風機的定義：是將原動機的能量轉換為被輸送氣體的壓力能和動能的一種機械設備。

風機的類型：

離心式：流量小；風壓大；高效率區寬；體積大；葉輪外徑大；流道窄而長。

軸流式：流量大；風壓小；高效率區窄；但對於動葉可調式軸流風機則高效率區寬，適宜變工況運行；體積小；葉輪直徑小，葉道短寬。

風機相關術語解釋：

（1）壓力：通風機的壓力指壓升（相對於大氣的壓力），即氣體在風機內壓力的升高值或者該風機進出口處氣體壓力之差。它有靜壓、動壓、全壓之分。性能參數指全壓（等於風機出口與進口總壓之差），其單位

常用Pa、KPa、mH2O、mmH2O等表示。

（2）流量：單位時間內流過風機的氣體容積，又稱風量。常用Q來表示，常用單位是：m3/s、m3/min、m3/h（秒、分、小時）。有時候也用到“質量流量”，即單位時間內流過風機的氣體質量，這個時候需要考慮風機進口的氣體密度，與氣體成份、當地大氣壓、氣體溫度、進口壓力有密切影響，需經換算才能得到習慣的“氣體流量”。

氣體流量換算方法：

1）已知氣體質量流量Qm，求氣體體積流量Qv＝？

計算公式：（Qv）= Qm /ρ (氣體體積=氣體質量/氣體密度)

其中：ρ(氣體密度)= P/R/T

P：氣體壓力；R：氣體常數=287；

T：氣體絕對溫度 =（273+t）。

（2）已知溫度在20℃條件下氣體的體積流量，求在溫度為 40℃條件下該氣體的體積流量：

Qv（40℃）= Qv（20℃）×ρ（20℃）÷ρ（40℃）

備注：此換算的前提是在兩種狀態下氣體的質量流量相同。

（3）轉速：風機轉子旋轉速度。常以n來表示、其單位為r/min (r表示轉速，min表示分鍾)

（4）功率：驅動風機所需要的功率。常以N來表示、其單位為Kw。

（5）風機標準進口狀態：風機標準進口狀態是指風的壓力為一個大氣壓（101325Pa），溫度為20℃，相對濕度為50％的空氣狀態， 其密度為ρ＝1.2㎏/m3。

電機級數與轉速對應關係：

2極電機（同步轉速3000r/min ）；

4極電機（同步轉速1500r/min ）；

6極電機（同步轉速1000r/min ）；

8極電機（同步轉速750r/min ）。

風機的構造和工作原理：

風機主要由集流器、機殼、轉子及電動機構成；根據其用途、機號大小及用戶要求可以增加調節門、傳動組、聯軸器組、空氣過濾器、出口逆止門（或三通門）、進出口軟連接、液力偶合器、電動執行器、進風箱等配套零部件。葉輪是對空氣做功的部件，由前盤、後盤和夾在兩者之間的輪轂以及葉片組成。風流沿葉片間流道流動，在流道出口處，風流相對速度W2的方向與圓周速度u2的反方向夾角稱為葉片出口構造角，以β2表示。根據出口構造角β2的大小，離心式通風機可分為前傾式（β2>90°)、徑向式（β2=90°)和後傾式（β2<90°)三種，如圖。β2不同，通風機的性能也不同。

軸流風機基本調節方式：

1、變轉速；2、動葉靜態調節；3、動葉動態調節。

軸流風機原理：

軸流風機基元級理論全壓方程：Pt.ths=ρu(C2u-C1u)

