组合式空调机组设计规范.docx

械合式空调机组 性能设计规范 编制：许辉 概述 第一章 换热器（表冷器）如何设计 第二章 风机和风机电机的设计选型 第三章 加湿器的知识和设计选型 第四章 风阀及电动执行器的设计选型 第五章 过滤器的知识和设计选型 第六章 消声器知识和设计选型 第七章 减震器的知识和设计选型 第八章 转轮热回收装置的知识和设计选型 第九章 框架防冷桥原理介绍 第十章 挡水板的设计选型方法和工作原理 概述 本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。 组合式空调机组的长、宽、高是按模数进行设计，标准规定： 1M=158mm基本命名方式 为：MKZXXXX前两为数字表高度上的模数，后两位表示宽度上的模数， 尺寸的计算方法为： L=XX*158+50 (70)。 组合式空调机组的基本设计工况: 项目 供冷工况 供热工况 备注 干球温度C 27+1.0 21+1.0 湿球温度C 19.5+0.5 -- 进水温度C 7+0.2 60+1 出水温升C 5+0.2 -- 风量(m3/h) 名义风量 出口风压(Pa) 根据客户需要选择合适的风机 功能段 功能段是根据客户的要求进行匹配，无具体的设计要求 混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、加湿段、风机段、 消声段等进行自由组合， 对空气的进行处理， 满足客户对空气洁净度和舒适度、 环境噪声的 需求。 第一章换热器设计计算方法 换热器用来实现空气与热源载体一一水进行能量交换的设备， 是空调末端产品中最重要 的部件之一。主要构件有进出水管、集水管、铜管、翅片、 U型管、端板等，下面主要介绍 表冷器大小、翅片形式、铜管大小等的选择，其结构上的知识不做介绍。 我们公司换热器的命名方法： 以换热器的中文名加三个主参数，即：换热器 M*N*L, M表示换热器的排数，N表示换 热器高度方向的铜管数，L表示换热器有效长度（即换热铜管长度），如：换热器4*20* 1500, 表示4排换热器，高度方向有 20根管，换热器铜管的有效长度为 1500。换热器的其他构件 相关尺寸都是以这三个基本参数为依据换算而来。 换热器的的系列代号方法如下： MK • HRQ □□口 I—左、右式换热器区别代号，左式用ZS示、右式用YS示。 换热器总水管代号，用1、2、3、4表示，分别代表通径 为 DN40 DN50 DN65 DN80勺总水管 一换热管代号，巾16换热管缺省不表示， 6 9.52用Ug示 ——换热器基本代号，换热器汉语拼音缩写，用 HR咬示 ——部件分隔符，用“ • ”表示 ——空调末端产品基本代号，美的空调汉语拼音缩写，用 M侬示 完整的换热器的表示方法如下： MK HRQ3Z换热器MX NX L （换热器系列部件图样代号及名称） MK HRQ3Z换热器8X 24X2015 （换热器系列部件图样代号及名称） 表示换热管规格为 。16、总水管通径为 DN65 （3型管）、8排（M=8换热管、每排管数 为24 （N=24）、换热器迎风面长度或换热管有效长度为 2015mm（L=2015）的左式换热器。 换热器的设计： 一、 基本参数的设计： M 一般尽量按客户要求选择，在没有客户要求的情况下，我们根据 N、L的值，加上 我们的经验公式（见后）进行计算。 N、L根据我们规划的段位尺寸，保证换热器在表冷段中便于安装，且有最大的换热 面积和迎风面积，具体的段位尺寸见组合空调标准段位图。 二、翅片和铜管的选择 目前我们公司有波纹片、开窗片、平片三种翅片形式。波纹片主要是与 。16铜管配套， 开窗片、平片与。9.52铜管配套。风机盘管主要采用 。9.52铜管套平片，空调箱按风量区 别，5000m3/h以上的采用。16铜管套波纹片，5000m3/h以下的采用。9.52铜管套开窗片。 波纹片与。16铜管换热器特点：风阻较小，换热能力较小。开窗片与 。9.52的换热器 特点：风阻较大，换热能力较大。平片与 。9.52的换热能力最小。 三、铜管管路的分布 根据载体一一水在管路中的走向及流程分布，管路可以分为：全回路、 1/2回路、3/4 回路等，目前我们多采用的为全回路、 1/2回路。 