新风系统标准设计思路.docx

新风系统设计图文讲解
通风换气知识：
一、通风定义和目标
       通风即利用自然或机械手段将室内空气和外界空气进行交换，故也称“换气”，通风换气可达成以下多个目标：
1、满足人体呼吸（以CO2浓度作为指标）；
2、有害物质、烟、臭气等排出；
3、热量排出；
4、燃烧空气补充。
        当进行通风换气设计时，考虑节能性，应选择最小外部空气量进行合适设计。
二、通风换气分类
       除了以上根据不一样通风方法进行分类以外，还能够将通风换气分为局部换气和全方面换气。
       局部换气是对发生污染局部进行换气，适适用于污染源固定污染场所，比如像厨房、工厂、试验室等这类地方。
       全方面换气是伴随全体空气更换对室内空气污染浓度进行稀释一个过程，它适适用于污染源分散或不固定而无法采取局部排风情况，比如像办公室、工厂、仓库、集会所等这类地方。
三、通风换气方法
       通风包含自然通风、机械通风或自然通风和机械通风联合使用等多个方法。暖通南社微信课件数次提到。
1、自然通风
       利用自然风所产生压力差和经过建筑物内外温度差产生浮力进行换气。当因自然换气比起机械换气来讲能力较小，又会受到自然界影响，所以有时达不到所期待效果。
2、机械通风
       利用送风机或排风机等机械力量将室内空气进行强制性更换，假如进行了合理换气设计，便能够达成理想换气目标。
       当决定了换气方法时，应该注意设计房间和邻室产生压力差。为了预防被污染空气流入，要注意换气方法和风量平衡，也就是说为了避免污染度较高房间里气体流入外界，送风量应小于排风量，以确保房间负压；当要求洁净房间，周围环境较差时，送风量应大于排风量，以确保房间正压。
四、机械通风方法
依据通风动力应用方法不一样，机械通风可分为三种。
方法一：给气和排气均利用机械力量。此种方法对于房间送风量和排风量全部能够进行很好控制，从而能够确保室内风量平衡或控制房间处于正压或负压状态。全热交换器即为此种方法。

方法二：利用机械力量，自然排风。此时室内通常全部出于正压状态。热泵型全新风机即为机械给气，如要确保室内风量平衡，在进行全新风设计时，通常全部另外需要考虑设置排风风机。

方法三：利用机械力量，自然给风。此种方法通常应用在卫生间、病房等需要负压状态场所。
、 
新风处理方法：
现今，因为大家对于室内环境舒适度和健康性要求越来越高，室内不仅需要适宜温度和湿度，还必需有新鲜空气，所以新风系统设计也越来越多被大家关注。新风引入方法有自然通风和机械通风两种。
       现在在新风引入方面和VRF系统结合使用比较多设备有全热交换器和全新风机两种，这两种设备全部能很好和VRF系统进行联动和统一控制，将新风系统和空调系统完美融合为一体，为用户提供更为舒适空调环境。
一、全热交换器
       全热交换器是一个能够进行热回收换气设备，能在换气同时进行室内排气能量回收，从而能够降低空调负荷，降低空调设备容量、投资费用和运行费用。其原理是把室内空气和室外新风经过热交换元件进行换热，也就是利用排风余热对新风进行处理，有效地节省能源并能同时处理新风问题，提升舒适性。全热交换器是由热交换元件、风管接口、多叶片风扇、风扇电机和空气滤网组成。
       空调设备中新风引入量，依据《公共建筑节能设计标准》GB50189-中以一般办公室为例，如在室人员以4m2/人、30m3/h人新风量计算，通常新风负荷约占空调负荷30~40%左右。由此可见，新风负荷对于空调设备容量影响很大，为了尽可能降低新风对于空调系统影响从而达成节能效果。
设计时能够从以下两个方面考虑：
1、在确保室内空气品质基础上，降低新风引入量。
      在新风量要求较少预热阶段或在室人员较少时间段内，可设置C02浓度探头等手段来限制新风引入量，以达成节能运转效果。
2、采取热回收功效双向换气设施
      全热交换器在降低设备容量且达成节能效果这一点上能够发挥很大作用。外气经过全热交换器，夏季能够预冷、除湿，冬季能够预热、加湿，这么能够达成节省空调能耗15~20左右。
二、全新风机
       全新风处理机是一个能完全处理新风负荷新风机组，由室内外机组成，室内外机之间用冷媒管连接。
       全新风机本身经过优异变频技术，在实现出色制冷/制热同时，使送入室内新风温度靠近室内温度，在重视舒适性场所，全新风机能够将新风冷却（加热）到靠近室内温度状态以后再吹出，从而降低了新风对于室内温度波动影响。

