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行业规范

组合式空调机组设计规范(2)

作者: 深圳市中建南方环境股份有限公司 发表时间:2018-09-05 10:24:40浏览量:317

组合式空调机组性能设计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。
文本标签:中建南方|组合式空调|空气净化设备|净化厂房设计|工程设计规范

第六章 消音器知识和设计选型

   一、消声器的设计原理

   微孔板吸声结构的原理:在板厚小于1.0mm的薄板上穿以孔径小于等于1.0mm的微孔,穿孔率为1~5%,后部留有一定的厚度(5-20cm)空气层,该层不填任何吸声材料,这样即构成了微穿孔板吸声结构。它是一种低声质量,高声阻的共振吸声结构,其研究表明,表征微穿孔板吸声特性的吸声系数和频带宽度,主要由微穿孔板的声质量m和声阻r来决定,而这两个因素又与微孔直径d及穿孔率p有关。微穿孔板吸声结构的相对声阻抗Z(以空气的特性阻抗ρC为单位)用式

(1)计算:
  Z=r+jwm=jctg(WD/C)   (1)
  式中:
  ρ--空气密度(kg/cm3);
  C --空气中声速(m/s);
  D --腔深(mm);
  m --相对声质量;
  r --相对声阻;
  w --角频率,W=2πf(f为频率);
  而r和m分别由式(2)(3)表达:
  r=atkr/dzp   (2)
  m=(0.294)×10-3tkm/p   (3)
  式中:
  t--板厚(毫米)
  d--孔径(毫米)
  p--穿孔率(%)
  kr--声阻系数   kr=(1+x2/32)1/2+(2x)1/2/8×d/t
  km--声质量系数  km=1+{1+[1/(9+(x2/2))]}+0.85d/t
  其中x=ab f,a和b为常数,对于绝热板a=0.147,b=0.32;对于导热板a=0.235,b=0.21。声吸收的角频带宽度,近似地由r/m决定,此值越大,吸声的频带越宽。

r/m=(l/d2)×(kr/km)    (4)
  式中l--常数,对于金属板l=1140,而隔热板l=500。上式也可以用式(5)表达:
  r/m=50f((kr/km)/x2)    (5)
  而kr/km的近似计算式为:
  kr/km=0.5+0.1x+0.005x2    (6)
 利用以上各式就可以从要求的r、m、f求出微穿孔板吸声结构的x、d、t、p等参量。由于微穿孔板的孔径很小且稀,基声阻r值比普通穿孔板大得多,而声质量m又很小,故吸声频带比普通穿孔板共振吸声结构大得多,一般性能较好的单层或双层微穿孔板吸声结构的吸声频带宽度可以达到6~10个1/3信频程以上。这就是微穿孔板吸声结构最大的特点。
 共振时的最大吸声系数α0为:α0=4r/(1+r)2    (7)
 具体设计微穿孔板吸声结构时,可通过计算,也可查图表,计算结果与实测结果相近。在实际工程中为了扩大吸声频带的宽度,往往采用不同孔径、不同穿孔率的双层或多层微穿孔板复合结构。

   二、微穿孔板理论在抗喷阻消声器设计中的应用:

   利用微穿孔板声学结构设计制造的消声器种类很多,主要型为抗喷阻型消声器。该型式消声器是用不锈钢穿孔薄板制成,穿孔板后的空气层内填装吸声材料。利用吸声材料的阻性吸声原理,进一步达到降噪消声的作用,其吸声系数高,吸收频带宽,压力损失小,气流再生噪声低,且易于控制。为获得宽频带高吸收效果,一般用三级微穿孔板结构。微穿孔板与外壳体之间以及微穿板之间的空腔尺寸大小按需要吸收的频带不同而异,低频腔大(150~200mm),中频小些(80~120mm),高频更小些(30~50mm),双层结构的前腔深度一般应小于后腔,前后腔深度之比不大于1:3,前部接近气流的一层微穿孔板穿孔率应高于后层,为减小轴向声传播的影响,可在微穿孔板消声器的空腔内每隔500mm左右加一块横向隔板。

    试验证明,微穿孔板消声器不论是低频、中频、高频消声性能实测值比理论估算值要好。且消声量与流速有关,与消声器温升无关,当流速达到70米/秒时,一般其它型式消声器已无法解决噪声问题,而微孔型消声器可承受70m/s气流速度的冲击,仍有15dBA以上的消声器。这也是微孔消声器优于一般消声器一个重要特点。

    组合空调中,我们一般采用抗阻性消声器中的微穿孔消声器,根据组合空调的结构,设置专门的消声段,根据组合空调的宽度和高度尺寸选择消声器的尺寸,然后将几个消声器连接在一器,安装在消声段内。

第七章 减震器的知识和设计选型

   一、减振器的种类和特点

   目前使用的减振器品牌为种类为JN和JTS两种系列,均为防剪切弹簧减振器。JN系列的特点是:体积小、外表美观、安装方便,用于小载荷的机组,是较理想的小型防剪切弹簧减振器,适用于≤15000m3/h的机组.如下图所示:

