在一般的舒適性空調設計時,新風系統的設計最主要是滿足人員的衛生要求和舒適性要求。新風系統的設計主要包括以下幾個方面:
1、新風設備的形式和容量確定;
2、風管系統的設計以及阻力校核;
為了確保室內的氧氣量可以保證人們的正常呼吸,新風量可按照房間里每個人所需的必要空氣量進行設計。一般情況下有以下兩種方法。
方法一:根據人數和人均新風量計算:必須的新風量(m3/h) = Q*A/B
Q ------ 所需人均新風量(m3/h.人)
A ------ 新風區域面積(m2)
B ------ 人均占有面積(m2/人)
方法二:根據房間體積和換氣次數計算:必須的新風量(m3/h) = C*D*E
C ------ 每小時必需的換氣次數(次/h)
D ------ 新風區域面積(m2)
E ------ 天花板高度(m)
實際設計中,舒適性需求的空間最常采用的是第一種計算方法,方法二多用于需要特殊空調的房間,如恒溫恒濕、潔凈室等。
以下,以第一種計算方式舉例說明新風量的確定方法。
新風系統設計的基本流程如下圖所示:
一、新風設備的形式和容量確定
一)設計流程
1、房間功能的確定
不同功能用途的房間,新風設計的指標也是不同的,因此必須在房間功能確定的前提下才能進行新風設計。
2、人均新風量(Q)的確定
在確定了房間功能后,可根據相關的設計標準或者節能標準中的新風量指標選擇相應的數據,目前,新風量的最低指標一般都取30m3/h.人,但若要根據房間功能切實的確定新風量,則參見下表:
公共建筑主要空間的設計新風量
【GB50189—2015公共建筑節能設計標準】
3、每個房間的人數確定
房間功能不同,室內人員密度也是不同,而人數是計算新風量的重要因素,因此對于人數的確定可參照下表,再由以下公式計算出實際房價的人數:房價人數(人) = A/B
A ------ 新風區域面積(m2)
B ------ 人均占地面積(m2/人)
一般人數必須取整,不能有小數,取整時應直接進一,而不采取“四舍五入”的方式。如當房間人數計算為3.2時,應以4人計算。
摘自【GB50189—2015公共建筑節能設計標準】
4、每個房間新風量的確定
人均新風量和房間人數相乘即可確定每個房間的新風量
5、每個系統新風量的確定
確定每個系統的新風量,首先需要進行系統的劃分。進行系統劃分后,將同一系統中每個房間的新風量相加后即可確定系統所需要的新風量。
在系統劃分時,需根據建筑實際的結構來確定,遵守的原則有以下幾
點:
1)選擇相近區域的房間為一個系統,且主風管的走向必須簡單,盡量減少彎頭;
2)一個系統中選擇的房間必須盡量縮短主風管的長度,避免阻力損失;
3)新風設備一般擺放在吊頂高度要求不高的地方,且靠近外立面以便在外墻上開新風引入口和排風口,如走廊盡頭、電梯廳、設備機房等;
4)主風管一般布置在對吊頂高度要求不高的地方,如走廊等,因此在系統劃分時,盡量將走廊附近周邊的房間劃分在同一個系統內;
5)注意新風設備以及風管對于其他電氣設備、消防管道等的影響和配合。
全新風機在設計中必須注意以下幾點:
1、全新風機的布置應注意運轉噪音,不可安裝在人員集中的區域及其吊頂內,應安裝在專用的機房或設備室;
2、根據現場實際情況(包括安裝在走廊或衛生間吊頂內等場合),有時應采取消音、防振、防潮等措施;
3、需要設置獨立的新風口,如圖所示;
1)全新風機的新風口不可設置在室內機回風口側或直接接入室內機機身上的新風口,以免影響回風溫度探頭對室內實際溫度的準確感知;2)若新風口已經連接在空調室內機上的新風口或回風處,此時為了避免對回風口感溫探頭的感溫影響,必須將回風溫度探頭設置為以遙控器為主。
6、為了保證引入新風的品質,應盡量避免新風口設置在衛生間的窗戶或地下車庫的出入口附近,以免異味及渾濁氣體嚴重破壞室內的空氣品質;
7、新風引入口的設置參見下圖,在新風引入口應安裝初效過濾網(大顆粒灰塵過濾網)作為防塵網(以便于日后維護),且應安裝防雨百葉;
8、為了便于調節風量,應安裝風量調節閥;
