連載· 23|《變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)》——4.5風(fēng)管設(shè)計(jì)及保溫防潮
2017-12-01
4.5 風(fēng)管設(shè)計(jì)及保溫防潮
4.5.1 風(fēng)管設(shè)計(jì)
源牌變風(fēng)量風(fēng)道
常用的風(fēng)管一般分為圓形、橢圓形和矩形。圓形風(fēng)管的強(qiáng)度大，消耗的材料少，沿程的壓降、阻力、漏風(fēng)量小，且易于安裝。不過(guò)，圓形風(fēng)管及它的局部設(shè)備占的有效空間大。大多數(shù)的工程中，用于安裝設(shè)備的吊頂空間有限，因此在常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中常使用占空間小的矩形風(fēng)管，而不是圓形風(fēng)管。但在低溫送風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)量的減少導(dǎo)致了風(fēng)管規(guī)格的降低，這就允許設(shè)計(jì)者選用性能較好的圓形或橢圓形風(fēng)管。這對(duì)于提高整個(gè)送風(fēng)系統(tǒng)的性能也是十分有利的。
低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管設(shè)計(jì)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比，應(yīng)充分考慮強(qiáng)化絕熱、管道布置形式以及到各送風(fēng)口路徑長(zhǎng)短。從空調(diào)機(jī)到送風(fēng)口的風(fēng)道盡量以最短距離設(shè)計(jì)，使沿途的熱量減小。低溫送風(fēng)系統(tǒng)因送風(fēng)溫度低，送風(fēng)量小，因此管道尺寸也較小。
圖 4-4 送風(fēng)溫度上升計(jì)算
圖 4-4 表示不同送風(fēng)溫度條件下，隨著風(fēng)管沿途得熱，送風(fēng)溫度上升情況。計(jì)算案例中，空調(diào)機(jī)出口到送風(fēng)口的管道總長(zhǎng)52m，采用先粗后細(xì)的矩形風(fēng)管，各管道溫升進(jìn)行累加，平均比摩阻取0.98Pa/m，送風(fēng)溫度分別為16℃、13℃、10℃三種類型。計(jì)算條件如下。
（1）空調(diào)系統(tǒng)：
1）低溫送風(fēng)系統(tǒng)（10℃送風(fēng)），送風(fēng)量 14400m3/h。
2）低溫送風(fēng)系統(tǒng)（13℃送風(fēng)），送風(fēng)量 17700m3/h。
3）常規(guī)送風(fēng)系統(tǒng)（16℃送風(fēng)），送風(fēng)量 29900m3/h。
（2）環(huán)境溫度：26℃。
（3）管道長(zhǎng)度：52m。
（4）保溫材料：玻璃棉厚度為 25mm，熱導(dǎo)率為 2.22W/（m2·℃）。
值得指出的是，盡管低溫送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)管末端溫升比常規(guī)系統(tǒng)大很多，但從焓濕圖上可知，在較低的送風(fēng)露點(diǎn)溫度條件下，風(fēng)管沿途得熱的等濕加熱過(guò)程，隨著送風(fēng)溫度的升高，焓值隨溫度變化的絕對(duì)值較小。
4.5.2 保溫
杭州平安金融中心
低溫送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管的保溫常用材料有：離心玻璃棉、酚醛泡沫和橡塑材料等， 計(jì)算保溫絕熱材料厚度時(shí)，要依據(jù)風(fēng)管內(nèi)的送風(fēng)溫度、風(fēng)管周圍的空氣露點(diǎn)溫度外， 還應(yīng)考慮保溫材料的使用年限，使保溫材料在整個(gè)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)能保證其外表面不結(jié)露。
對(duì)于低溫送風(fēng)管，保溫材料的內(nèi)外壁兩側(cè)始終存在著溫差和濕度差，在水蒸氣壓力差的持續(xù)作用下，水汽會(huì)慢慢地滲入保溫材料內(nèi)部，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，材料的導(dǎo)熱 系數(shù)會(huì)逐漸增大，使按初始導(dǎo)熱系數(shù)選定的保溫層厚度變得不足而產(chǎn)生凝露。因此，應(yīng)選用濕阻因子大、吸水性小的材料作保溫材料，計(jì)算保溫層厚度時(shí)必須考慮材料導(dǎo)熱系數(shù)的增大幅度，確保材料在使用年限內(nèi)保持其應(yīng)用性能。 保溫層厚度計(jì)算應(yīng)按照下列要求進(jìn)行：
