之結(jié)果得知：AF之阻力損失大于AD，所以采用AF之阻力值計(jì)算。AF再加上ZA間之阻力損失2.0mm，即等于全部風(fēng)管阻力為7.75 mmAq (約7.8mm)。

(9)風(fēng)管外尚需加入空氣過(guò)濾器10mmAq及出風(fēng)口之壓損5 mmAq，故全部送風(fēng)系統(tǒng)之損失為：

ΔPT = 7.8 + 10 + 5 = 22.8 mmAq

(10)但風(fēng)機(jī)之選擇大多按靜壓計(jì)算。送風(fēng)機(jī)之排出口風(fēng)速為11m/s，則所需之靜壓為：

PS = PT– ( V/4.03)2 = 22.8 – (11/4.03)2 =15.4 mmAq

(11)為求得整套風(fēng)管系統(tǒng)之壓力平衡，使風(fēng)量能得以平均分配各地，部份分岐管內(nèi)應(yīng)安裝風(fēng)量調(diào)節(jié)器，以期取得此項(xiàng)平衡效果。

(12)以上值并未包括縮小管部份之損失。可以自行將這部份考慮在內(nèi)，以求得更為周全。

風(fēng)道設(shè)計(jì)：

風(fēng)道材質(zhì)的選擇：

風(fēng)道材質(zhì)的選用沒有嚴(yán)格的要求，但要保證風(fēng)道內(nèi)表面的平整光滑。可以用冷（熱）軋鋼板（料厚≥0.5-1.5）加工后噴塑防護(hù)，也可以采用鍍鋅鋼板、不銹鋼板、鋁板、硬聚氯乙烯塑料板、玻璃鋼板等。

設(shè)計(jì)原則：風(fēng)道系統(tǒng)的壓力損失為最小，（即風(fēng)的流速為最大化）；風(fēng)道的設(shè)計(jì)必須使由空氣制造的噪音最小化。風(fēng)道設(shè)計(jì)應(yīng)最大限度地滿足工藝需要，并且不得妨礙生產(chǎn)操作。風(fēng)道設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足氣流組織需求基礎(chǔ)上，達(dá)到美觀實(shí)用原則。

風(fēng)道設(shè)計(jì)前應(yīng)注意的問(wèn)題：

設(shè)計(jì)前應(yīng)充分了解房間結(jié)構(gòu)部局及變頻器現(xiàn)場(chǎng)安裝的情況，盡量讓風(fēng)道出風(fēng)口避開房屋支撐梁、支撐柱，以免因墻體開孔而改變建筑的結(jié)構(gòu)性能。其次避免風(fēng)道出風(fēng)口同時(shí)兼跨窗戶或墻體，以免給事后安裝帶來(lái)不必要的影響。

風(fēng)道設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)：

1.風(fēng)道截面盡可能圓整；

2.風(fēng)道入口截面面積應(yīng)等于或大于熱風(fēng)出口的面積； 截面形狀可為圓形，也可以是正方形或長(zhǎng)方形。

3.出風(fēng)口截面面積越大，壓力損失越小，空氣流速越低。空氣流速越低，產(chǎn)生的噪音就越小；

4.整個(gè)風(fēng)道的通道要求：長(zhǎng)度最短，銳度最小，彎曲的數(shù)量及截面積的變化也要盡可能的小；

5.避免出現(xiàn)突變的膨脹和收縮，整個(gè)收縮的角度必須小于40度，整個(gè)膨脹的角度必須小于14度。

6.盡可能采用直的錐形風(fēng)道，直管加工容易，局部阻力小；

7.室外在最終風(fēng)道處，需加防雨護(hù)罩。防雨護(hù)罩形式可為左上角是直角的三角形。

風(fēng)道安裝時(shí)應(yīng)注意：風(fēng)道安裝后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)定位夾固，避免因自身強(qiáng)度、震動(dòng)等問(wèn)題帶來(lái)不必要的影響。

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