全新风机运转温度范围：
   制冷：19 ℃~43 ℃DB；
   制热：-5 ℃~15 ℃DB
    在进行设计时，能够将全新风机和全新风系统联合使用，组成一套舒适、便利空调系统。通常认为采取全新风机设备费用较高，但实际上，（全新风+全新风机）和（全新风+通风扇方法）设
备容量、设备费用大致相同。
VRF+全新风机方法 

       新风负荷及室内空气负荷全部由VRF机组负担；
       未经处理后新风送入室内，在室外天气情况恶劣（炎热、严寒）情况下，破坏室内稳定温度场分布，使人感觉很不舒适。
三、两种新风产品特点
    全新风机和全热交换器即使全部是新风处理设备，但其拥有各自特点，适适用于不一样场所：

从上表中能够看到，两种新风产品在工作原理和系统结构上全部有区分，所以，对应不一样项目，全新风机和全热交换器也有各自不一样适应性，下表列举了部分不一样用途建筑全新风机和全热交换器适应性：

新风系统设计：
在通常舒适性空调设计时，新风系统设计最关键是满足人员卫生要求和舒适性要求。新风系统设计关键包含以下多个方面：
1、新风设备形式和容量确定；
2、风管系统设计和阻力校核；
     为了确保室内氧气量能够确保大家正常呼吸，新风量可根据房间里每个人所需必需空气量进行设计。通常情况下有以下两种方法。
方法一：依据人数和人均新风量计算：必需新风量（m3/h) = Q*A/B
Q ------ 所需人均新风量（m3/h.人）
A ------ 新风区域面积（m2）
B ------ 人均占有面积（m2/人）
方法二：依据房间体积和换气次数计算：必需新风量（m3/h) = C*D*E
C ------ 每小时必需换气次数（次/h)
D ------ 新风区域面积（m2）
E ------ 天花板高度（m）
       实际设计中，舒适性需求空间最常采取是第一个计算方法，方法二多用于需要特殊空调房间，如恒温恒湿、洁净室等。
    以下，以第一个计算方法举例说明新风量确实定方法。
    新风系统设计基础步骤以下图所表示：

一、新风设备形式和容量确定
一）设计步骤
1、房间功效确实定
      不一样功效用途房间，新风设计指标也是不一样，所以必需在房间功效确定前提下才能进行新风设计。
2、人均新风量（Q）确实定
      在确定了房间功效后，可依据相关设计标准或节能标准中新风量指标选择对应数据，现在，新风量最低指标通常全部取30m3/h.人，但若要依据房间功效切实确实定新风量，则参见下表：
公共建筑关键空间设计新风量

【GB50189—公共建筑节能设计标准】

3、每个房间人数确定
       房间功效不一样，室内人员密度也是不一样，而人数是计算新风量关键原因，所以对于人数确实定可参考下表，再由以下公式计算出实际房价人数：房价人数（人） = A/B 
A ------ 新风区域面积（m2）
B ------ 人均占地面积（m2/人）
       通常人数必需取整，不能有小数，取整时应直接进一，而不采取“四舍五入”方法。如当房间人数计算为3.2时，应以4人计算。

摘自【GB50189—公共建筑节能设计标准】
4、每个房间新风量确实定
   人均新风量和房间人数相乘即可确定每个房间新风量
5、每个系统新风量确实定
   确定每个系统新风量，首先需要进行系统划分。进行系统划分后，将同一系统中每个房间新风量相加后即可确定系统所需要新风量。
   在系统划分时，需依据建筑实际结构来确定，遵守标准有以下几点：
1）选择相近区域房间为一个系统，且主风管走向必需简单，尽可能降低弯头；
2）一个系统中选择房间必需尽可能缩短主风管长度，避免阻力损失；
3）新风设备通常摆放在吊顶高度要求不高地方，且靠近外立面方便在外墙上开新风引入口和排风口，如走廊尽头、电梯厅、设备机房等；
4）主风管通常部署在对吊顶高度要求不高地方，如走廊等，所以在系统划分时，尽可能将走廊周围周围房间划分在同一个系统内；
5）注意新风设备和风管对于其它电气设备、消防管道等影响和配合。
【例】某办公楼标准层图7-2，需要配置新风设备，进行新风系统划分。

