風機設備主要參數
風量:風機每分鐘輸送的空氣立方數,SI:m3/h。
全壓:氣體所具有的全部能量,等于動壓+靜壓,SI:Pa。
動壓:將氣體從零速度加速至某一速度所需要的壓力,SI:Pa 。
靜壓:流體某點的絕對壓力與大氣壓力的差值,SI:Pa 。
風機轉速:風機葉輪每分鐘轉過的轉數,SI:RPM;
軸功率:電動機除去外部損耗因素,傳遞到風機軸上的實際功率,通常認為是風機實際所需功率,SI:KW 。
噪音:風機在正常運轉過程中氣動噪音和機械噪音疊加所形成的噪音;大多數廠家公布A記權噪音(dBA),1.5m處。SI:dBA
全壓效率:風量X全壓/軸功率/1000/3600*100%
電源:380/50/3,220/50/1,220/50/3,690/50/3 等
出口風速:風機出口截面積的風速,控制出口風速可間接控制噪音。SI:m/s
02 選型所需提供參數
1. 風機形式、種類及用途
2. 安裝方式
3. 氣體成分(包括特殊的溫度、濕度、腐蝕性及雜質)
4. 出風方向
5. 室內安裝還是室外安裝
6. 限定的其他條件(如噪音小于60dBA等)
7. 配件及特殊要求
03 風機性能曲線
曲線圖上那條向下曲線代表風機工作點,縱軸是風壓,橫軸是風量。選型應該避開緊挨著高壓力點的工作點和低于極限壓力40%的點。
軸流風機建議選型區域在曲線開始平穩下降區域,工作區65~90%:
后傾風機風量軸功率曲線有高點,不過載特點。工作區40~85%:
前彎風機風量風壓曲線比較陡峭,工作區35~80%:
一般來說風量越大,風壓越小。設計風管時,根據管路阻力計算和風量需求,確定風管系統的總風量和靜壓損失,風口處保留30~50 Pa余壓。這樣得到的結果就是你選擇風機的依據。比如設計一條管路。不利的一條環路下靜壓損失300Pa,需要的總風量是5000 m3/h,那么你的風機就要選能夠工作曲線能滿足5000風量,靜壓330~350 Pa的那個型號。
04 根據樣本選型
風機制造廠都會印有本廠的風機產品樣本和目錄。在風機產品樣本和目錄中,通常是按系列、機號列出各種轉速下的選用性能表,表中的性能參數值是風機高效率點90%范圍內的數值,并取6~8個性能點的數值,以供選用。
選型方法
1. 選型時,先找到靜壓;
2. 按照靜壓所在列向下查找,找到所需風量;
3. 讀出軸功率、噪音,轉速等參數;
4. 查看性能曲線,功率曲線,外形尺寸等是否滿足需求;
5. 按照軸功率X1.1,向上匹配合適的電機;
6. 選型完成。
雙速風機選型方法
已知:高風量/低風量高風壓/低風壓要選擇雙速風機,方法及步驟如下:
a. 按照高風量、高風壓選型,得到風機型號、高轉速、高電機極數、高軸功率、高噪音;
b. 按照低風量、低風壓,在同一型號下選型,得出低轉速;
c. 根據高/低(注意高比低)風機轉速的比例,得到接近的雙速電機的極數;
d. 根據高軸功率和雙速電機的極數比例,在雙速電機庫中選擇雙速電機;
e. 反向推算確定后的低轉速;
f. 根據該低轉速計算出相應的參數,完成選型。
05 選型風機型號及種類
風機按葉輪形式分類
離心風機,軸流風機、混流風機、貫流風機等;
風機按安裝位置或按照安裝形式分類
屋頂風機、邊墻風機、管道風機、風機箱等;
風機按用途分類
排風機、送風機、過濾風機、除塵風機、排煙風機等;
風機分類組合
屋頂離心排風機,邊墻軸流排風機、排煙混流風機等。
通過比轉數選取風機種類
比轉數ns是一個無因次參數,它反映了不同類型通風機的流量、全壓和轉速之間的綜合特性。通常是指單級單吸入時的比轉數,取高效率點的值。
