组合式空调机组设计规范

编制：许辉目录概述第一章换热器（表冷器）如何设计第二章风机和风机电机的设计选型第三章加湿器的知识和设计选型第四章风阀及电动执行器的设计选型第五章过滤器的知识和设计选型第六章消声器知识和设计选型第七章减震器的知识和设计选型第八章转轮热回收装置的知识和设计选型第九章框架防冷桥原理介绍第十章挡水板的设计选型方法和工作原理概述本规范描述了组合式空调机组的设计参数、性能要求、设计工况及各元件设计和选型方法。组合式空调机组基本型号有24个，功能段包括混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、各种加湿、风机段、消声段等二十余种功能段。组合式空调机组的长、宽、高是按模数进行设计，标准规定：1M=158mm，基本命名方式为：MKZXXXX，前两为数字表高度上的模数，后两位表示宽度上的模数，尺寸的计算方法为：L=XX*158+50（70）。组合式空调机组的基本设计工况：项目供冷工况供热工况备注干球温度℃27+1.021+1.0湿球温度℃19.5+0.5--进水温度℃7+0.260+1出水温升℃5+0.2--风量(m3/h)名义风量出口风压(Pa)根据客户需要选择合适的风机功能段功能段是根据客户的要求进行匹配，无具体的设计要求混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、加湿段、风机段、消声段等进行自由组合，对空气的进行处理，满足客户对空气洁净度和舒适度、环境噪声的需求。第一章换热器设计计算方法换热器用来实现空气与热源载体——水进行能量交换的设备，是空调末端产品中最重要的部件之一。主要构件有进出水管、集水管、铜管、翅片、U型管、端板等，下面主要介绍表冷器大小、翅片形式、铜管大小等的选择，其结构上的知识不做介绍。我们公司换热器的命名方法：以换热器的中文名加三个主参数，即：换热器M*N*L，M表示换热器的排数，N表示换热器高度方向的铜管数，L表示换热器有效长度（即换热铜管长度），如：换热器4*20*1500，表示4排换热器，高度方向有20根管，换热器铜管的有效长度为1500。换热器的其他构件相关尺寸都是以这三个基本参数为依据换算而来。换热器的的系列代号方法如下：完整的换热器的表示方法如下：MK．HRQ3Z换热器M×N×L（换热器系列部件图样代号及名称）MK．HRQ3Z换热器8×24×2015（换热器系列部件图样代号及名称）表示换热管规格为φ16、总水管通径为DN65（3型管）、8排（M=8）换热管、每排管数为24（N=24）、换热器迎风面长度或换热管有效长度为2015mm（L=2015）的左式换热器。换热器的设计：一、基本参数的设计：M一般尽量按客户要求选择，在没有客户要求的情况下，我们根据N、L的值，加上我们的经验公式（见后）进行计算。N、L根据我们规划的段位尺寸，保证换热器在表冷段中便于安装，且有最大的换热面积和迎风面积，具体的段位尺寸见组合空调标准段位图。二、翅片和铜管的选择目前我们公司有波纹片、开窗片、平片三种翅片形式。波纹片主要是与φ16铜管配套，开窗片、平片与φ9.52铜管配套。风机盘管主要采用φ9.52铜管套平片，空调箱按风量区换热器基本代号，换热器汉语拼音缩写，用HRQ表示空调末端产品基本代号，美的空调汉语拼音缩写，用MK表示MK·HRQ部件分隔符，用“·”表示□换热管代号，φ16换热管缺省不表示，φ9.52用U表示□换热器总水管代号，用1、2、3、4表示，分别代表通径为DN40、DN50、DN65、DN80的总水管□左、右式换热器区别代号，左式用Z表示、右式用Y表示。别，5000m3/h以上的采用φ16铜管套波纹片，5000m3/h以下的采用φ9.52铜管套开窗片。波纹片与φ16铜管换热器特点：风阻较小，换热能力较小。开窗片与φ9.52的换热器特点：风阻较大，换热能力较大。平片与φ9.52的换热能力最小。