由图纸上可看到建筑长度较长，有67米，不过格局比较规整，走廊在南北向中间。

考虑新风系统主管段最有利走向部署，所以选择将新风设备摆放在左右两边走廊尽头，系统主管段部署在走廊。另外考虑到尽可能降低压力损失，所以将整个楼面以电梯厅为中心纵向划分为左右两个系统，系统中房间则恰好分布在走廊两边，既方便管道部署，也避免了风管过长、弯头过多等原因。
6、新风设备形式和容量确实定
  依据全热交换器和全新风机特点和适用场所相关内容，确定其新风设备形式。而且依据新风量参数，以“新风设备风量大于系统所需风量”标准来进行新风设备选择。如当系统新风量要求为2200m3/h时，则应选择2500m3/h新风机，对于多于新风可经过在风管上加装阀门等方法来控制。不过，当在计算每个房间风量时，对于人数、人均风量考虑全部放在有较大余量时候，若系统新风量为2200m3/h时，也可选择2100m3/h新风机。此时，必需确定设备新风量是否能够满足实际新风需求。
二）全新风机设计举例及设计注意事项
【例】某办公楼一层平面，会议室2间，办公室4间，需进行全新风机设计。

二）全新风机设计举例
1、房间功效确实定和人均新风量确实定
查得：办公室人均新风量为30m3/h
      会议室人均新风量为30m3/h（无吸烟情况）
2、房间人数确实定
查得：取办公室人员密度为5m2/人
      取会议室人员密度为2.5m2/人
则：办公室1~4人数=18/5=3.6，取4人
    会议室1人数=47/2.5=18.8，取19人
    会议室2人数=49/2.5=19.2，取20人
3、房间新风量确实定
办公室1~4：30*4=120m3/h
会议室1： 30*19=570m3/h
会议室2： 30*20=600m3/h
4、系统新风量确实定
1）系统划分
    由平面图能够看出，空调室内机能够放置在专门预留空调机房内，这么能够有效降低噪音。
    考虑走廊吊顶能够相对其它房间做稍低，所以将新风系统主风管部署在走廊，从图纸中能够看见建筑格局比较简单，且新风房间均在走廊一边，主风管管路不长，故可将全部房间设计为一个新风系统。
2）系统总新风量确实定
   将全部房间风量相加得到系统新风量：120*4+570+600=1650m3/h
5、新风设备容量确实定
    依据计算所得风量，选择8HP全新风机（风量为1680m3/h）来对应。
   通常为方便选型，能够将以上计算过程做成表格：

三）全新风机设计注意事项
全新风机在设计中必需注意以下几点：
1、全新风机部署应注意运转噪音，不可安装在人员集中区域及其吊顶内，应安        装在专用机房或设备室；
2、依据现场实际情况（包含安装在走廊或卫生间吊顶内等场所），有时应采取消            音、防振、防潮等方法；
3、需要设置独立新风口，图所表示；

1）全新风机新风口不可设置在室内机回风口侧或直接接入室内机机身上新风           口，以免影响回风温度探头对室内实际温度正确感知；
2）若新风口已经连接在空调室内机上新风口或回风处，此时为了避免对回风口感         温探头感温影响，必需将回风温度探头设置为以遥控器为主。

4、机器两侧需要预留足够安装空间，左右两侧及机前机后全部需要留出一定备用        空间，方便以后对机器进行维护保养和检修；

5、全新风机仅为送风系统，同时必需进行相关排风系统设计；
6、为了确保引入新风品质，应尽可能避免新风口设置在卫生间窗户或地下车库        出入口周围，以免异味及浑浊气体严重破坏室内空气品质；
7、新风引入口设置参见下图，在新风引入口应安装初效过滤网（大颗粒灰尘过滤        网）作为防尘网（方便于以后维护），且应安装防雨百叶；
8、为了便于调整风量，应安装风量调整阀；