全回路布管方式的特点：流速较慢，管路阻力小，但换热系数小。适用于换热能力较 小的机组。 1/2回路布管方式的特点：流速快，管路阻力大，但换热系数大。适用于换热能力较大 的机组。 3/4回路布管方式的换热系数介于以上两种之间。 四 换热器的经验计算公式（最后一列是以 MKZ061M例进行的计算） 表冷器校核计算 输入参数 序号 名称 代号 计算公式 单位 参数 1 风量 L m/h 10000 2 P孔数/排 N 孔 20 3 有肋长度 A Mm 1300 4 排数 R 排 4 5 片距 T Mm 3.1 6 进风干球温度 11 C 27 7 进风湿球温度 t s1 C 19.5 8 进水温度 t w1 c 7 9 出水温度 t w2 c 12 10 P流程比 b 2 11 流通断面积 f 0 2 m 0.000177 计算方法 12 空气^^ G G=1.2*L/3600 Kg/s 3.33 13 接触系数 E/ Ez =A-B*Fy 0.97 14 迎风面积 Fy Fy=0.000001*40*N*A o 2 m 1.04 15 迎面风速 Vy Vy=L/(Fy*3600) m/s 2.67 16 r散热面积 F F=R*Fy*20.845 m2 86.72 17 假设出风干球温 度 t2 =13 C 13.44 18 假设出风湿球温 度 t s2 ts2 =t 2 -(t 1-ts1)*(1-E / ) C 13.22  19 进风烙 11 I 1=0.0707*t s1A2+0.6452*t #16.18 KJ/Kg 55.65 20 假设出风焰 I 2 I 2/ =0.0707*t s2 A2+0.6425*t s2 +16.18 KJ/Kg 37.03 21 冷量 Q Q/ =(I 1-I 2/ )*G KW 62.06 22 析湿系数 七 E =(I 1-I 2 )/1.01(t 1—t 2 ) 1.36 23 水流量 W W =CT /((t w2-t w1)*4.19) l/s 2.96 24 水流速 3 / 3 / =W /((N*f o)/b)/1000 m/s 1.68 25 传热系数 K =1.163/(1/(A*Vy m* E n)+1/(B* / 0.8、、 3 )) 2- W/mC 73.43 26 :传热单位数 r 3 3 =K/ *F/ E *G*Cp 1.39 27 水当量数 丫 丫 =E *G*cp/W，*c 0.37 28 干球温度效率 Eg/ Eg/ =1-e-B(1-Y)/1- 丫 e-B(1- Y) 0.69 29 需要的效率 Eg = (t 1-t 2 )/(t 1-t w1) 0.68 输出参数 30 出风干球温度 t 2 12=t 1-(t 1-tw1)Eg/ C 13.20 31 出风湿球温度 t s2 t s2=t 2-(t 1-t s1)*(1-E / ) C 12.97 32 出风烙 I 2 12=0.0707*t s2A2+0.6425*t s2+16.18 KJ/Kg 36.42 33 冷量 Q Q=(I1-I2)*G KW 64.09 34 r水流1 W W=Q/((tw2-tw1)*4.19) m3/h 11.01 35 水流速 CO 3 =W/((N*f 0)/b) m/s 1.73 36 空气阻力 Hs Hs=a*Vym* E n Pa 214.31 37 水阻力 P P=( p /2)*(0.44*(R*b-1)+R*b* 入 _ 2 *A0/d)* co KPa 29.75 38 进水管数 Ni 1 39 水管通径 Dn Dn=(4*W/(3.14*3600* co *N1)°.5*1000 Mm 47 实际水管取值 DN Mm 50 第二章 风机和电机的设计选型 、风机的一些基本知识及分类 风机的定义：风机是一个装有两个或多个叶片的旋转轴推动气流的机械。主要有三个部 分组成：叶轮（亦称涡轮或转子） 、壳体以及驱动设备。 一般没有直联电机的风机主要组成部分：风轮、机壳、框架、轴承、轴、出风法兰（部 分有） ，其中风轮、轴承、轴是关键的部件，需要特别注意。 