具体尺寸参数如下表:

型号

载荷(kg)

变形量(mm)

外型尺寸

H(弹簧高度)

W(弹簧外径)

S(螺纹规格)

JN-6

6

25

55

45

M12*150

JN-8

8

25

55

45

M12*150

JN-10

10

25

55

45

M12*150

JN-12

12

25

55

45

M12*150

JN-15

15

25

55

45

M12*150

JN-20

20

25

55

45

M12*150

……

……

……

……

……

……

JN-140

140

25

55

45

M12*150

                                    橡胶垫

型号

邵氏硬度°

外型尺寸(mm)

H

B

φD

W(厚度)

橡胶平垫

50~80

85(长)

85/175(宽)

 

20

橡胶圆垫

50~80

40(外径)

 

8(中心孔径)

15

JTS系列的特点是:全封闭式新型弹减振器,具有好固定、安装方便;底部有橡胶垫,从而起到双重减振的效果,适用于>15000m3/h的机组,如下图所示:具体体参数如下:

型号

额定载荷(kg)

最佳变形量(mm)

竖向钢度K(kg/mm)

           外型尺寸(mm)

H

L

W

φD

S

B

JTS-10

10

15

0.66

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-20

20

15

1.33

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-40

40

15

2.66

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-60

60

15

4.00

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-80

80

15

5.33

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-100

100

15

6.66

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-120

120

15

8.00

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-140

140

15

9.33

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-160

160

15

10.6

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-180

180

15

12.0

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-200

200

15

13.3

94

160

130

13

M12*50

80

JTS-240

240

15

16.0

94

160

130

13

M12*50

80

   二、减振器的数量及型号的确定

   一个风机架焊件到底要选用几个减振器,按如下规定进行确定:后置式风机架,按风机架的长度L分三种情况:当L≤1.5m时,选用4个减振器; 每个减振器承受重量的计算方法:假设:风机重量为G1=110KG,电机重量为G2=140KG,电机皮带轮G3=2.5KG,风机皮带轮G4=2.5KG,其余零件重量为G5=10KG;

   风机底座长1490,宽814,高80。根据底座长度选择4个减振器,每个平均承受重量为G

   G =(G1+G2+G3+G4+G5+G6)*1.1÷4 =67KG

   减振器的选择:根据实际情况,靠电机皮带轮测较重,所以选择两个JN-80,选择两个JN-70,安装时注意相同载荷型号的减振器应成对角。

   当1.5m<L≤2.2m时选用6个减振器;6个减振器的计算选型方法与4个相同。假设计算减振器平均载荷为B kg,可选用3个比B kg大一级的A kg的减振器。安装方法为:在靠近电机轮侧及其斜对角位置安装载荷为A kg的减振器,其它3个B kg的减振器安装在剩下的三个位置。

   当L>2.2m以上时选用8个减振器。选用8个减振器的后置式风机架,一般来说要大风量的机组才会使用,此时风机与电机的重量相差不是很大,假设B kg载荷的减振器为平均值,侧可选用4个B kg和4个比B大一级的A kg载荷的减振器。

   侧置式风机架,按风机架的长度L分两种情况:当L≤1.5m时,选用6个减振器;选用6个减振器的侧置式风机架,假设减振器平均值为B kg ,则可选用4个B kg载荷的减振器和2个大一级的A kg载荷的减振器。

   当L>1.5m时选用9个减振器。其选用方法与前面提到的相同。选用9个减振器的侧置式风机架,假设选出的减振器平均值为B kg ,则可选用6个B kg载荷的减振器和3个大一级的A kg载荷的减振器。

   三、使用时的注意事项

   (1)减振器的选型可在其平均值的±5%摆动,一般减振器的选型裕量为10%(除了风机架焊件的重量需要计算外),选型过大或过小均会影响其减振效果,失去减振作用使风机的运行噪声增大。

   (2)减振器的安装位置比较关键,如发现安装后风机架不平衡时,应及时调整其安装位置,直到风机架处于水平位置。

   四、运输防震措施:机组的风机架安装在减振器之上是为了减小风机运行时的振动和噪声,但在机组出货运输过程中,由于各个地方的路况不相同,有些路况比较恶劣,如果风机架在运输过程中不作任何保护措施的话,风机架可能会从减振器上脱落或损坏减振器。

   对于JN、JTS型可使用运输固定件:运输固定件用3.0的热轧板制成Z形,一端固定在减振器顶部的轴心上,另一端固定在减振器垫梁上,每个减振器配用一个运输固定件。

第八章 转轮热回收装置的知识和设计选型

   工作原理:不断转动的转轮作为蓄热/蓄冷芯体,新风通过转轮换热器的一个半圆,而同时排风逆向通过转轮的另一个半圆。新风和排风以这种方式交替逆向通过转轮,同时排风将热量释放到蓄热/蓄冷芯体。 