9、尤其需要注意是：不可将一般空调室内机作为新风机使用，二者存在很大区    别：
1）处理能力不一样
      因为新风机要将室外空气处理到和室内空气靠近状态，在一样送风量下，新风机需要处理焓、湿量远高于一般空调室内机，所以在产品设计中，新风机含有更多排管数、更大换热面积，以满足其能力要求。比如一样风量全部是1680m3/h8HP全新风室内机和4HP空调室内机，制冷能力后者仅为前者二分之一；
2）容量控制方法不一样
      新风机分别在出风口、蒸发器进口、蒸发器出口设置了三个温度传感器，机器是以出风口送风温度作为反馈信号，进行容量调整，而一般室内机温度传感器设置在回风口和蒸发器进出口，以室内回风温度为反馈信号，调整容量。
      所以，一般空调室内机不能替换新风机进行新风对应。不然将出现：
A、一般空调室内机无法将新风处理到需要状态；
B、一般空调室内机将以回风温度（即室外温度）作为反馈信号，机组一直判定室内冷量不足，所以一直以最大负荷工作，长久运转将降低设备寿命，故障率上升。
四）全热交换器设计举例
【例】以下图，某住宅中一楼需要进行新风设计。

1、房间功效确实定和人均新风量确实定
      通常住宅中人均新风量可参考宾馆新风量来确定，通常取30m3/h.人，不过有时因为实际用户需求，对于新风量要求较高时，也可取50m3/h.人。
2、房间人数确实定
      当全热交换器在住宅中应用时，其人数确实定可依据通常家庭情况进行。如客餐厅能够直接根据室内座位数量计算，卧室、书房等通常根据2人/间计算，其它区域可根据5m2/人计算。
3、每个房间新风量、系统新风量、新风设备容量确定：总新风量为980m3/h，所以选择1000m3/h风量全热交换器。

五）全热交换器设计注意事项
1、在进行新风系统划分时，为了便于进行风管部署和后期施工便利，可考虑每个区域分别以小容量单位设置，如别墅，可一层配置一个全热交换器对应该层新风要求，不仅不用设置专门新风管井，设计和施工全部便利，而且能够降低噪音；
2、通常提议将全热交换器摆放在过道、住宅更衣室等非关键活动区域吊顶内，以确保室内生活环境平静，尤其是设计大风量机器时，需要采取一定降噪方法；
3、若要将其放置在卫生间吊顶空间内，为了确保机器使用寿命，提议吊顶要做防潮处理；
4、住宅项目中，全热交换器不要设置在厨房等充满油烟和蒸气地方，不然会造成过滤网、热交换器元件变形，甚至引发火灾；
5、新风引入口处应设置防虫、防尘用过滤网，并加装风量调整阀；
6、为了确保引入新风品质，应尽可能避免新风口设置在卫生间窗户或地下车库出入口周围，以免异味及浑浊气体严重破坏室内空气品质；
7、住宅项目中新风引入口呀不要设置在厨房窗户外或脱油烟机排风口，避免油烟影响机器使用寿命，和异味传入风管影响室内空气品质；
8、和全新风机设置一样，通常也提议采取独立设置新风口方法；
9、全热交换器风量越大，厚度越大，所需吊顶空间就越大，应充足考虑吊顶空间安放全热交换器；
10、新风引入口和排气口应尽可能远离，以预防气流短路。
1）新风引入口和排气口在同一面时，风口间距离最少3m；
2）新风引入口和排气口不在同一面为首选吸排风方法。

11、新风系统送回风口和空调送回风口配合方法提议及注意事项：
1）空调室内机为风管式时，新风送风口尽可能靠近空调送风口，使得两种不一样温度气流混合，尽可能优化室内舒适度；
2）空调室内机为天花板嵌入式室内机时，新风送风口距空调送风口（最少1米以上），以免影响空调室内机回风温度探头误操作。

3）通常送回风口部署有两种方法：对角线分布和直线分布：

4）部分连通空间，送风口和回风口可视实际情况进行部署，如部署空间不足，相邻功效区域能够共用：

二、新风风管系统设计
  确定了新风量和新风设备容量后，还需要进行风管系统设计，风管系统设计关键内容包含：
1、风管管路设计（包含风管形状、尺寸、路径等）
2、风管管路阻力计算，即计算最不利环路风管沿程阻力损失和局部阻力损失，最终确定新风设备余压是否足够。
具体设计步骤以下：

一）风管路径确实定
   在新风设备形式和容量确实定中，已经进行了新风设备系统划分，也就基础确定了风管大致走向，即风管路径。总来说，需要满足有尽可能缩短风管路径，尽可能降低弯头，考虑和室内建筑情况配合，如梁高度、层高、吊顶高度；考虑和其它电气、消防管道等配合。
二）风管尺寸确实定
    风管尺寸可依据假定风速法来确定，首先依据风管内风量，并先假定一个风速，从而计算出风管截面积，然后依据所采取风管形式来确定风管长度或管径尺寸。
1、风管内风量计算
   可依据各个新风送、回风口风量和确定风管路径，叠加计算后得出；
2、选定风管风速
   在进行风速选定时，需要综合考虑建筑空间结构、噪音、初投资和运行费用和气流分布等原因。
风管内风速（摘自《实用供热空调设计手册》）

