本課件描述了組合式空調機組的設計參數、性能要求、設計工況及各元件設計和選型方法。功能段包括混合段、初效過濾段、中效過濾段、表冷段、熱盤管段、電加熱段、各種加濕、風機段、消聲段等二十余種功能段。
組合式空調機組的具體命名方法可參閱GB/T14294-2008《組合式空調機組》：
組合式空調機組的基本設計工況：
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項目 |
供冷工況 |
供熱工況 |
備注 |
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干球溫度℃ |
27+1.0 |
21+1.0 |
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濕球溫度℃ |
19.5+0.5 |
-- |
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進水溫度℃ |
7+0.2 |
60+1 |
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出水溫升℃ |
5+0.2 |
-- |
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風量(m3/h) |
名義風量 |
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|
出口風壓(Pa) |
根據客戶需要選擇合適的風機 |
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功能段 |
功能段是根據客戶的要求進行匹配，無具體的設計要求 |
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混合段、初效過濾段、中效過濾段、表冷段、熱盤管段、電加熱段、加濕段、風機段、消聲段等進行自由組合，對空氣的進行處理，滿足客戶對空氣潔凈度和舒適度、環境噪聲的需求。
現行標準：GB/T14294-2008《組合式空調機組》，該標準側重空氣動力和熱工能；
EN1886-1998《建筑通風用空氣處理機組機械性能》，該標準是EN標準系列中建筑通風和空調用機組系列標準的一部分，側重箱體結構的機械性能。
換熱器設計計算方法
換熱器用來實現空氣與熱源載體——水進行能量交換的設備，是空調末端產品中最重要的部件之一。主要構件有進出水管、集水管、銅管、翅片、U型管、端板等，下面主要介紹表冷器大小、翅片形式、銅管大小等的選擇，其結構上的知識不做介紹。
一般換熱器的命名方法：換熱器的中文名稱加三個主參數，即：換熱器 M*N*L，M表示換熱器厚度方向銅管排數，N表示換熱器高度方向的銅管數，L表示換熱器有效長度（即換熱銅管長度），如：換熱器 4*20* 1500，表示4排換熱器，高度方向有20根管，換熱器銅管的有效長度為1500。換熱器的其他構件相關尺寸都是以這三個基本參數為依據換算而來。換熱器的的系列代號方法如下：
完整的換熱器的表示方法如下：
ZK．HRQ3Z 換熱器M×N×L （換熱器系列部件圖樣代號及名稱）
ZK．HRQ3Z 換熱器8×24×2015 （換熱器系列部件圖樣代號及名稱）
表示換熱管規格為φ16、總水管通徑為DN65（3型管）、8排（M=8）換熱管、每排管數為24（N=24）、換熱器迎風面長度或換熱管有效長度為2015mm（L=2015）的左式換熱器。
具體名稱命名方式可參閱換熱器命名 。
換熱器的設計：
一、 基本參數的設計：
M 一般盡量按客戶要求選擇，在客戶沒有要求的情況下，我們根據N、L的值，加上我們的經驗公式（見后）進行計算。
N、L 根據我們規劃的段位尺寸，保證換熱器在表冷段中便于安裝，且有最大的換熱面積和迎風面積，具體的段位尺寸見組合空調標準段位圖。
二 、翅片和銅管的選擇
一般情況下有波紋片、開窗片、平片三種翅片形式。波紋片主要是與φ16銅管配套，開窗片、平片與φ9.52銅管配套。風機盤管主要采用φ9.52銅管套平片，空調箱按風量區別，5000m3/h以上的采用φ16銅管套波紋片，5000m3/h以下的采用φ9.52銅管套開窗片。