风机性能参数：风量、静压、动压、功率、效率、静压效率等，性能曲线： Q （风量）- Y］（效率）、P （压力，包括动压、静压） -Q （风量）等，其中 Pst （静压）-Q （风量）曲线 是风机最重要的性能曲线，也是风机选型中最重要的依据。 风机的类型：离心式，轴流式，贯流式。 离心式：空气从轴向进入，径向吹出，风量较大，压力大； 轴流式：空气从轴向进入，轴向吹出，风量大，压力较小； 贯流式：空气在风机是两进两出，径向进径向出，再径向进径向出，风量小、压力小、 噪声低。 二、离心式风机的分类和特点 离心式风机是末端机组常用到的风机类型，另外也用到风管机，天顶机等 按叶片旋转方向分类： 1 ） 前向离心 叶轮的旋转方向与叶片的弯曲方向一致， 叶片宽度较小， 其叶片形式有： a 、前弯型薄叶片， b 、 机翼型叶片； （ 2 ）后向离心 叶轮的旋转方向与叶片的弯曲方向相反，叶片宽度大。其叶片形式有： a、后倾后弯叶片，b、后弯斜扭叶片。 特点：风量较大，压力大。前向离心适用于风量大，而压力相对较小的场合，比如末端 产品的空调箱、风机盘管、阻力较小的组合空调、桂式空调、移动空调等 后向离心适合 与风量大，压力大，比如，高阻力的组合空调，还有需要四面出风的场合，比如天顶机等。 三、轴流风机的分类和特点 轴流风机的特点：风量大，压力低，运行转速比较低，噪声大。主要用在一些通风设备 中，对风量要求大，而压力要求较低的场合。比如家用空调的室外机、风冷热泵等。 其叶片形式有多种： 牛角型，主要用于车间吹风； 镰刀型，主要用于风冷热泵等； 半椭圆性，主要用于通风，如台扇等。 四、贯流风机 贯流风机是一种用得比较少的风机， 运行转速很低，压力很小，运行噪声很低。目前主 要用在家用空调的室内机，但次中风机易产生一种啸叫声。让人听着及不舒服。 五、风机的选型 离心风机是我们末端的主要风机，选型以此为例。 风机的选型需要几个基本参数：风量 （m3/h）、静压或全压（主要是静压，单位 Pa）、出 风口速度（m/s）、功率，而选型的基本依据是性能曲线，最重要的是 P （静压）-Q （风量） 曲线。 在进行风机的选型之前，先要了解与风机有关并且常会遇到的几个术语：静压、动压、 全压、 风机全压、 风机静压、 气体流量、 风机的内部功率、 轴功率、 静压效率、 机械效率等。 静压 ： 静压即气流中某一点的或充满气体的空间某点的绝对压力与大气压力之压差。 该 点的压力高于大气压时为正值， 低于环境大气压时则为负值。 它同样作用于各个方向， 与速 度无关，是气流中潜能的量度。 动压 （ 也称速度压 ） ： 动压是将气体从零速度加速至某一速度所需的压力， 与气流动能成 正比。动压只作用于气流方向，并且永远是正值。其计算公式为： Pt=（1/2） p 丫 丫式中V= 速度（m/s）, p为空气密度（kg/m3）。 全压 : 它是静压与动压之代数和，它是气流中所存在的全部能量的量度。 风机全压定义：风机出口平均全压与风机进口平均全压之代数差。 它是风机对气体施加的总 机械能的量度，其测量方法详见下图 6.3-2 。 风机静压 ： 风机静压是用于评估风机的抗阻能力。 必须在某一转速下， 定风量下才能根 据风机的静压高低来说明风机的抗阻能力强弱。某转速下，风量和转速有一定的关系，用 P-Q 曲线表示。 风量 （气体流量） ： 它是风机每秒钟所推动的空气立方米数 （CMS）， 而与空气密度无关。 风机的内部功率 ：风机的内部功率是对一个既定体积克服既定压力而运动所需的功率 （有效功率或内部功率）假定其效率是 100%寸：静压有效功率=（QxPst） + 1020;全压有效 功率=（QX Pt） + 1020;式中Q—空气体积，CMS Pt 一全压，Pa, Pst 一静压，Pa 。 轴功率 ：它是风机实际所需的功率，因为风机实际上不能 100%有效，所以比内部功率 （AkW要大，它包括 V—皮带驱动机构、附件（如轴承）和其它需要加至风机的能量。 计算公式为： W=（Q+ 1020） X （Pt +刀t） 式中刀t=风机总效率 静压效率（ S.E ） ：它是静压有效功率除以风机输入的能量。 计算公式为：S.E=输出功率+输入功率 =（Q X Pst） + （1020 X W） 机械效率（ M.E） ：亦称作全压效率（ Et ） ，是输出能量与输入能量之比。 