三、铜管管路的分布根据载体——水在管路中的走向及流程分布，管路可以分为：全回路、1/2回路、3/4回路等，目前我们多采用的为全回路、1/2回路。全回路布管方式的特点：流速较慢，管路阻力小，但换热系数小。适用于换热能力较小的机组。1/2回路布管方式的特点：流速快，管路阻力大，但换热系数大。适用于换热能力较大的机组。3/4回路布管方式的换热系数介于以上两种之间。四换热器的经验计算公式（最后一列是以MKZ0610为例进行的计算）：表冷器校核计算输入参数序号名称代号计算公式单位参数1风量Lm3/h100002孔数/排N孔203有肋长度A0Mm13004排数R排45片距TMm3.16进风干球温度t1℃277进风湿球温度ts1℃19.58进水温度tw1℃79出水温度tw2℃1210流程比b211流通断面积f0m20.000177计算方法12空气质量流量GG=1.2*L/3600Kg/s3.3313接触系数E＇E＇=A-B*Fy0.9714迎风面积FyFy=0.000001*40*N*A0m21.0415迎面风速VyVy=L/(Fy*3600)m/s2.6716散热面积FF=R*Fy*20.845m286.7217假设出风干球温度t2＇=13℃13.4418假设出风湿球温度ts2＇ts2，=t2，-(t1-ts1)*(1-E＇)℃13.2219进风焓I1I1=0.0707*ts1^2+0.6452*ts1+16.18KJ/Kg55.6520假设出风焓I2＇I2＇=0.0707*ts2＇^2+0.6425*ts2＇+16.18KJ/Kg37.0321冷量Q＇Q＇=(I1-I2＇)*GKW62.0622析湿系数ξξ=(I1-I2＇)/1.01(t1-t2＇)1.3623水流量W＇W＇=Q＇/((tw2-tw1)*4.19)l/s2.9624水流速ω＇ω＇=W＇/((N*f0)/b)/1000m/s1.6825传热系数K＇K＇=1.163/(1/(A*Vym*ξn)+1/(B*ω＇0.8))W/m2℃73.4326传热单位数ββ=K＇*F/ξ*G*cp1.3927水当量数γγ=ξ*G*cp/W＇*c0.3728干球温度效率Eg＇Eg＇=1-e-β(1-γ)/1-γe-β(1-γ)0.6929需要的效率Eg=(t1-t2＇)/(t1-tw1)0.68输出参数30出风干球温度t2t2=t1-(t1-tw1)Eg＇℃13.2031出风湿球温度ts2ts2=t2-(t1-ts1)*(1-E＇)℃12.9732出风焓I2I2=0.0707*ts2^2+0.6425*ts2+16.18KJ/Kg36.4233冷量QQ=(I1-I2)*GKW64.0934水流量WW=Q/((tw2-tw1)*4.19)m3/h11.0135水流速ωω=W/((N*f0)/b)m/s1.7336空气阻力HsHs=a*Vym*ξnPa214.3137水阻力PP=(ρ/2)*(0.44*(R*b-1)+R*b*λ*A0/d)*ω2KPa29.7538进水管数N1139水管通径DnDn=(4*W/(3.14*3600*ω*N1)0.5*1000Mm47实际水管取值DNMm50第二章风机和电机的设计选型一、风机的一些基本知识及分类风机的定义：风机是一个装有两个或多个叶片的旋转轴推动气流的机械。主要有三个部分组成：叶轮（亦称涡轮或转子）、壳体以及驱动设备。一般没有直联电机的风机主要组成部分：风轮、机壳、框架、轴承、轴、出风法兰（部分有），其中风轮、轴承、轴是关键的部件，需要特别注意。风机性能参数：风量、静压、动压、功率、效率、静压效率等，性能曲线：Q（风量）-η（效率）、P（压力，包括动压、静压）-Q（风量）等，其中Pst（静压）-Q（风量）曲线是风机最重要的性能曲线，也是风机选型中最重要的依据。风机的类型：离心式，轴流式，贯流式。离心式：空气从轴向进入，径向吹出，风量较大，压力大；轴流式：空气从轴向进入，轴向吹出，风量大，压力较小；贯流式：空气在风机是两进两出，径向进径向出，再径向进径向出，风量小、压力小、噪声低。