前導葉的作用：預旋；

後導葉的作用：減少出口扭速損失。

軸流風機性能特性：

轉子質量不平衡的原因：

使用過程中造成的不平衡：

轉子附著沉積物；

腐蝕、磨損；

熱變形；長期擱置的轉子，由於自重而彎曲變形。

設計問題：

在轉子內部或外部有未加工表麵；

零件在轉子上的配合麵粗糙和公差不合適；

配合鍵短於鍵槽，造成局部金屬空缺。

材料缺陷：

鑄造有氣孔，造成材料內部組織不均勻；

材質較差，易於磨損、變形。

加工與裝配誤差：

切削加工中的切削誤差，焊接缺陷與變形；

轉子熱處理造成的殘餘應力未消除；

配合鍵短於鍵槽，造成局部金屬空缺；

裝配零件不一致造成的質量不對稱（螺栓等）；

聯軸節安裝不對中。

設備故障引起的機械振動：

A、力不平衡：

同頻占主導，相位穩定。如果隻有不平衡，1X 幅值大於等於通頻幅值的80％，且按轉速平方增大。

通常水平方向的幅值大於垂直方向的幅值，但通常不應超過兩倍。

同一設備的兩個軸承處相位接近。

水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。

B、力偶不平衡：

同頻占主導，相位穩定。振幅按轉速平方增大。需進行雙平麵動平衡。

偶不平衡在機器兩端支承處均產生振動，有時一側比另一側大

較大的偶不平衡有時可產生較大的軸向振動。

兩支承徑向同方向振動相位相差180。

C、動不平衡：

動不平衡是前兩種不平衡的合成結果。

仍是同頻占主導，相位穩定。

兩支承處同方向振動相位差接近。

D、懸臂轉子不平衡：

懸臂轉子不平衡在軸向和徑向都會引起較大 1X 振動。

軸向相位穩定，而徑向相位會有變化。

懸臂式轉子可產生較大的軸向振動，軸向振動有時甚至超過徑向振動。

兩支承處軸向振動相位接近。

往往是力不平衡和偶不平衡同時出現。

通風管道的設計計算：

通風管道是通風和空調係統的重要組成部分，設計計算的目的是，在保證要求的風量分配前提下，合理確定風管布置和尺寸，使係統的初投資和運行費用綜合最優。通風管道係統的設計直接影響到通風空調係統的使用效果和技術經濟性能。

風道阻力：

根據流體力學可知，空氣在管道內流動，必然要克服阻力產生能量損失。空氣在管道內流動有兩種形式的阻力，即摩擦阻力和局部阻力。

1. 摩擦阻力：

由於空氣本身的粘滯性和管壁的粗糙度所引起的空氣與管壁間的摩擦而產生的阻力稱為摩擦阻力。克服摩擦阻力而引起的能量損失稱為摩擦阻力損失，簡稱沿程損失。

單位長度的摩擦阻力，也稱比摩阻，為：

摩擦阻力係數 與風管管壁的粗糙度和管內空氣的流動狀態有關，在通風和空調係統中，薄鋼板風管的空氣流動狀態大多數屬於紊流光滑區到粗糙區之間的過渡區。通常，高速風管的流動狀態也處於過渡區。隻有流速很高，表麵粗糙的磚、混凝土風管流動狀態才屬於粗糙區。因此，對於通風和空調係統中，空氣流動狀態多處於紊流過度區。

風道布置設計原則：

風管布置直接影響通風、空調係統的總體布置，與工藝、土建、電氣、給排水、消防等專業關係密切，應相互配合、協調一致。

（1）布置中應使風管少占建築空間並不妨礙生產操作，常沿著牆、柱、樓板屋梁或屋架敷設，安裝在支架或吊架上；

（2）除塵風管應盡可能垂直或傾斜敷設，傾斜時與水平麵夾角最好大於45°。如必須水平敷設或傾角小於30°時，應采取措施，如加大流速、設清潔口等。

（3）當輸送含有蒸汽、霧滴的氣體時，應有不小於0.005的坡度，並在風管的最低點和風機底部設水封泄液管，注意水封高度應滿足各種運行情況的要求。

（4）有爆炸危險廠房的排風管道及排除有爆炸危險物質的風管，不應穿越防火牆，其他風管不宜穿過防火牆和不燃性樓板等防火分隔物，如必須穿過時，應在穿過處設防火閥。在防火閥兩側2m範圍內的風管及保溫材料，應采用不燃材料。風管穿過處的縫隙應用防火材料封堵。

（5）可燃氣體管道、可燃液體管道和電線、排水管道等，不得穿越風管的內腔，也不得沿風管的外壁敷設。可燃氣體管道和可燃氣體管道，不應穿過風機室。

（6）風管內設有電加熱器時，電加熱器前後各800mm範圍內的風管和穿過設有火源等容易起火房間的風管及保溫材料均應采用不燃材料。

（7）風管上應設必需的調節和測量裝置（如閥門、壓力表、溫度計、測定孔和采樣孔等）或預留安裝測量裝置的接口，且應設在便於操作和觀察的地點。

（8）風管的布置應力求順直，避免複雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當，與風管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。