计算公式为： M.E（Et）= （Q X Pt） + （1020 X W） 10 个术语中，其中轴功率、静压效率、机械效率（也称全压效率）这三个参数会 出现在风机选型软件的性能参数表上， 是对已定风量和压头的空气系统选择风机型号的重要 数据。 风机选型 风机选型的必须条件：1、性能参数和性能曲线； 2、使用环境的阻力。 性能参数和性能曲线：风机性能都是用曲线表示出来的，重点是 Pst-Q曲线下图所 示， 12-9 20DQ 25（X1 30 口口 35（X1 4000 45DD 50口口 55（X1 43000 6500 70DO 7500 Q（m3/h） 它能用图形方式描述整个系列风机的性能，同一种风机在三个不同转速下的性能曲 线。根据设计的额定风量、要求的静压，在 Pst-Q曲线上选择能达到要求风机转速。同时 根据功率-风量曲线选择出相对应的电机参数。 现在各个风机厂家都有自己的选型软件，选型软件上有各种风机的运行参数曲线。 我们只需输入相关的额定值，软件都会提示有那些风机能满足要求。不管什么方式选择 风，都会有二个或多个风机可满足要求，此时我们要根据功率、效率、噪声等几个空调重 要的考察参数确定最佳方案。最佳风机的选择应正好在性能曲线的最高效点或在它的右 边，而在P-Q曲线最高点的稍左，最终选择风机型号时经济方面（即成本控制）通常是决定 因素。 注意：a选择风机工作点特别注意不要在性能曲线的不稳定区域 （在全压效率最高点 的左侧）择风机。b在全压效率和静压效率都较高的点上去选择风机还要结合考虑其最小能 耗（即轴功率）和风机的极限转速。 对于各品牌风机，应通过实验验证其宣讲的参数与实际的偏差，每个公司都会将自己 的产品效率等讲得高一点。 另外，风机轴承寿命、配用的电机功率和电机极数也是风机选型需考虑的另外两个因 素，对于风机而言，其实际转速在其极限转速的 80%时运行并配置适当大小的传动轮可以 提高轴承的寿命。而配用的电机转速与风机的实际转速有关， 风机在实际运行时到底该配多 少极数的电机才为合适，在电机选型中有详述。 六、风机的串联与并联选型 1风机的串联 是指当系统阻力特别大， 一台通风机不足以克服时， 可选用两台或以上的风机 串联运行，共同克服统阻力。串联风机在系统中输送同一风量， 而系统的阻力则是各台风机 所克服的阻力叠加。 2风机的并联 是指当需要的风量特别大， 一台风机满足不了要求时， 可选用两台以上的风机 安装于同一系统中并联运行， 共同输气。并联风机所要克服的是同一系统的阻力， 而系统中 3 通过的风量则是并联各台风机输出风量的叠加。 在我们的空调箱中运用得很多，如10000m/h 的机组，其全压为 400Pa,如果选用两台相同型号的风机并联输气时，单台风机的选型参数 则是：风量为5000m3/h和全压为400Pa最终选出来的风机型号与单风机选型方法相同。 七、风机的安装方式 组合空调机组的风机和电机是一起安装在同一个风机架焊件上的， 按风机的出口方式其安装 方法有下图6.5-1所示的四种形式：水平下送、水平上送、顶前送风、顶后送风。电机可以 放在风机后面或风机的侧面安装。图 6.5-1 离心风机的安装方式侧视图 ；”;送二I 笈#遗风 在投标方案的项目中， 需综合考虑外接风管的方向、 距离及表冷器中心位置与风机轴心位置 大概在相同高度上来先择一个最佳的送风方式; 在没有任何条件规定送风方式的情况下, 先选用（1）的送风方式。 1、 风机在箱体内的布置方式 对于箱体内风机位置的正确布置与否，关系到风机进风口和出风口的气流是否顺畅，如 果受到一定的阻碍或限制，为了补尝由此而产生的静压损失就需要相应提高风机的转速, 时也会相应增加了风机的噪声、轴功率。 在我们常用的机组中， 风机是以敞开式进风口方式安装在风机段的箱体内， 有时由于安 装空间有限，箱体两侧的面板很靠近风机进口， 这就会限制进风空气的流动， 会使风机性能 和送风量有不同程度的降低， 为了使风机进口和出口的气流顺畅， 最大限度地减少进出口气 流的压力损失，风机进风口应当保持一个最小的距离 A> 1/2D（D为风机叶轮的直径），如果 只有1/3叶轮的直径，将会使用风机的风量降低 10% 派常规MKZM的风机安装正常要求为两侧进风口到边的距离> 0.75D, 2、常用的离心风机的布置规范 （1）情况1:单头风机（图1） （2）情况2:双头风机（图2） （3）情况3:多个单头 风机（图3） 注：L表示风机背部宽度尺寸； D表示风机叶轮直径尺寸 3、风机出风口的连接方式 当用直管送风时，建议送风管不要突然间向大截面过渡，而且推荐使用不大于 15。