二、离心式风机的分类和特点离心式风机是末端机组常用到的风机类型，另外也用到风管机，天顶机等按叶片旋转方向分类：（1）前向离心叶轮的旋转方向与叶片的弯曲方向一致，叶片宽度较小，其叶片形式有：a、前弯型薄叶片，b、机翼型叶片；（2）后向离心叶轮的旋转方向与叶片的弯曲方向相反，叶片宽度大。其叶片形式有：a、后倾后弯叶片，b、后弯斜扭叶片。特点：风量较大，压力大。前向离心适用于风量大，而压力相对较小的场合，比如末端产品的空调箱、风机盘管、阻力较小的组合空调、桂式空调、移动空调等；后向离心适合与风量大，压力大，比如，高阻力的组合空调，还有需要四面出风的场合，比如天顶机等。三、轴流风机的分类和特点轴流风机的特点：风量大，压力低，运行转速比较低，噪声大。主要用在一些通风设备中，对风量要求大，而压力要求较低的场合。比如家用空调的室外机、风冷热泵等。其叶片形式有多种：牛角型，主要用于车间吹风；镰刀型，主要用于风冷热泵等；半椭圆性，主要用于通风，如台扇等。四、贯流风机贯流风机是一种用得比较少的风机，运行转速很低，压力很小，运行噪声很低。目前主要用在家用空调的室内机，但次中风机易产生一种啸叫声。让人听着及不舒服。五、风机的选型离心风机是我们末端的主要风机，选型以此为例。风机的选型需要几个基本参数：风量(m3/h)、静压或全压(主要是静压，单位Pa)、出风口速度(m/s)、功率，而选型的基本依据是性能曲线，最重要的是P（静压）-Q（风量）曲线。在进行风机的选型之前，先要了解与风机有关并且常会遇到的几个术语：静压、动压、全压、风机全压、风机静压、气体流量、风机的内部功率、轴功率、静压效率、机械效率等。静压：静压即气流中某一点的或充满气体的空间某点的绝对压力与大气压力之压差。该点的压力高于大气压时为正值，低于环境大气压时则为负值。它同样作用于各个方向，与速度无关，是气流中潜能的量度。动压(也称速度压)：动压是将气体从零速度加速至某一速度所需的压力，与气流动能成正比。动压只作用于气流方向，并且永远是正值。其计算公式为：Pt=(1/2)ρνν式中V=速度（m/s），ρ为空气密度（kg/m3）。全压:它是静压与动压之代数和，它是气流中所存在的全部能量的量度。风机全压定义：风机出口平均全压与风机进口平均全压之代数差。它是风机对气体施加的总机械能的量度，其测量方法详见下图6.3-2。风机静压：风机静压是用于评估风机的抗阻能力。必须在某一转速下，定风量下才能根据风机的静压高低来说明风机的抗阻能力强弱。某转速下，风量和转速有一定的关系，用P-Q曲线表示。风量（气体流量）：它是风机每秒钟所推动的空气立方米数(CMS)，而与空气密度无关。风机的内部功率：风机的内部功率是对一个既定体积克服既定压力而运动所需的功率（有效功率或内部功率）假定其效率是100%时：静压有效功率=(Q×Pst)÷1020；全压有效功率=(Q×Pt)÷1020；式中Q—空气体积，CMSPt—全压，Pa，Pst—静压，Pa。轴功率：它是风机实际所需的功率，因为风机实际上不能100%有效，所以比内部功率（AkW）要大，它包括V—皮带驱动机构、附件（如轴承）和其它需要加至风机的能量。计算公式为：W=(Q÷1020)×(Pt÷ηt)式中ηt=风机总效率静压效率（S.E）：它是静压有效功率除以风机输入的能量。计算公式为：S.E=输出功率÷输入功率=(Q×Pst)÷(1020×W)机械效率（M.E）：亦称作全压效率（Et），是输出能量与输入能量之比。计算公式为：M.E(Et)=(Q×Pt)÷(1020×W)以上10个术语中，其中轴功率、静压效率、机械效率（也称全压效率）这三个参数会出现在风机选型软件的性能参数表上，是对已定风量和压头的空气系统选择风机型号的重要数据。风机选型风机选型的必须条件：1、性能参数和性能曲线；2、使用环境的阻力。性能参数和性能曲线：风机性能都是用曲线表示出来的，重点是Pst-Q曲线下图所示，它能用图形方式描述整个系列风机的性能，同一种风机在三个不同转速下的性能曲线。根据设计的额定风量、要求的静压，