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💨 风管风速/风量计算器

风量 (CMH)
截面积

风管计算信息

风量(CMH) = 截面积(㎡) × 风速(m/s) × 3600。这是通风设备设计中不可或缺的计算。

指南

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风速与风量的关系

在风管系统中,风速和风量是最基础也最关键的设计参数。理解两者的关系是高效通风系统设计的核心。风量(Q)按 Q = V × A 公式计算,其中 Q 为风量(㎥/h 或 CMH),V 为风速(m/s),A 为风管截面积(㎡)。换算为 CMH 时,将 ㎥/s 乘以 3,600。直径200mm的圆形风管在风速5m/s下,A = π × (0.1)² = 0.0314㎡,Q = 0.0314 × 5 × 3,600 = 565 CMH。若直径为300mm,截面积为0.0707㎡,在相同风速下为1,271 CMH。一间20人的办公室,每人需要30 CMH,则总共需要600 CMH;采用直径250mm的风管(0.049㎡)时,所需风速为3.4m/s,处于推荐范围(2~8m/s)之内。

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CMH(每小时立方米)单位

CMH 表示每小时立方米,是通风设备领域中使用最广泛的风量单位。层高2.5m的100㎡办公室,室内空气体积为250㎥,若以每小时换气1次为目标,所需风量为250 CMH。北美地区主要使用 CFM(每分钟立方英尺),其中 1 CMH = 0.588 CFM,1 CFM = 1.699 CMH。住宅设施推荐换气0.5~1.0次/小时,办公室1.5~2.5次/小时,会议室4~6次/小时。每人所需换气量一般为20~30 CMH,会议室、教室为30~50 CMH,地下停车场则要求每1㎡地面6~10 CMH。

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通风设备设计标准

有效的通风设备设计关键在于平衡室内空气质量与能源效率。建议二氧化碳浓度保持在1,000ppm以下,可吸入颗粒物(PM10)在100㎍/㎥以下,细颗粒物(PM2.5)在50㎍/㎥以下。所需换气量的计算有按人数的 Q = N × q 和按换气次数的 Q = V × n 两种方法。50人的教室每人40 CMH则需2,000 CMH,500㎥的办公室每小时换气2次则需1,000 CMH。烹饪设施所需换气量比一般办公室高10~20倍,夏季应考虑使用热交换通风装置。

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风管尺寸的选定方法

合理的风管尺寸选定直接影响系统效率、噪声和安装成本。圆形风管截面积按 A = π × (D/2)² 公式计算,反之用 A = Q ÷ (V × 3,600) 求所需截面积。以6m/s输送1,500 CMH需要 A = 1,500 ÷ (6 × 3,600) = 0.069㎡,直径约297mm,因此选择标准的300mm。摩擦损失与风管长度及风速的平方成正比,直线风管每米0.1~0.2 mmAq为宜。一个90度弯头造成的压力损失相当于3~5m直线风管。增大直径可减少压力损失,从而降低运行成本。

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风速引起的噪声问题

风管噪声直接影响室内人员的舒适度,风速是主要原因。主风管一般为6~10m/s,分支风管4~8m/s,出风口附近2~5m/s;图书馆、录音室即使是主风管也限制在4~6m/s。风速超过8m/s时噪声急剧增加。湍流噪声与风速的6次方成正比,风速加倍约增加18dB。将风管直径增大20%可使风速降低约30%,噪声降低5~8dB。安装消声器可将宽带噪声降低20~30dB。

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HVAC系统效率优化

HVAC系统效率优化是降低能耗成本并保持舒适室内环境的关键。风机功率与风量的3次方成正比,因此将风量减少20%可节省约49%的能耗。变风量(VAV)系统根据负荷调节风量,每年可节省30~50%,变频控制风机可节省20~40%的电力。滤网应每3~6个月更换一次,堵塞率超过30%时风机负荷增加15~25%。风管应每2~3年清洗一次,密封接头处的漏风可回收10~20%的风量损失。