空調係統（tǒng）阻力的構成與計算

空調係統中空氣流動（dòng）的（de）動力來自風機。風機不僅（jǐn）要提供必要的通風量，還要（yào）提（tí）供（gòng）足（zú）夠（gòu）的全（quán）壓以克服係統的空氣流動阻力。所以在選擇風機的時候（hòu）必須先計算出（chū）係統在一定空氣流量下的（de）空氣流動阻力。
1、係統阻力的構成、分類與計算
風機（jī）必須克（kè）服（fú）的空氣流（liú）動阻力項（xiàng）包括：風機出口及軟接頭、主送風管、送風口、回風口、回（huí）風管、空調箱入口、空調箱內的構件（空氣過濾器（qì）、冷卻盤管、加熱盤管、空氣加濕（shī）器、擋水板（bǎn）等）及空（kōng）調箱（xiāng）出口與風機入口等。
上述阻力項可以分成管段（duàn）摩擦阻力及局部阻力兩類：
（1）管段（duàn）摩擦阻力
摩擦阻力是由於空氣本身的黏滯性（xìng）及空氣與管（guǎn）壁間的的摩擦（cā）而造成的能量損失，也可稱為沿程阻力。通常隻發生（shēng）於管道斷麵形狀與尺寸不變的直管段內，如送、回風管道（不包括管道上的彎頭及閥門等構件（jiàn））
管段摩擦阻（zǔ）力（lì）與管道的長度成正比（bǐ）。工（gōng）程計算方（fāng）法如下：

式（shì）中，為管段摩擦阻力（lì），Pa
    為比摩阻（即（jí）單位長度管段的摩擦（cā）阻力），Pa/m
    為管段長度，m
當管段尺寸與長度確定後（hòu），隻要獲得對應的比摩阻，就可計算得出管段摩擦阻力。比摩阻通常可以查圖或表獲得。下圖（tú）是工程計算中常用（yòng）的線算圖（tú）：

上圖中縱坐標為（wéi）空氣流量，橫坐標為比摩（mó）阻。由（yóu）左上（shàng）向右下傾斜的一組平行線為空（kōng）氣流速，由左（zuǒ）下向右上傾斜的一組平行線為圓形管道直徑。在上述四個參數中隻要已知兩個，就可以查到其它兩個。製表條件為：大氣壓（yā）p_B=101 325Pa、溫度t=20℃、管（guǎn）壁粗糙度K=0.15mm。如果使用條件不同，對查得（dé）的結（jié）果需要進行修正。
（2）局部阻力
局部阻力是空氣流過斷麵（miàn）形狀、尺寸、流向、流量發生變化的管道和構件時的（de）能（néng）量損失，例如三通、彎頭、變徑管、閥門（mén）、風口等（děng）。
工程設計計算中通常采用局部阻力（lì）係數法計（jì）算構件的局部阻力：

式中，為局部阻力，Pa
    為局（jú）部阻力係數，通常由實驗（yàn）測定
    對應計算斷麵的空氣平均流速，m/s
式中的為（wéi）對應斷麵的空氣（qì）動壓（yā），當從相（xiàng）關表格（gé）中查（chá）到構件的局部（bù）阻力係數後，乘以對應空氣動壓，即求（qiú）得局部阻力。在空調風管係統中，與摩擦阻力相比，局部阻力（lì）占主要（yào）比例。
不同局部構（gòu）件的局部阻力係數可以從有關設計手冊與資料中查到。下表為（wéi）漸擴管的局部阻力係（xì）數：