1)處理能力不同 由于新風機要將室外空氣處理到與室內空氣接近的狀態,在同樣的送風量下,新風機需要處理的焓、濕量遠高于普通空調室內機,因此在產品設計中,新風機具有更多的排管數、更大的換熱面積,以滿足其能力要求。比如同樣風量都是1680m3/h的8HP全新風室內機和4HP空調室內機,制冷能力后者僅為前者的一半;
2)容量控制方式不同 新風機分別在出風口、蒸發器進口、蒸發器出口設置了三個溫度傳感器,機器是以出風口的送風溫度作為反饋信號,進行容量調節,而普通室內機的溫度傳感器設置在回風口和蒸發器的進出口,以室內回風溫度為反饋信號,調節容量。 因此,普通空調室內機不能替代新風機進行新風的對應。否則將出現:
A、普通空調室內機無法將新風處理到需要的狀態;
B、普通空調室內機將以回風溫度(即室外溫度)作為反饋信號,機組一直判斷室內冷量不足,因此始終以最大負荷工作,長期運轉將降低設備壽命,故障率上升。
全熱交換器設計注意事項
1、在進行新風系統劃分時,為了便于進行風管的布置以及后期的施工便利,可考慮每個區域分別以小容量單位設置,如別墅,可一層配置一個全熱交換器對應當層的新風要求,不僅不用設置專門的新風管井,設計和施工都便利,而且可以降低噪音;
2、一般建議將全熱交換器擺放在過道、住宅的更衣室等非重要活動區域的吊頂內,以保證室內生活環境的安靜,特別是設計大風量的機器時,需要采取一定的降噪措施;
3、若要將其放置在衛生間的吊頂空間內,為了保證機器的使用壽命,建議吊頂要做防潮處理;
4、住宅項目中,全熱交換器不要設置在廚房等充滿油煙和蒸氣的地方,否則會導致過濾網、熱交換器元件變形,甚至引起火災;
5、新風引入口處應設置防蟲、防塵用的過濾網,并加裝風量調節閥;
6、為了保證引入新風的品質,應盡量避免新風口設置在衛生間的窗戶或地下車庫的出入口附近,以免異味及渾濁氣體嚴重破壞室內的空氣品質;
7、住宅項目中新風引入口呀不要設置在廚房的窗戶外或脫油煙機的排風口,避免油煙影響機器的使用壽命,以及異味傳入風管影響室內空氣品質;
8、與全新風機的設置一樣,一般也建議采用獨立設置新風口的方式;
9、全熱交換器的風量越大,厚度越大,所需吊頂空間就越大,應充分考慮吊頂空間安放全熱交換器;
10、新風引入口和排氣口應盡可能遠離,以防止氣流短路。1)新風引入口和排氣口在同一面時,風口間距離至少3m;2)新風引入口和排氣口不在同一面為首選的吸排風方式。
1)空調室內機為風管式時,新風送風口盡量靠近空調送風口,使得兩種不同溫度的氣流混合,盡量優化室內的舒適度;2)空調室內機為天花板嵌入式室內機時,新風送風口距空調送風口(至少1米以上),以免影響空調室內機回風溫度探頭誤操作。
4)部分連通空間,送風口和回風口可視實際情況進行布置,如布置空間不足,相鄰的功能區域可以共用:
新風風管系統的設計
確定了新風量以及新風設備的容量后,還需要進行風管系統的設計,風管系統的設計主要內容包括:
1、風管管路設計(包括風管的形狀、尺寸、路徑等)
2、風管管路阻力計算,即計算最不利環路風管的沿程阻力損失和局部阻力損失,最終確定新風設備的余壓是否足夠。
具體的設計流程如下:
一)風管路徑的確認
在新風設備形式和容量的確定中,已經進行了新風設備的系統劃分,也就基本確定了風管的大致走向,即風管路徑。總的來說,需要滿足的有盡量縮短風管路徑,盡量減少彎頭,考慮與室內建筑情況的配合,如梁的高度、層高、吊頂高度;考慮和其他電氣、消防管道等的配合。
二)風管尺寸的確定
風管尺寸可根據假定風速法來確定,首先根據風管內的風量,并先假定一個風速,從而計算出風管的截面積,然后根據所采用的風管形式來確定風管的長度或管徑的尺寸。
1、風管內的風量計算
可根據各個新風送、回風口的風量以及確定的風管路徑,疊加計算后得出;
2、選定風管的風速
在進行風速的選定時,需要綜合考慮建筑空間的結構、噪音、初投資和運行費用以及氣流分布等因素。
風管內的風速(摘自《實用供熱空調設計手冊》)
3、風管的材料
風管是空調及通風系統中常見的部件,風管材料從總體上可以分為薄鋼板和非金屬板以及土建風道,其材料種類以及性能使用特點見下表,在一般工程中多采用鋼板形式,其優點是不燃燒、易加工、耐久,也比較經濟。
更多內容請查閱暖通南社關于新風相關課件。