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风机在空调设备中的应用基础知识

2021-5-28 17:33| 发布者: 维修迷| 查看: 44| 评论: 0

摘要: 风机基本概念：风机进口标准状况是指风机进口处全压为一个标准大气压(760mmH或101325Pa)，温度为20℃相对湿度为50%的气体状态。一般产品样本给出的风机参数都是在风机进口标准状况。气体密度：气体密度由气体状态方 ...

风机基本概念：

风机进口标准状况是指风机进口处全压为一个标准大气压(760mmH或101325Pa)，温度为20℃相对湿度为50%的气体状态。一般产品样本给出的风机参数都是在风机进口标准状况。

气体密度：

气体密度由气体状态方程确定：ρ=P/RT。

标准状态下气体密度为：ρ=P/RT=101325/(288×293)=1.2。

式中R=288表示气体常数，T 表示绝对温度。

风机流量：

风机流量通常用体积流量来表示,它是单位时间流过通风机的气体容积。用下式来表示Q=A×V；Q表示流量，A表示截面积，V表示气体流动速度。

在空调行业中常用流量单位是m³/h（立方米每小时）和CFM（立方英尺每分钟）其换算关系如下：m³/h=1.698cfm

风机流量通常是指风机进口处的流量，因气体具有压缩特性，出风口体积流量与进口处不同。但空调风机属于中低压风机在大多数情况下可以忽略其压缩性。

风机的全压Pt：

气流在某一点或某一截面上的总压等于该点截面上的静压与动压之和。而风机的全压，则定义为风机出口截面上的全压与进口截面上的全压之差，即：

Pt=（Pst2 +ρ2 V2 2/ 2）-(Pst1 +ρ1 V12/2)

Pst2 为风机出口静压、ρ2为风机出口密度、V2为风机出口速度。

Pst1 为风机进口静压、ρ1为风机进口密度、V1为风机进口速度。

风机的动压Pd：

气体的动能所表征的压力称为动压。即：Pd=ρV2/2。

风机的静压Pst：

气体的压力能所表征的压力称为静压，静压定义为全压与动压之差，即：Pst= Pt–Pd。

空调器设计中经常用到机组的全压、静压、风机全静压、机内阻力、机外余压等概念。

如图所表示管道内全压、静压和动压：

风机的转速n：风机转速是指风机叶轮的旋转速度，通常它以每分钟旋转数为单位。即r/min 或rmp。

风机的功率N：风机所输送的气体，在单位时间内从风机中获得的有效能量称为风机有效功率；N=Pt×Q/1000kw。

式中Q表示风机流量m³/S。

风机轴功率N轴：N轴 = N/η kw

η表示风机效率：N轴又称风机的输入功率。

风机的效率η：

风机的静压内效率为：η静内=Nst/N轴=Pst×Q /1000/N轴；

风机的全压内效率为：η全内=N t/N轴= Pt×Q /1000/N轴；

风机的全压内效率和风机的静压内效率均表征风机内部流动过程的好坏。是风机气动力设计的主要指标。

上述公式还可以写成：N轴= Pt×Q/1000/η全内 kw。

当知道风机全压和流量及效率时利用该公式可以很快估算出电机功率。

风机的全压效率为：η=η_全内×ηm。

ηm 为机械效率，它可以参照下表获得。

传动方式	电机直联传动	联轴器传动	皮带传动
机械效率ηm	1	0.98	0.95

皮带传动风机电机功率为：N电=kN轴/ηm = KN轴/0.95

式中K表示电机安全系数。空调风机K可以在1.1~1.2之间选择。后向风机K可以选小些。

风机性能曲线：

图中黑线是流量与全压曲线，蓝线是流量、全压下风机的内功率曲线，红线是流量、全压下风机的噪音曲线，绿线是流量、全压下风机的效率曲线。上述曲线是风机在不同转速下的性能曲线，基本含盖这两种型号风机的使用范围。

上述性能曲线是采用皮带传动风机的典型曲线，而电机直驱风机因其电机转速相对固定或电机转速随风机负荷改变而改变故风机性能曲线常常用实际测试数据绘成。

SYZ系列风机的曲线图：

风机类型：

风机的工作特性及调节：

我们知道风机功能是克服管网阻力将具有一定压力的气体送到指定的地方。因此风机是和管网一起工作。

下图是典型的风机和管网图。

管网曲线是一条抛物线，其方程式为：P=KQ²

上述公式在如何调整风机转速或调整管网阻力以达到空调机性能时经常用到。

例，如图1：M1是某风机在管网阻力曲线为R1的情况下的转速为n1的工作曲线，其工作点为A1，M2是该风机在相同管网阻力曲线为R1的情况下转速为n2的工作曲线，其工作点为A2。从图中我们可以看到在管网阻力不变的情况下可以通过提高风机的转速来提高空调机的流量和压力。

如图2：M1是某风机在管网阻力曲线为R1和R2情况下，转速为n1的工作曲线，当管网阻力为R1时其工作点为A1，当管网阻力为R2时其工作点为A2。从图中可以看到如果用出口调节阀来变化管网阻力则可以调节空调机的工作参数。

图3是在风机进口处装有调节阀调节的风机工作曲线。

风机旋向：

风机旋向：有左旋（LG）和右旋（RG）二种。

判断方法：从电机一端正视，叶轮顺时针旋转的称右旋风机，逆时针旋转的称左旋风机。由于皮带轮可左右调向，风机订货时不受左右方向限止。

出风口：

出风口方向：有0°、90°、 180°和270°等4 种出风方向。

出风口法兰：采用热镀锌钢板制成，法兰与壳体连接采用TOX免焊工艺，外观精美，具有足够的刚度和强度。暖通南社

风舌：

前向风机：常规平风舌。

设有最佳的风舌角和风舌间隙。

后向风机：V形斜风舌。

可改善风机出风口气流的倒流，有效提高大风量区风机的气动性能。

可改善气流冲击风舌的频率，能有效降低风机旋转噪声。

主轴与轴承：

主轴：采用40Cr钢,经粗加工，调质处理及磨削加工制成，最后作防锈处理。

轴承：

采用优质外球面调心球轴承，预先加有润滑油并自动对中。

R、L型风机轴承安装在轴承支架上并设有防振垫圈。

K型风机采用带座向心球轴承。

Z型风机采用重载荷带座双列滚珠轴承。

电机：

皮带传动风机：配用三相异步电机，380V，50Hz，防护等级为IP44或IP54，绝缘等级为B级，也可配用双速电机或变频电机。

电机直驱风机：

SYZ系列配用单相220V，50Hz三速电机。电机具有调速灵活，安装方便的特点。采用可控硅调压器及变频器等手段，可实行无级调速。采用直流无刷电机可用于高效低噪的VAV空调系统。

SYB系列配用380V，50Hz外转子低噪声三相异步电机。防护等级为IP54。普通型：B级绝缘。调速型：F级绝缘。也可采用单相220V，50Hz三速电机。

电机具有轴固定，外壳旋转的特点。电机安装在叶轮的中盘上，由电机外壳旋转直接驱动叶轮。

采用三相调压器，可控硅调压器及变频器等手段，可实行风机的无级调速。

风机选用准则：

选用效率较高，风机较小，调节范围较大的风机，来满足系统可接受的性能，效率和质量要求。

风机运行工作点，应选择在风机高效点附近，以确保运行稳定，避免风机在喘振区工作。

要降低噪声，必须降低风机转速，选择较大的风机。

VAV系统风机，风量风压应按运行时间较长的部分负荷工况选取。

过大风机选择，往往使风机运行在小风量区，风机进出口压差大，会引起运行不稳定和噪声

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