的 变径管来实现这种过渡，从而减小能耗，这是在管道设计中常用的，目前我们公司采用软件接 头，达到减振的功效。 4、改变风机风量的方法 改变风机风量的方法常用的有如下三种: 初投资较省，且有较宽的 (1)利用风机入口导向阀，这种方法降低风机能量消耗较多, 调节范围。 (2)改变风机转速，如配变频器或变速电机，这种方法降低风机能量消耗最多，风量调 节范围宽，但初投资最高，风机容易进入不稳定区工作。 (3)利用风机出口阀门。这种方法节省风机能量很少，风量调节范围较小，易使风机进 入不稳定区工作。 5、离心风机使用的注意事项 a,风机选型时的实际运行转速最好能在其极限转速的 80雄围内，不宜超过其根限转速的 90%;b,当2台前倾风机并联运行时， 只要系统压力稍有变化， 风机运行工况容易跳到不稳定 区域运行，如果配变频器调速时，变频器的电流容易超载，所以， 如遇到并联风机需配变频 器时，优先选用后倾风机。 八.电机的选型及应用 不同品牌的电机，其制作标准和使用条件也有所不同， 除非客户要求，尽量确定一种电机为 常规标准配置电机，目前我们公司选用的是浙江大速电机。 1、常用Y系列电机的特点 MKZM组常用的Y系列的三相异步电动机，是一种全封闭自扇式鼠笼型三相异步电动机。此 系列的电机具有高效、节能、性能好，噪声低、振动小，可靠性高、功率等级和安装尺寸符 合I.E.C.标准和使用维护方便等优点，其防护等级为 IP44,绝缘等级为B级。 2、电机的使用条件 (1)不同品牌的电机其使用条件也有不相同，大多数 Y系列的三相异步电动机的使用环境温 度为：-20C〜40C,海拔：不超过1000米。 浙江大速电机 Y系列的使用环境温度：随季节而变化，但不超过 40C; 海拔：不超过1000米。 频率：50Hz; 电压：380V （2）如果使用在海拔高度超过 1000米以上时，由于空气较稀薄，对电机的散热不利，为延长 电机的使用寿命，电机需降档使用，但如果电机是在空调箱内，且箱体内有 1.2米/s以上 的气流通过电机时则不需考虑降档使用的问题。 3、电机的绝缘等级与防护等级 3.1 绝缘等级 电机的绝缘等级是指其在耐热的温升范围工作的能力 ，超过规定的温升范围便会丧失应有的 绝缘能力。 国标GB11021-89《电气绝缘的耐热性评定和分级》 电工产品绝缘的使用期受到多种因素 （如温度、电压和机械的应力、振动、有害气体、化学 物质、潮湿、灰尘和辐照等 ）的影响，而温度通常是对绝缘材料和绝缘结构老化起支配作用 的因素。因此已有一种实用的、 被世界公认的耐热性分级方法， 也就是将电气绝缘的耐热性 划分为若干耐热等级，各耐热等级及所对应的温度值如下： 耐热等级：Y级A级E级B级F级H 级C级 200 220 温升（ C）： 90 105 120 130 155 180 180 以上 200 220 温升超过250C,则按间隔25c相应设置耐热等级。 3.2 IP防护等级 IP （International Protection ）防护等级系统是由 GB 4208-1993 规定。将灯 具电器依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的外物包含工具、 人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。 ip防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具电器防尘、防止外物侵入的等 级；第二个数字表示灯具电器防湿气、防水侵入的密闭程度。 