（9）對於排除有害氣體和含有粉塵的通風係統，其風管的排風口宜采用錐形風帽或防雨風帽 。

係統劃分：由於建築物內不同的地點有不同的送排風要求，或麵積較大、送排風點較多，為了運行管理，常需分設多個係統，通常一台風機與其聯係在一起的管道及設備構成一個係統。係統的劃分應當本著運行維護方便，經濟可靠為主要原則。係統劃分的原則是：

（1）空氣處理要求相同或接近、同一生產流程且運行班次和時間相同的，可劃為一個係統。

（2）以下情況需單設排風係統；

① 兩種或兩種以上的有害物質混合後能引起燃燒、爆炸，或形成毒害更大、腐蝕性的混合物或化合物；

② 兩種有害物質混合後易使蒸氣凝結並積聚粉塵；

③ 放散劇毒的房間和設備。

（3）對除塵係統還應考慮揚塵點的距離，粉塵是否回收，不同種粉塵是否可以混合回收，混合後的含塵氣體是否有結露可能等因素來確定係統劃分。

（4）排風量大的排風點位於風機附近，不宜和遠處排風量小的排風點合為同一係統。

風道材料、形狀、規格及設計：

（1）材料

風管材料要求堅固耐用、表麵光滑、防腐蝕性好、易於製造和安裝，且不產生表麵脫落等特點。常用主要有以下兩大類：

金屬薄板

① 普通薄鋼板，具有良好的加工性能和結構強度，其表麵易生鏽，應刷油漆進行防腐。

② 鍍鋅鋼板，由普通鋼板鍍鋅而成，由於表麵鍍鋅，可起防鏽作用，一般用來製作不受酸霧作用的潮濕環境中的風管。

③ 鋁及鋁合金板，加工性能好，耐腐蝕。摩擦時不宜產生火花，常用於通風工程的防爆係統。

④ 不鏽鋼板，具有耐鏽耐酸能力，常用於化工環境中需耐酸耐腐蝕的通風係統。

⑤ 塑料複合鋼板，在普通薄鋼板表麵噴上一層0.2～0.4mm厚的塑料層，常用於防塵要求較高的空調係統和-10～60℃溫度下耐腐蝕係統的風管。

通風工程中常用的鋼板厚度是0.5～4mm。

非金屬材料：

① 硬聚氯乙烯塑料板，適用於有酸性腐蝕作用的通風係統，具有表麵光滑、製作方便等優點。但不耐高溫、不耐寒，隻適用於0～60℃的空氣環境，在太陽輻射作用下，易脆裂。

② 玻璃鋼，無機玻璃鋼管是以中堿玻璃纖維作為增強材料，用十餘種無機材料科學地配成粘結劑作為基體，通過一定的成型工藝製作而成。具有質輕、高強、不燃、耐腐蝕、耐高溫、抗冷融等特性。

（2）形狀、規格及設計

風管常用斷麵形狀有矩形和圓形兩種。

兩者相比，在相同斷麵積時圓形風管強度大、阻力小、節省材料，圓形風管直徑較小時比較容易製造，保溫亦方便，但圓形風管管件的放樣、構件製作較矩形風管困難，布置時不易與建築、結構配合，明裝時不易布置得美觀。

矩形風管在民用建築、低速風管係統方麵應用更多些。矩形風管的寬高比最高可達8：1，但自 1 ：1到8 ：1表麵積要增加60%。因此設計風管時，除特殊情況外，寬高比愈接近1愈好，可以節省動力及製造和安裝費用，適宜的寬高比在3.0以下。

考慮到最大限度的利用板材，加強建築安裝的工廠化生產，在設計、施工中應盡量選用國家統一規格。

風道閥門：

通風空調係統中的閥門主要用於關閉風道、風口，調節管道內空氣量，平衡阻力以及在防排煙中控製火災煙氣等使用。風閥安裝於風機出口的風道上、主幹風道上、分支風道上或空氣分布器之前等位置。常用的閥門有蝶閥、多葉調節閥、插板閥、止回閥、防火閥、排煙防火閥。