而確定風機所需的比轉速,則必須先選定風機的轉速。所選風機幾何尺寸不要太大,葉輪的圓周速度不要太高,如果初定轉速不合格,可以調整從新計算。
例:要求Q=23612 m3/h P= 5761 Pa
由于電機的轉速一般為2900 r/min、1450 r/min、960r/min、730 r/min幾種,盡量取大的轉速,這樣可以減小風機的外形尺寸,另從風機壓力上看這是一臺高壓風機,所以選2900 r/min和1450 r/min兩種轉速進行選形。
ns1=62.26 (n=2900 r/min)
ns2=31.28 (n=1450 r/min)
所以有可能選擇4-62型或者9-26型的前彎離心通風機、后彎離心通風機或者混流風機等。(前面的數字“4”表示壓力系數, “62”表示風量系數,72大風量、62中風量、26低風量、19小風量、12小風量)
比轉數 ns |
風機類型 |
<10 |
羅茨風機 |
15~65 |
前彎離心通風機 |
20~90 |
后傾離心通風機 |
40~95 |
混流風機 |
50~150 |
帶后導葉軸流風機 |
70~250 |
軸流風機 |
100~400 |
螺槳式風機 |
確定風機的葉輪外徑(D)根據風機的壓力系數公式:
P—全壓 Pa、D—葉輪直徑 m、n—葉輪轉速 r/min、ρ—介質密度 kg/m3
當n=2900 r/min時可選用4-62型機座號為15的風機,當n=1450 r/min時可選用9-26型機座號為10的風機。再根據經濟性的考慮,選用9-26-10的風機。
風機軸功率的確定:
啟動功率 Ne=1.15N=54.28 kW
風機選擇主要原則:合理組織氣流,完成所需功能
1. 選型時,先找到靜壓
例1:某熱處理車間,面積4000㎡,廠房高約6m,無空調,夏季車間內高平均溫度可達50℃,為降低車間內溫度,使工作人員感覺舒適,采用機械送排風方式引入外界冷風。第一次,采用10臺邊墻排風機,百葉送風形式,但百葉安裝位置較高(4m左右)。使用后,車間地表溫度降低5℃,5.5米行車處,溫度降低10℃,工作人員對其效果不太滿意。后改造,原風機位置及臺數均不變,加大送風百葉面積,將百葉高度降低至距地面0.5m處。改造后,車間內送排風總量基本不變,但車間內地表溫度降低9℃,工作人員認為效果有明顯改善。
原因分析:熱處理設備為該車間主要熱源,空氣加熱后向上方屋頂聚集,經過對流循環后,整個車間內溫度升高。第一次方案中,采用機械送排風沒有錯,但是不應將百葉安裝過高,這樣進入室內的冷空氣迅速被熱空氣混合加熱,達不到給人員降溫的作用。第二次方案中,降低了百葉的高度,使得冷空氣先流過工作人員所在的地表,然后再混合熱空氣,降低多的車間內地表溫度。達到了設計目的。
例2:某車間坐北朝南,由于地形原因,常年刮東南風,導致車間內氣流多以由南向北為主。由于車間內有比較重的醋酸味,所以業主想增加機械排風,而后在南墻上安裝一排排風機。使用后,效果非常不理想。后經改造,將南墻上的排風機安裝在北墻上,并在南墻原風機位置加裝電動百葉。改造后效果非常明顯。
原因分析:原方案機械排風和自然風方向相反,所以排風效果很不理想。改造后,機械排風與自然風形成合力,大幅度提高了排氣效果,另外增加的百葉,也加強了自然通風的效果。所以效果會比較明顯。
類似的場合:
a. 需要排熱或排熱蒸汽,應盡量優先設置屋頂排風機;
b. 需要取暖、降溫或送新風時,應盡量讓暖氣流或冷氣流流經工作人員所在位置,所以多選用管道風機或邊墻風機;
c. 消防排煙,應優先采取屋頂風機或吊裝的風管,故多選用管道風機;