数字越大，表示其防护等级越 高，两个标示数字所表示的防护等级如下表 7.4.2-1和表7.4.2-2 表3.2-1 :第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度 A个标示数字 防护等级 定义 备注 0 无防护 对外界的人或物无特殊之防护 IP0- 1 防止大丁 50mm勺 固体物体侵入 防止人体（如手掌）因意外而接触到 灯具内部之零件。防止较大尺寸（直 径大丁 50mm的外物侵入 IP1- 2 防止大丁 12mm勺 固体物体侵入 防止人的手指接触到灯具内部之零 件。防止中等尺寸（直径大于 12mm 长度J＜于80mm的外物侵入 IP 2-  3 防止大丁 2.5mm 的固体物体侵入 防止直径或厚度大于 2.5mm之工具、 电线或类似的细小的外物侵入而接触 到灯具的内部零件 IP 3- 4 防止大丁 1.0mm 的固体物体侵入 防止直径或厚度大于 1.0mm之工具、 电线或类似的细小的外物侵入而接触 到灯具的内部零件 IP 4- 5 防尘 完全防止外物侵入。虽不能完全防止 灰尘侵入，但侵入的灰尘的量并不会 影响灯具的正常操作 IP 5- 6 尘密 完全防止外物侵入，且可完全防止灰 尘侵入 IP 6- 表3.2-2:第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度 第二个标示数字 防护等级 定义 备注 0 无防护 对外界的人或物无特殊之防护 IP- 0 1 防止滴水侵入 垂直滴卜的水滴（如凝结水）对灯具 电器不会造成有害影响 IP- 1 2 倾斜15°时仍可 防止滴水侵入 当灯具电器由垂直倾斜至 15°时， 滴水对灯具不会造成有害影响 IP- 2 3 防止喷洒的水侵 入 防雨或防止与垂直的夹角小于 60 ° 之方向所喷洒的水进入灯具电器造 成损坏 IP- 3 4 防止飞溅的水侵 入 防止各方1可飞溅用来的水进入灯具 电器造成损坏 IP- 4 5 防止喷射的水侵 入 防止来自各方向由喷嘴喷射出的水 进入灯具电器造成损坏 IP- 5 6 防止大浪的侵入 装设于甲板上的灯具电器， 防止因大 浪的侵袭而浸水造成损坏 IP- 6 7 防止浸水时的水 侵入 灯具电器浸在水中一定的时间或水 压在一定的标准以卜能确保不因进 水而造成损坏 IP- 7 8 防止沉没时的水 侵入 灯具电器无限期的沉没于指定水压 的状况下，能确保/、因进水而造成损 坏 IP- 8 例如：等级的第一标记数字如 IP6_表示防尘保护等级（6表示完全防止灰尘进入，见上表 3.2-1）第二标记数字如IP_5表示防水保护等级 （5表示防护水的喷射， 见上表3.2-2 ） 派 常规的Y系列国产电机的绝缘等级为 B级，防护等级为IP44。而进口品牌 电机的绝缘等级为F级，B级考核，防护等级为IP55。国产电机亦可定做绝 缘等级为F级，防护等级为IP55的电机。 3.4 电机的安全系数K (1)确定风机轴功率Nt以后，查下表7.6-1确定电机的安全系数 K (国标规定) 风机功率kW 安全系数K <0.5 1.5 >0.5 〜1 1.4 >1〜2 1.3 >2〜5 1.2 >5 〜20 1.15 >20 1.10 (2)电机实际功率 Nl> Nt*K; (3)电机散热最少距离(电机尾则与面板距离) 71M~132M 25mm 160M~250M 40mm 3.5 电机的选型方法 电机的选型与风机的选型是相互关联的 ，在风机选型软件的性能参数表上都有风机的实 际吸收功率，选用电机的额定功率按上表 7.6-1选取安全系数 K,按风机的运行系数为 10% 时，在选择了某一型号风机的同时， 已确风机的吸收功率， 利用安全系数可确定选用电机的 额定功率，这与风机选型表上推荐使用的电机额定功率一般都差不多 ，这里没确定的是选用 的电机到底是多少极数的才为合适，这也是我们电机选型的关键。 3.5.1 电机的启动转矩与风机的启动转矩 在确定风机型号的同时也确定了电机的功率后， 要确定选用电机的极数时先要了解与电 机极数有关的启动转矩。 转矩也称作力的力矩。它是物体围绕一个固定的轴开始旋转所需能量的量度。 当电机启动时它需要一个相对较高的转矩， 根据所驱动的机器类型， 通常是满负荷转矩 的1.5〜2.5倍，因为机器启动的频率、温度、润滑油的数量和形式等，以及类似的可变因 素都有直接的关系。 在启动阶段，转矩先微降到最小，然后增加到最大，再回落到它正常运 行时的转矩。 