   冬季,当过冷的新风接触到热的蓄热芯体时,由于温差的原因,确保了热量从蓄热芯体中释放到新风中。新风通过蓄热的转轮被一直加热。同时相反的方向,排风将热量持续的释放到蓄热芯体中。在夏季运行过程中,是相反的处理过程。

   全热型转轮中,另外也确保传递湿度,从气流中分离出来的水分,进入蓄热芯体的吸湿涂层,当转轮转到另外的气流时就把水分释放出来。

冬季,排风中的水分压力比蓄热芯体中的要高,从而使水分能从排风中释放出来进入蓄热芯体的吸湿涂层。随着转轮的转动,这一轮段转入新风逆向进入的半圆部分,新风的水蒸气分压力比复合纤维里面的低,从而使水分从蓄热芯体中释放到新风中,以联众-ECW全热交换器的选型为例来说明转轮的选型设计计算:

设计参数:

新风:处理风量4500m3/h,干球温度95℉(35℃),湿球温度75℉(24℃);

回风:处理风量4500m3/h,干球温度75℉(24℃),湿球温度62.5℉(17℃);

空气流量比(A.R.):1.0

   假设选择一台ECW544,从其模型数字表上可得压力为0.86英寸水柱(2.1844mmH2O)设计参数中新风、回风流量是平衡的(当设计参数不平衡时,必须先假设平衡再加以校正),我们参照样本图表可得我们需要的潜热、显热和全热效率:

潜热效率68%

全热效率71%

显热效率72.5%

确定精确的送风和回风状态点,修正方程:

ε=(Me/Mmin)*(X4- X3)/ (X1- X3)

ε=(MS/Mmin)*(X1- X2)/ (X1- X3)

其中

(1为室外新风,2为室内供风,3为室内排风,4为废气排除)

ε=显热、潜热、全热效率;

X=显热效率中的干球温度、潜热效率中的干球温度和全热效率中的焓值;

Me排风中单位时间的干空气流量;

MS送风中单位时间的干空气流量;

Mmin两个流量中的最小值;

这样我们就可以确定出送风状态。干球温度可以通过显热效率估算出来:

ε=(MS/Mmin)*(X1- X2)/ (X1- X3)→

T2=(Mmin/MS)*ε*(T3- T1)+ T1

  =4500/4500*0.725*(75-95)+95

  =80.5℉

同样送风中的含湿量可用潜热效率计算出来,送风状态含湿量可用如下公式表示:

W2= (Mmin/MS)*ε*(W3- W1)+W1

   =4500/4500*0.68*(64-99)+99

   =75.2gr

则送风状态:干球温度80.5℉,含湿量75.2gr(4.87g)。

同样可得出排风状态:干球温度89.5℉,含湿量87.9gr(5.69g)。

第九章 框架防冷桥原理介绍

   一、原理:冷桥就是一种热传导系数很低的途径,也可以说一种介质。框架防冷桥技术的基本原理是将铝合金型材分成内外两个整体看待,两者之间利用种特殊配方的高分子绝缘聚合物与断热胶进行结合。从而,在铝合金型材的内外侧之间形成有效断热层,使通过铝合金框架型材散失热量的途径被阻断,达到高能效的断热目的。

   二、运用:目前,公司所用的高分子聚合物是聚氨脂,聚氨脂的导热系数很小,它能保证从内层铝合金导出的热量经过它后,在外层铝合金表面很快散开,不致于因为环境温度高而在外层铝合金表面形成凝露水。组合空调中,我们使用的面板也是采用防冷桥措施,通过聚氨脂发泡在面板的内外层钣金中形成冷桥,达到阻断热量散失的效果。

第十章 挡水板的设计选型方法和工作原理

   1、镀锌板挡水板

   1)简捷、高效的汽水分离装置,将挡水板按一定的距离组装。迎风放置,含水雾的空气流过挡水板组成的波形通道后,即将空气中的水滴截流下业,保持空气的湿度,又不会过水。
   2)挡水板置放于空调系统的喷淋排管之后,作汽水分离装置。
   3)在去温系统中置于表冷器之前,作汽水分离装置。
   4)是空调系统中必不可少的重要构件,广泛应用于棉纺、毛纺、服装、化纤、针织、船舶、化工、地铁、工厂、体育场馆、商场、电影制片实验室等行业。

  2、ABS挡水板

  1)以ABS树脂为主的ABS挡水板:全部使用进口的ABS工程塑料加入其他辅料;通过改性处理,保持了挡水板有适宜的刚性、抗冲击性、耐老化耐腐蚀等优点。

  2)根据组合空调的空间尺寸,可以任意确定挡水板的长度。

  3)工作范围ABS挡水板可在90℃— -30℃的环境温度内连续正常工作。

  3、玻璃钢、不锈钢挡水板

 其作用和安装位置与镀锌板挡水板一致,只是根据客户需要选型。我们可以根据不同的使用场合及客户的要求,来选择挡水板的类型。目前我们使用的较多的是镀锌板挡水板。

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