3、风管材料
   风管是空调及通风系统中常见部件，风管材料从总体上能够分为薄钢板和非金属板和土建风道，其材料种类和性能使用特点见下表，在通常工程中多采取钢板形式，其优点是不燃烧、易加工、耐久，也比较经济。

4、风管形式
   风管断面通常采取圆形和矩形两种形式：

现在市场上还出现了由薄铝带缠而成柔性风管，含有质量轻、性柔和运输方便等特点，在工程安装中能够方便地弯曲和伸直，用以对应安装空间小、施工难度大场所。常见柔性风管有铝制软风管和带超细玻璃棉保温铝制软风管两种。柔性风管因为阻力较大，需要在安装和设计过程中考虑对机器静压影响，尽可能避免过分弯曲或褶皱。
5、风管尺寸选择
   在进行风管尺寸选择时，需要注意矩形风管长宽比宜小于6，最大不超出10，通常设计时全部是采取标准规格风管，因为风道中配件（弯头、三通和风阀等）造成空气阻力相对于直管阻力为大，故其几何尺寸应努力争取采取较为通用规格，方便于局部阻力值有数据可查，便于进行计算。
圆形风管规格

矩形风管规格

三、最不利回路阻力计算
  系统中最不利回路需要进行风管阻力计算，以校核新风机机外静压是否能够克服最不利回路风管阻力。
  最不利回路通常即为风管长度最长回路，但有时也会因为实际布管情况（如弯头多少），需要深入计算后才能确定最不利回路。
管路内气流阻力中，包含由气流和外壁摩擦而引发沿程阻力和伴随局部管路形状改变而产生局部阻力。
1、沿程阻力计算：
长度为l（m)风管沿程阻力损失为Pm（Pa)可按下式计算：                          
Pm = ΔPm * l
ΔPm ---单位管长沿程阻力损失， Pa/m
单位管长沿程阻力损失ΔPm 能够经过两种方法计算：
方法一：经过公式进行计算。其和风管当量直径、摩擦阻力系数和风速相关：
ΔPm =λ/de · v2ρ/2
λ—摩擦阻力系数，  de—风管当量直径，m
ρ—空气密度 kg/m3  v –风管内该压力损失发生处空气流速，m/s
方法二：查表计算
查《实用供热空调设计手册》中《钢板矩形风管计算表》、《钢板圆形风管计算表》和《钢板非标准矩形风管计算表》，依据风量、风速和风管尺寸就能查得对应单位管长沿程阻力损失。
2、局部阻力计算：
送风管道系统局部阻力，往往是整个送风管路阻力关键部分，有时能够达成70~80%。所以，风管局部阻力计算很那个关键。
局部阻力关键分为两类：一类为流量不变时产生，如空气经过弯管、渐扩（缩）管，阀门等；另一类为流量改变时缩产生，如空气经过三通等分流和合流等。
Pj（局部阻力， Pa ）可按下式计算：
Pj=ξ· v2ρ/2
ξ—局部阻力系数，ρ—空气密度 kg/m3  
v –风管内该压力损失发生处空气流速，m/s
3、风管内总阻力计算：
风管内总阻力等于摩擦阻力和局部阻力之和，即P（总阻力， Pa）可按下式计算：P =Pm + Pj
4、风管阻力简略计算法：
对于通常通风系统，风管压力损失可根据以下公式计算：
P = ΔPm * l（1 + k)
ΔPm ---单位管长沿程阻力损失， Pa/m
l ---到最远送风口送风管长度加上到最远回风口回风管长度，m
k ---局部阻力损失和沿程阻力损失比值
      弯头三通少时，取k = 1.0 ~ 2.0
      弯头三通多时，取k = 3.0 ~ 5.0
四、新风设备机外余压确定
依据新风设备规格参数，检验新风设备机外余压是否能够克服最不利回路风管阻力。
当新风设备机外余压无法满足要求时，需要对新风设备重新选型（选择机外余压更高产品）或经过增加增压风机来提升新风系统机外余压。
当新风设备机外余压满足要求时，则可将刚才设计风管尺寸、路径更为具体表现到图纸上。