（1）蝶閥如圖1.13所示，多用於風道分支處或空氣分布器前端。轉動閥板的角度即可改變空氣流量。蝶閥使用較為方便，但嚴密性較差。

（2）調節閥如圖1.14所示，一般用於空調、通風係統管道中，用來調節支管的風量。該閥分為手動和電動兩種，電動可以自動控製調節風量與自控係統配套。

（3）插板閥如圖1.15所示，多用於風機出口或主幹風道處作開關。通過拉動手柄來調整插板的位置即可改變風道的空氣流量，其調節效果好，但占用空間大。

（4）止回閥如圖1.16所示，安裝在空調、通風係統風道內，保證在風機停止運行時，防止氣流倒流。使用止回閥時風道內的風速應大於8m/s。

（5）防火閥如圖1.17所示，是通風空調係統中的安全裝置，保證在火災發生時能立即關閉，切斷氣流，避免火災從風道中傳播蔓延。防火閥其關閉方式采用溫感易熔件，易熔件熔斷點60℃。當火災發生時，氣溫升高，達到熔點，易熔片熔化斷開，閥板自行關閉，將係統氣流切斷。

（6）排煙防火閥如圖1.18所示，由閥體、排煙閥操作器、280℃溫感裝置、開啟彈簧和關閉彈簧等部分組成。一般安裝在排煙管道上，平時處於關閉狀態，手動開啟或接到消防中心信號依靠開啟彈簧閥門開啟進行排煙，一旦排煙管中溫度達到280℃時，280℃溫感裝置動作，依靠關閉彈簧將閥門關閉起防火作用。

風道保溫：在通風空調係統中，為提高冷、熱量的利用率，避免不必要的冷、熱損失，保證通風空調係統運行參數，應對通風空調風道進行保溫。此外，當風道送冷風時，其表麵溫度可能低於或等於周圍空氣的露點溫度，使其表麵結露，加速傳熱，同時也對風道造成一定腐蝕，基於此也應對風道進行保溫。

保溫材料主要有軟木、聚苯乙烯泡沫塑料（通常為阻燃型）、超細玻璃棉、玻璃纖維保溫板、聚氨酯泡沫塑料和石板等，導熱係數大都在0.12W/(m·℃)以內，保溫風管的傳熱係數一般控製在1.84 W/(m·℃)以內。

通常保溫結構有四層：

（1）防腐層：塗防腐漆或瀝青；

（2）保溫層：粘貼、捆紮、用保溫釘固定；

（3）防潮層：包塑料布、油毛氈、鋁箔或刷瀝青，以防潮濕空氣或水分進入保溫層內，破壞保溫層或在其內部結露，降低保溫效果；

（4）保護層：室內可用玻璃布、塑料布、木版、聚合板等作保護，室外管道應用鍍鋅鐵皮或鐵絲網水泥作保護。

通風係統的防火防爆：

（1）通風係統防火

通風空調係統發生火災時，風道是極易傳播煙氣，使煙氣從著火區蔓延到非著火區，甚至到安全疏散通道，因此在工程設計時要采取以下可靠的防火措施。

① 垂直排風管道應采取防止回流的措施。如廚房、浴室和廁所的排風管與豎井風道連接時，可在支管上安裝止回閥；

② 必要部位設置防火閥。如風道穿越防火分區的隔板或樓板、穿越通風空調機房及重要的房間隔牆處、穿越變形縫處風管的兩側；

③ 嚴格選取設備及風管材料。通風係統的設備及風管應采用不燃材料製成，管道和設備的保溫材料、消聲材料和膠黏劑應為不燃材料或難燃材料，風道內設有電加熱器時，風機應與電加熱器聯鎖，電加熱器應設無風斷電保護裝置；

④ 合理布置通風係統。盡量使風道不穿越防火分區，通風空調係統豎向不宜超過五層。

（2）通風係統防爆

通風係統發生爆炸是因為空氣中的可燃物含量達到了爆炸濃度極限，同時遇到電火花、金屬碰撞引起的火花或其他火源而造成的。因此，在設計有爆炸危險的通風係統時，應注意以下幾點：

① 空氣含有易燃、易爆物質的房間，為了防止風機停機後，易燃、易爆物質從風管倒流，引起燃燒爆炸事故，其送、排風係統采用相應得防爆型通風設備，風管應考慮到除靜電的接地措施；