波紋片與φ16銅管換熱器特點：風阻較小，換熱能力較小。開窗片與φ9.52的換熱器特點：風阻較大，換熱能力較大。平片與φ9.52的換熱能力最小。
三 、銅管管路的分布
根據載體——水在管路中的走向及流程分布，管路可以分為：全回路、1/2回路、3/4回路等，目前多采用的為全回路、1/2回路。
全回路布管方式的特點：流速較慢，管路阻力小，但換熱系數小。適用于換熱能力較小的機組。
1/2回路布管方式的特點：流速快，管路阻力大，但換熱系數大。適用于換熱能力較大的機組。
3/4回路布管方式的換熱系數介于以上兩種之間。
四、換熱器的經驗計算公式（最后一列是以0610為例進行的計算）：
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表冷器校核計算 |
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輸入參數 |
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序號 |
名稱 |
代號 |
計算公式 |
單位 |
參數 |
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1 |
風量 |
L |
m3/h |
10000 |
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|
2 |
孔數/排 |
N |
孔 |
20 |
|
|
3 |
有肋長度 |
A0 |
Mm |
1300 |
|
|
4 |
排數 |
R |
排 |
4 |
|
|
5 |
片距 |
T |
Mm |
3.1 |
|
|
6 |
進風干球溫度 |
t1 |
℃ |
27 |
|
|
7 |
進風濕球溫度 |
ts1 |
℃ |
19.5 |
|
|
8 |
進水溫度 |
tw1 |
℃ |
7 |
|
|
9 |
出水溫度 |
tw2 |
℃ |
12 |
|
|
10 |
流程比 |
b |
2 |
||
|
11 |
流通斷面積 |
f0 |
m2 |
0.000177 |
|
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計算方法 |
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12 |
空氣質量流量 |
G |
G=1.2*L/3600 |
Kg/s |
3.33 |
|
13 |
接觸系數 |
E＇ |
E＇=A-B*Fy |
0.97 |
|
|
14 |
迎風面積 |
Fy |
Fy=0.000001*40*N*A0 |
m2 |
1.04 |
|
15 |
迎面風速 |
Vy |
Vy=L/(Fy*3600) |
m/s |
2.67 |
|
16 |
散熱面積 |
F |
F=R*Fy*20.845 |
m2 |
86.72 |
|
17 |
假設出風干球溫度 |
t2＇=13 |
℃ |
13.44 |
|
|
18 |
假設出風濕球溫度 |
ts2＇ |
ts2，=t2，-(t1-ts1)*(1-E＇) |
℃ |
13.22 |
|
19 |
進風焓 |
I1 |
I1=0.0707*ts1^2+0.6452*ts1+16.18 |
KJ/Kg |
55.65 |
|
20 |
假設出風焓 |
I2＇ |
I2＇=0.0707*ts2＇^2+0.6425*ts2＇+16.18 |
KJ/Kg |
37.03 |
|
21 |
冷量 |
Q＇ |
Q＇=(I1-I2＇)*G |
KW |
62.06 |
|
22 |
析濕系數 |
ξ |
ξ=(I1-I2＇)/1.01(t1-t2＇) |
1.36 |
|
|
23 |
水流量 |
W＇ |
W＇=Q＇/((tw2-tw1)*4.19) |
l/s |
2.96 |
|
24 |
水流速 |
ω＇ |
ω＇=W＇/((N*f0)/b)/1000 |
m/s |
1.68 |
|
25 |
傳熱系數 |
K＇ |
K＇=1.163/(1/(A*Vym*ξn)+1/(B*ω＇0.8)) |
