风管尺寸

风管尺寸的计算方法

风管的尺寸取决于它需要输送多少空气以及空气应以多快的速度移动：截面积等于风量除以风速。 输入风管段需要输送的风量和目标风速，此计算器将求出所需的圆形风管直径——向上取整到实际制造的最接近尺寸。

将风管尺寸定得过小，会迫使相同的风量通过更小的开口，使空气速度超过目标——这是暖通空调系统嘈杂啸叫的典型原因。定得比必要的更大则会浪费材料和空间而没有实际好处，因为它只会使空气减速得比需要的更多。

公式

$$\text{Area} = \frac{\text{Airflow (CFM)}}{\text{Velocity (ft/min)}}$$

所得面积可直接换算为圆形风管的直径。由于风管只按一套固定的标准尺寸出售，此计算器总是将精确直径向上取整到下一个可用尺寸——从不向下取整——因此实际风管的真实风速会保持在目标值或以下，而不会超过目标值。

示例计算

一个风管段需要以 700 英尺/分钟 的目标风速输送 400 CFM：

1. 所需面积：$400 \div 700 = 0.571$ 平方英尺，约 82.3 平方英寸。
2. 所需精确直径：约 10.2 英寸。
3. 向上取整到最接近的标准尺寸：一根 12 英寸 圆形风管。
4. 12 英寸下的实际风速：约 509 英尺/分钟 —— 舒适地处于 700 英尺/分钟目标或以下，正如预期。

需要考虑的关键因素

• 矩形风管需要换算为”等效圆形直径”才能进行公平的尺寸比较。 矩形风管的效率取决于其长宽比，而不仅仅是截面积——一个非常扁平、宽大的矩形风管，效率会低于面积相同、更接近方形的风管，因此简单地把圆形与矩形风管的面积对齐并不完全等效。
• 此计算器只是孤立地为一段风管定尺寸，而非为整个分支系统定尺寸。 真实的暖通空调风管系统会将总风量分配到通往不同房间的多个分支，每个分支都需要根据自身在总 CFM 中所占的份额单独定尺寸——完整的系统设计还需要考虑每个配件和弯头上的总静压，这是单段风速计算无法涵盖的。
• 弯头、变径接头及其他配件会带来直管段摩擦之外的额外阻力。 风管系统中的每一个弯曲或变径都会增加气流阻力——弯道较多的系统可能需要在直线风速计算的基础上做进一步调整。
• 回风管道通常比相同风量下的送风管道定得更大。 回风管道通常以低于送风管道的目标风速运行，以尽量降低回风格栅处的噪音——不要假设送风和回风管道适用相同的目标风速。

常见错误

• 按系统总CFM而非该分支自身份额来确定每个分支风管的尺寸。 总风量需要按每个房间自身的冷暖负荷比例分配到每个分支——按系统总CFM为每个分支定尺寸会严重使每段管道尺寸过大。
• 认为风速越低越好。 目标定得太低会迅速抬高所需直径，产生尺寸过大、成本高昂的风管，甚至可能无法容纳在现有的框架空间内——目标是达到或略低于目标值，而不是尽可能地低于目标值。
• 未先换算为等效直径就直接将矩形风管的原始面积与圆形风管比较。 如果形状不同，截面积相同的两根风管并不能以同等效率输送空气——参见上文关于等效直径的说明。
• 忘记同直径下软管的表现与硬管不同。 软管的波纹内壁比光滑的硬质金属风管产生更大的单位长度摩擦，这可能意味着软管段需要加大尺寸或精心安装才能达到相同的实际风速。

值得了解

• 制造的圆形风管尺寸通常以2英寸为增量递增（4、6、8、10、12英寸等等）——这就是为什么计算器总是将精确计算出的直径向上取整到下一个标准尺寸，而不是显示任何供应商实际都不会备货的小数直径。
• 软管（常用于分支管段的波纹绝缘型）在相同直径和风量下，单位长度的摩擦损失明显高于光滑的硬质金属风管——软管段可能需要略微加大尺寸，或保持较短且拉直，才能达到硬管计算所假设的相同实际风速。
• 系统的总风量（来自空气处理机组或炉子的额定CFM）需要按每个房间自身的冷暖负荷比例分配到每个分支风管——按系统总CFM为每个分支定尺寸会严重使每段管道尺寸过大。
• 尺寸正确的风管只是安静、高效暖通空调性能的一半；正确的安装（密封的接缝、最少的急弯、防止下垂的充分支撑）与直径本身同样重要。