要确定所选的电机是否能提供足够的转矩以驱动风机从静止加速到运行速度而没有超 过它的设计极限，首先要计算出风机的启动转矩， 确定了风机的启动转矩后， 所选择的电机 的启动转矩必须等于或大于工作运转时的启动转矩负荷。 而电机的工作运转时的启动转矩负 荷与风机的惯性力矩、带轮的惯性力矩、角速度、角加速度等都有关系。 3.5.2 启动转矩的计算 1 台机组的风机要启动运转，是靠电机及皮带带动电机轮，风机轮等装置转动起来的， 所以电机工作时的启动转矩均与风机的惯性力矩、 两个带轮的惯性力矩、 角速度、 角加速度 等都有关系，下面是一些力矩的计算公式： 1 ）： 风机的惯性力矩公式: 22 2）： 带轮的惯性力矩公式: 3）： 总的惯性力矩公式: Jf =PD/4= m x (R +r )/2 kgm Jfp,J mp = m x R/2 kgm 2 J =( J f + J fp) x (n F/n m) + J mp+J m kgm 角速度公式: nm/60 rad/s 5）： 角加速度公式: 2 = W/t rad/s 6）： 启动转矩公式: Ts= J x a /g kgm 上式中： kg m = 惯性轮的重量， R = 惯性轮的外半径， r= 惯性轮的内半径， JFP = 风机轮的惯性力矩， kgm2 JMP = 电机带轮的惯性力矩， kgm2 JM = 电机的惯性力矩， kgm2 nF = 风机的转速， rpm nM = 电机的转速， rpm tS = 电机的启动时间， rpm 由于以上的计算比较繁锁，而且很多参数需风机、电机厂家提供，不能在样本上直接 找出。一般来说电机的额定启动力矩均比它工作时的启动转矩大很多，按以往的设计经验， 我们可以简化计算，将电机与风机的转速比 i 设定一个定值范围来选择电机的额定转数。 ★ 一般规定电机、风机的转速比i02.0。 3.5.3 电机皮带轮、风机皮带轮以及皮带的选型 当一台机组的风机型号与电机型号确定以后， 就可以进行电机皮带轮、 风机皮带轮以及 皮带的选型配置了，根据机械设计手册中的资料，我们常用的皮带带型有 A型V带、B型V 带、C型V带、SPA型窄V带、SPB型窄V带、SP6窄V带、SPZ型窄V带等，在带轮直径 和电机的转速相同时， 单根皮带带动的额定的功率在前面 6 种的带型中是由小到大的， 前面 三种一般适用于电机功率在 5.5kW 以下的较小功率的机组， 后面三种的应用范围较广， 一般 从 3.0kW 以上的机组均可使用。 MZK 机组使用的带轮型号都是 SPA型、SPB型、SPC型这三种，配用的都是窄 V带，在 风机和电机已选定的情况下，我们可以根据转速比 i=n 1/n 2=D2/D1 来进行风机轮、电机轮以 及皮带的选型。 n1 —小轮的转速 n2 —大轮的转速 D1 —小轮的基准直径 D2 —大轮的基准直径 计算出 i 后 , 先确定电机轮的大小，而电机轮的大小又与带动该机组的电机额定功率、皮带 根数和皮带轮的型号有关系，将这些因素确定以后，便可以进行两轮和皮带的配置了。 如上例示7.7.2-2 :有一台机组的风量为 31000m3/h ,机组的全压为 695Pa,用YILIDA的选 型软件，选到的风机为 SYD560K风机的选型转速为 705 rpm ,风机的吸收功率为 9.75kW, 选用的电机额定功率为 15 kW-6P,两轴间距为1200mm请选择电机轮、风机轮及皮带的配 置。 解答： (1) 设计功率 由电机额顶功率 P = 15kW， 查机械设计手册三第 22篇带、 链、 摩擦和螺旋传动中的表 22.1-9 查得设计工况系数 Ka=1.2 ,则设计功率 Pd =KaP=1.2 X 15=18 kW ( 2 )选定带型 根据功率 Pd = 18 kW 和电机机转速 n1=970r/min ，由机械设计手册三第 22 篇 带、链、摩擦 和螺旋传动中的表 22.1-2确定为SPA型 ( 3 )传动比 i= n 1/n 2 =970+705=1.37 (4) 两轮的基准直径， 参考机械设计手册三第 22 篇 带、链、摩擦和螺旋传动中的表 22.1-2 和 22.1-13i ，取小轮 的基准直径D1=200mm则大轮的基准直径为 D2=iD1 =1.37 X 200=274mm然后从公司常用的皮 带轮品牌样本中可查得接近的 d假设为6=280 mm ( 5 )风机的实际转速 n2=(1- e)nQ/D2 =( 1-0.01) x 970x200 + 280=686 r/min ( 6 )带速 u =兀 nQ/60 X 1000 =3.14 X 970X 200+6X 1000=10.15 m/s (7) 确定皮带长度 按要求选取两轴中心距 a 0=1200mm则所需皮带的长度 Ldo= 2“0+兀。