② 當風機設在單獨隔離開的通風機房內，且在送風幹管上設有防火閥及止回閥時，由於可以防止危險物質倒流到風機內，此時可采用普通型通風設備；

③ 空氣中含有易燃、易爆物質的房間，其空氣不應循環使用，且應獨立的通風係統；

④ 係統風量除滿足通風空調需求外，還應校核可燃物濃度，若處於爆炸濃度極限範圍時，則應加大風量。

⑤ 在爆炸危險的通風係統，應設防爆門。當係統內壓力急劇升高時，靠防爆門自動開啟泄壓。

通風空調施工圖的組成：

通風空調係統施工圖包括圖紙目錄、設計施工說明、平麵圖、剖麵圖、係統圖、詳圖及主要設備材料表等。

為了查閱方便，施工圖中應有圖紙目錄。圖紙目錄包括圖紙的組成、名稱、張數、圖紙順序等。

（1）設計施工說明

①設計主要參數、主要設計氣象資料和通風空調房間的設計條件；

②通風空調係統的劃分與組成；

③通風空調係統的運行情況；

④風管、風閥與防火閥安裝使用說明；

⑤管道、設備的防腐及保溫做法；

⑥設備的調試與試運行。

（2）平麵圖：平麵圖表示通風空調設備、管道的平麵布置及與建築物的尺寸關係，一般包括以下內容：

①風機、電動機等設備的位置、形狀輪廓及設備型號；

②空調機組、風管、風口、調節閥等設備與部件的定位尺寸、風管尺寸，用符號注明送、回風口的空氣流動方向；

③剖麵圖的剖麵位置及其編號。

（3）剖麵圖：剖麵圖主要反映管道及設備在垂直方向的布置及尺寸關係，橫縱向管道的連接，管道、附件和設備的標高等。

（4）係統圖：係統圖主要表示管道在空間的布置及交叉情況，它可以直觀地反映管道之間的上下、前後、左右關係。圖中應注有通風空調係統的編號、管道斷麵尺寸、設備名稱及規格型號等；

（5）詳圖：詳圖主要表示管道、構件的加工製作及設備安裝要求等，如通風空調管件的展開下料，管道吊、托、支架製作，管道的保溫，風機減振基礎等設備的安裝。常可選用國家標準圖。

設備材料表應明確設備、附件的型號規格、主要性能參數及數量以及材料的性能要求、數量等。

通風空調施工圖的繪製要求：

繪製施工圖是施工圖設計階段的重要環節，它直接體現設計者成果，也是施工的主要依據。施工圖的圖幅、標題欄、線條、符號、尺寸標注、文字、比例、係統與設備的表達方式等要嚴格符合有關規定、統一技術條例及製圖規定，圖麵表達與計算要一致，施工圖的深度應能保證通風空調係統施工質量。

（1）平麵圖

管道和設備布置平麵圖應以直接正投影法繪製，按假想除去上層樓板後俯視規則繪製，否則應在相應垂直剖麵圖中表示平剖麵的剖切符號，剖視的剖切符號應由剖切位置線，投射方向線及編號組成，剖切位置線和投射方向線均應以粗實線繪製。

用於通風空調係統設計的建築平麵圖，應用細實線繪出建築輪廓線和與通風空調有關的門、窗、梁、柱、平台等建築物配件，並標明相應定位軸線編號、房間名稱、平麵標高。常采用繪圖比例為1：100。

（2）剖麵圖

剖麵圖應在平麵圖基礎上盡可能選擇反映係統全貌的部位垂直剖切後繪製。斷麵的剖切符號用剖切位置線和編號表示。管道不宜用單線繪製，並注明管道、設備標高。常采用繪圖比例為1：100。

（3）係統圖

係統圖是以軸測投影法繪製，宜采用與相應的平麵圖一致的比例，按正等軸測或正麵斜二測按投影規則繪製。管道係統圖的基本要素應與平、剖麵圖相對應。係統圖可用單線繪製，圖中的管線重疊、密集處，可采用斷開畫法，斷開處宜以相同的小寫拉丁字母表示，也可用細虛線連接。常采用繪圖比例為1：100。

（4）詳圖

當詳圖表示某些設備或管道係統複雜連接點的詳細構造及安裝要求時，應在平、剖麵圖上標注索引符號。常采用繪圖比例為1：20或1：50。

需要指出的是：所表示的詳圖如果采用標準圖集中的統一做法時可不必繪出，隻需指出標準圖號，供施工人員從標準圖中查閱。

現以一儀表車間的空調施工圖舉例介紹通風空調施工圖的組成。