2、不（bú）利環路（lù）及係統總（zǒng）阻力
空氣從通風機的出口開始，流經（jīng）管道，局部構件等後由送風口送入空調室內（nèi），然後經回風口、管道、局部構件等回到通風（fēng）機（jī）的進口，稱為一個空氣流動環路。空調風管係統通常會有許多並聯環路（lù），其中空氣流動阻力大的環（huán）路稱（chēng）為不利環路。
風管係統設計時應以不利環路為基準（zhǔn），計算其空氣流動阻力，並作為係統總阻力。通風機（jī）必須同時滿足係統總風量與（yǔ）總阻力的要求（qiú），通風機（jī）提供的全壓應等於係統總阻力。在實際工程設（shè）計中通常再考慮一（yī）定安全係數後選擇通風機。隻要不利環路所需的風（fēng）機全壓得到（dào）滿足，其它並（bìng）聯環路所需的全壓也一（yī）定得到滿足。
如果各並聯環路（lù）上（shàng）的局部構件基本相同，則通常管路長度（包括送、回風管）大的就是不利環路。如果某些環路雖然長度不大，但管路中有局部阻力較（jiào）大（dà）的構件或設（shè）備，那它也可能作為不利環路。
在係統進行管路設計時，通常以（yǐ）不利環路為（wéi）基準。
一般情（qíng）況下，空調箱生產廠商可以根據風（fēng）管係統所（suǒ）需風量、全壓等參數配置通風機。空調箱本身的空氣流動阻力（風口、過濾器、盤管等）也已經考慮在內了。如果（guǒ）需要設計人員自己選擇風（fēng）機（jī），那麽除了不利環路中風管（guǎn）係統的（de）阻力外，空調箱本身（shēn）的阻（zǔ）力不能忽略。
3、並聯環路的阻力平衡
在風管係（xì）統中凡有共同起訖點的環路稱為並聯環路。如下圖（tú）所（suǒ）示。空調箱服務於A,B,C三個房間，故1-A-6與1-2-B-5-6以及1-2-3-C-4-5-6是並聯環路。由於在共同（tóng）起訖點上（shàng）的空氣壓（yā）力狀態相同，因此所有並聯環路得到的有效作用全壓（yā）必須是相等的，這就要求在係統管路設計的同時考慮在設計（jì）流量下各並聯環路的空氣流動阻力相等，即考慮並（bìng）聯環路的阻力平衡。

如果設計（jì）計算結果使得並（bìng）聯環路的阻力不平衡，那（nà）麽係統實際運行（háng）時（shí）由於並聯環路獲（huò）得的全壓是一致的，所以設計流動阻力小的（de）環路（lù）流量（liàng）會偏大，而設計阻（zǔ）力大的環路流量會偏小，工程上稱為水力失調，空調房間的溫濕度（dù）等參（cān）數就達不到設計要求。
實際設計過程（chéng）中要求並聯環路的阻力（lì）*相等（děng）也是不可能的，所以用允許不平衡率來加以控製，對一般空調（diào）係統，兩並聯環路的阻力差值不應超過15%，對於除塵係統不應超過10%。
上圖中，設0-1-2-3-C-4-5-6-7為不利環路，則要求其中並聯環路的阻力有：

如果（guǒ）設計結果達不到上述要求，就應修改（gǎi）設計，通常采用以下方法來實現：
（1）調整風管管（guǎn）徑。縮小阻力偏小環路的風管管徑（jìng），使管內空氣流速上升，進而流（liú）動阻力也上升。調整（zhěng）後的管徑（jìng）可用下式（shì）計算：

式中，D為原設計管（guǎn）徑，mm
   D′為調（diào）整後管徑（jìng），mm
   Δp為原計算的（de）環路阻力，Pa
   Δp′為阻力平衡要求達到的環（huán）路阻力，Pa
上式是工程計算（suàn）用的近似公式，按此式的計算（suàn）結果調整後的環路阻力仍可能不（bú）平衡。
（2）增加風量。調整風管管徑有時仍無（wú）法滿（mǎn）足阻力平（píng）衡的要求，或者受到其它條件（jiàn）的限製，管徑無法縮小，此時也可以采用增加（jiā）阻（zǔ）力偏小環路的空氣流量來實（shí）現阻力平衡，調整流量的計算方法如下：

式中，L為原設（shè）計流量（liàng），m³/h
   L′為調整後流（liú）量，m³/h
采用這種方法可（kě）以使阻力偏小的環路實現阻力平衡，但卻使係統的總流（liú）量（liàng）增加，這是為了保證不利環路的設計流量，不得已采取的辦法。
（3）調節閥門。在並聯（lián）環路上安裝調節閥（fá）門，通過關小阻力偏小（xiǎo）環（huán）路（lù）上（shàng）閥門的開度來增加（jiā）空氣流動阻力，實現阻力平衡。從調節角度來看，這種方法較方便，但如果並聯環路的設計阻力不平衡率很大，*依（yī）靠閥門調節並不能實現阻力平衡，同時（shí）可能帶來過大（dà）的（de）空氣流（liú）動噪聲。所（suǒ）以在設計計算過程中應當采用（yòng）合理布置風管走向及（jí）上述調整風管管徑、增加風（fēng）量等措施。