d. 盡量利用自然風氣流(應合理設置風機位置和形式)。
2. 控制氣流分層/分區域
氣流分層不僅可以使用在凈化室,也可以使用在其他許多場合。氣流分層僅需要考慮和控制某一空間內或某一高度范圍內的氣流。
例:某水泥分裝車間,如果整體換氣則需要20次/小時的換氣,如果采用氣流分層技術,則只需要5次/小時的折合換氣量。因此能大量節約設備成本和運行成本。
類似場合:手術室、細菌培養室、面粉廠灌裝車間、食堂。焊接車間等。
3. 局部送排風
有些情況下,車間內整體清潔,但有個別幾處嚴重污染源(或嚴重發熱),這時就需要用到局部排風。
有些情況下,僅需要照顧到固定崗位的工作人員的氣流,則應采取局部送新風。
例:某開放空間,外界氣溫非常低(-30℃),但工作人員需要取暖。如果用整體采暖,只能是浪費能源。這種情況下,應首先考慮熱輻射采暖,或者采用局部暖風機既可。
06 選型是否噪音越小越好
噪音總是伴隨著風機的運轉,不可消除。新研究表明,只要風速超過0.75m/s,就會產生噪音。當然,風速越低,產生的噪音就越小。
噪音是有害的污染。我們在設計中,總是想盡可能的降低風機設備的噪音。隨著風機技術的發展,我們所能做到的噪音污染也在越來越小。
但是不是風機選型時,噪音越小越好?
噪音小當然好,但必須兼顧其經濟性。要求的噪音越低,整臺設備的成本就越高。大約每降低10個分貝,風機成本上漲1倍(經驗值,非線性)。大多數風機噪音不可能低于35dBA。
所以選擇風機時,噪音 “ 夠用就好 ”,不必要一定追求低噪音。
例如風機設備所在區域為無人區,那只要考慮噪音不超過“紅線”即可。
風機設備所在區域存在更高噪音的設備時,可將風機設備的噪音設定為“高設備的噪音-6dBA”,合成后噪音多高出1分貝,而成本為經濟。如果“高設備噪音-10dBA”,合成后噪音仍為高設備的噪音,而低的噪音已被“湮沒”。
風機所在設備如果有隔音或吸音效果,只要考慮噪音透射產生的影響即可。
07 噪音控制
風機噪聲來源分為空氣動力噪聲與機械噪聲,空氣動力噪聲中有渦流噪聲、旋轉噪聲、輻射噪聲,機械噪聲有軸承噪聲、震動噪聲。根據不同的噪聲來源選擇合適的噪聲控制方法。通常有以下幾種做法控制噪聲:
1. 選用合適的風機及管道形式同樣風量風壓的情況下,軸流風機噪音高于后傾葉輪,后傾葉輪高于前彎葉輪,圓形管道的輻射噪音低于矩形管道。
2. 控制管道風速(動壓)
噪音限值 dBA |
管道風速 m/s |
風速 m/s |
≤60 |
8 |
10 |
≤80 |
12 |
15 |
3. 遠離衰減法將風機放置在距離目標較遠的位置,通過聲音的自然衰減,減小影響。
噪音衰減表 |
|
距離(米) |
衰減值(dBA) |
1 |
8.0 |
1.5 |
11.5 |
2 |
14.0 |
2.5 |
16.0 |
3 |
17.5 |
4 |
20.0 |
5 |
22.0 |
6 |
23.5 |
7 |
25.0 |
8 |
26.0 |
9 |
27.0 |
10 |
28.0 |
15 |
31.5 |
20 |
34.0 |
25 |
36.0 |
30 |
37.5 |
4. 增加隔音裝置將風機設備與目標區域隔離,通過隔離屏障的反射與吸收作用來達到降低噪音的效果。比如設置設備間/設備層、隔音箱、隔音玻璃罩等。
5. 增加消音裝置利用消音材料消除噪音。利用疏松多孔,表面凹凸的材料,使聲音鉆入孔內不斷反射衰減,波峰波谷疊加衰減,從而起到減小噪音的效果。比如設置消音器、消音箱、消音罩、吸音棉等。還可以增加消聲導風筒改變氣流噪音傳遞方向。
來源:機電人脈