（1）對(duì)于設(shè)置在空調(diào)房間內(nèi)的風(fēng)管，保溫厚度可以依據(jù)限制風(fēng)管得熱量所需要的保溫層厚度確定，同時(shí)還要校核風(fēng)管絕熱層外表面溫度，使其高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。
（2）對(duì)于設(shè)置在非空調(diào)房間內(nèi)的風(fēng)管，保溫絕熱層厚度應(yīng)根據(jù)可能遇到的最不利條件來(lái)確定。
（3）對(duì)于設(shè)置在某些非空調(diào)、高濕度環(huán)境（如用室外空氣通風(fēng)的機(jī)房、經(jīng)受較高滲透率的吊平頂）內(nèi)的風(fēng)管，應(yīng)以該干球溫度與相對(duì)濕度為 90% 時(shí)的露點(diǎn)溫度為設(shè)計(jì)露點(diǎn)溫度來(lái)計(jì)算保溫絕熱層厚度。
回風(fēng)管中的空氣溫度一般高于風(fēng)管周圍空氣的露點(diǎn)溫度，但預(yù)計(jì)到可能會(huì)低于周圍空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，則也需要對(duì)回風(fēng)管作保溫計(jì)算。
為了防止水汽滲入保溫層并在里面凝結(jié)，降低材料保溫效果，對(duì)非閉孔的保溫絕熱材料必須設(shè)置一層連續(xù)、無(wú)破裂或穿孔的隔汽防潮層。
4.5.3 其他設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序和常規(guī)空調(diào)方式基本相同，不同的是溫度，大溫差處理方面，設(shè)計(jì)階段要把握好相應(yīng)措施，以下是低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)。
1.送風(fēng)溫度避免過(guò)低
低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)降低送風(fēng)溫度，減少送風(fēng)量實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，同時(shí)由于去濕能力強(qiáng)，室內(nèi)空氣相對(duì)濕度較低。室內(nèi)空氣相對(duì)濕度不宜太低，如低于30％，可能會(huì)導(dǎo)致皮膚和黏膜干燥，易發(fā)生靜電等令人不適的情況。因此，送風(fēng)溫度的設(shè)定一般要保證濕度不低于 40%。
2. 送風(fēng)量避免過(guò)小
低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)能耗降低。但換氣次數(shù)太低，會(huì)影響室內(nèi)空氣的潔凈度，故最小風(fēng)量的設(shè)定應(yīng)充分考慮新風(fēng)換氣次數(shù)。
3. 注意確保冷水的進(jìn)回水溫度差
采用低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，冷水進(jìn)出口溫度差加大，輸送動(dòng)力才能大大降低。 但實(shí)際建筑物即使采用常規(guī)空調(diào)方式也不能保證溫度差，設(shè)計(jì)溫度差得不到保證的主要原因之一是：風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮不周，一般常規(guī)風(fēng)機(jī)盤管的盤管列數(shù)是 2 列， 冷水進(jìn)出口溫度差很小，高峰負(fù)荷時(shí)，風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)用水量的比例還不算大；但在部分 負(fù)荷時(shí)，低溫度差的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)用水量的比例占據(jù)很大。
4. 確?？照{(diào)機(jī)密封與隔熱處理
空調(diào)機(jī)的隔熱、密封性能對(duì)節(jié)能影響很大。考慮空調(diào)機(jī)組設(shè)置場(chǎng)所的環(huán)境，一般程度上的絕熱是必要的，送風(fēng)溫度和設(shè)備房溫濕度條件在空調(diào)機(jī)制造銘牌上有說(shuō)明，應(yīng)確?？照{(diào)機(jī)的絕熱、密封性。