+ D2)/2 + ( D2- D)2/4 a 0 = 2 X 1200 + 3.14 X (200+280) + 2 + (280-200) 2+4X 1200 =3154.9 mm ,查机械设计手 册三第 22篇 带、链、摩擦和螺旋传动中的表 22.1-6 ，选取基准长度 Ld =3150mm。 ( 8 )校核两轴实际的中心距离 a = a 0+ (Ld-Ldo) /2 = 1200 + (3150-3154.9 ) /2 =1197.5mm (9)小带轮的包角(一般要求R 120° ) amax=180° -(280-200)/ a X 57.3 =180 ° -(280-200)/ 1197.5 X 57.3 =176.17 (10)单根V带的基本功额定功率 根据D =200mmf口 ni=970r/min,由机械设计手册三第 22篇带、链、摩擦和螺旋传动中的表 22.1- 13i SPA 型窄V带的额定功率可查得单根皮带拖动的功率 Pi=5.94 kW。 (11)功率增量4 Pi 考虑传动比的影响， 额定功率的增量^ Pi由机械设计手册三第 22篇带、链、摩擦和螺旋传 动中的表22.1-13i右侧参数可查得功率增量△ Pi=0.26 (12) V带的根数 Z=Pd/(P 1 +△ Pi )KaKL 由机械设计手册三第 22篇 带、链、摩擦和螺旋传动中的表 22.1-10和表22.1-11分别查得 包角修正系数 Ka=0.99和带长修正系数 K-=1.04,所以 z=Pd/(P i +APi )KaKL=18 +(5.94+0.26) X 0.99 X 1.04=2.82 根，取 3 根。 综合上述计算可得出： 电机皮带轮为：SPA-200X 3 风机皮带轮为：SPA-280X 3 皮带长为：SPA3150X 3 其配用的锥套可在相关样本中查得。 派 为提高V带和风机轴承的寿命， 宜选取较大的带轮直径， 但风机轮太大时则会增加风机 的进风阻力。 冰 带速u不得低于5m/s,为充分发挥 V带的传动能力，应使u=20m/s。 4、电机的安装方式 MKZM组用得较多的电机安装方式有后置式和侧置式，如下图 7.7-1所示。 (1)后置式：如上图7.7-1所示的电机安装在风机的后面称为后置式。 (2)侧置式：如上图7.7-2所示的电机安装在风机的侧面称为侧置式 。 (3)注意事项： a.侧置式风机架在焊接电机安装梁时需考虑 B> 1.5倍单根皮带的宽度距离。风机轮安装时 尽量往里靠，电机轮安装时尽量往外靠， 保持两轮的中轴线重合。 风机轮的直径一般要求 < 1/3D(风轮直径)，极限为w 1/2D,如果>1/2D的则要采用孔板式或肋骨式皮带轮。 b.皮带优先选用 SPA和SPB型，根数越少越好，一般只有在电机功率w 2.2kW或两轮中心 距太小而选不到最短规格的 SPA带时才选用A B C等型号的皮带及皮带轮。 c.常用的皮带品牌要考虑皮带最大耐温，一般要可达 90c (通常含有耐热橡胶)。 d.小于2 (d1+d2)的意思是不希望使用皮带过长。因为皮带过长在运行中会产生煽动，特别 在皮带的张力不能得到保证的情况下。 一旦皮带煽动会造成传递负荷的大幅度降低， 造成打 滑和迅速磨损。当然实际使用中，许多条件是可以变动的。如最小 0.7,如果二个皮带轮直 径差得不多，包角就不是问题，那比 0.7小也可以。如果有措施防止皮带煽动，或者负荷均 衡，距离大些也是可以的。 5、双速电机的用法 双速电机 是指1台电机具有2种不同的极数同时存在，该系列的电动机具有可随负载性 质的要求而有级地变化转速，从而达到功率的合理匹配和简化变速系统的特点， 是节约