W/m2℃ |
73.43 |
|
26 |
傳熱單位數 |
β |
β=K＇*F/ξ*G*cp |
1.39 |
|
|
27 |
水當量數 |
γ |
γ=ξ*G*cp/W＇*c |
0.37 |
|
|
28 |
干球溫度效率 |
Eg＇ |
Eg＇=1-e-β(1-γ)/1-γe-β(1-γ) |
0.69 |
|
|
29 |
需要的效率 |
Eg=(t1-t2＇)/(t1-tw1) |
0.68 |
||
|
輸出參數 |
|||||
|
30 |
出風干球溫度 |
t2 |
t2=t1-(t1-tw1)Eg＇ |
℃ |
13.20 |
|
31 |
出風濕球溫度 |
ts2 |
ts2=t2-(t1-ts1)*(1-E＇) |
℃ |
12.97 |
|
32 |
出風焓 |
I2 |
I2=0.0707*ts2^2+0.6425*ts2+16.18 |
KJ/Kg |
36.42 |
|
33 |
冷量 |
Q |
Q=(I1-I2)*G |
KW |
64.09 |
|
34 |
水流量 |
W |
W=Q/((tw2-tw1)*4.19) |
m3/h |
11.01 |
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35 |
水流速 |
ω |
ω=W/((N*f0)/b) |
m/s |
1.73 |
|
36 |
空氣阻力 |
Hs |
Hs=a*Vym*ξn |
Pa |
214.31 |
|
37 |
水阻力 |
P |
P=(ρ/2)*(0.44*(R*b-1)+R*b*λ*A0/d)*ω2 |
KPa |
29.75 |
|
38 |
進水管數 |
N1 |
1 |
||
|
39 |
水管通徑 |
Dn |
Dn=(4*W/(3.14*3600*ω*N1)0.5*1000 |
Mm |
47 |
|
實際水管取值 |
DN |
Mm |
50 |
||
風機和電機的設計選型
一、風機的一些基本知識及分類
風機的定義：風機是一個裝有兩個或多個葉片的旋轉軸推動氣流的機械。主要有三個部分組成：葉輪（亦稱渦輪或轉子）、殼體以及驅動設備。
一般沒有直聯電機的風機主要組成部分：風輪、機殼、框架、軸承、軸、出風法蘭（部分有），其中風輪、軸承、軸是關鍵的部件，需要特別注意。
風機性能參數：風量、靜壓、動壓、功率、效率、靜壓效率等，性能曲線：Q-η（風量與效率）、P（壓力，包括動壓、靜壓）-Q（風量）等，其中Pst-Q（靜壓～風量）曲線是風機最重要的性能曲線，也是風機選型中最重要的依據。
風機的類型：離心式，軸流式，貫流式。
離心式：空氣從軸向進入，徑向吹出，風量較大，壓力大；
軸流式：空氣從軸向進入，軸向吹出，風量大，壓力較小；
貫流式：空氣在風機是兩進兩出，徑向進徑向出，再徑向進徑向出，風量小、壓力小、噪聲低。
二、離心式風機的分類和特點
離心式風機是末端機組常用到的風機類型，另外也用到風管機，天頂機等
按葉片旋轉方向分類：
（1）前向離心 葉輪的旋轉方向與葉片的彎曲方向一致，葉片寬度較小，葉片形式有：a 、前彎多翼型薄葉片，目前我們公司末端的風機都屬于此類；b、前彎機翼型葉片，多為塑料風機；
（2）后向離心 葉輪的旋轉方向與葉片的彎曲方向相反，葉片寬度大。葉片形式有：a、 后傾后彎曲機翼型葉片，目前組合式空調機組中大風量，高靜壓風機屬于此類；b、后彎曲型斜扭葉片。
特點：風量較大，壓力大。前向離心適用于風量大，而壓力相對較小的場合，比如末端產品的空調箱、風機盤管、阻力較小的組合空調、掛式空調、移動空調等；后向離心適合與風量大，壓力大，比如，高阻力的組合空調，還有需要四面出風的場合，比如天頂機等。
三、軸流風機的分類和特點
軸流風機的特點：風量大，壓力低，運行轉速比較低，噪聲大。主要用在一些通風設備中，對風量要求大，而壓力要求較低的場合。比如家用空調的室外機、風冷熱泵等。
其葉片形式有多種：
牛角型，主要用于車間吹風；
鐮刀型，主要用于風冷熱泵等；
半橢圓性，主要用于通風，如臺扇等。
四、貫流風機
貫流式風機是一種用得比較少的風機，運行轉速很低，壓力很小，運行噪聲很低。目前主要用在家用空調的室內機，但次中風機易產生一種嘯叫聲。讓人聽著及不舒服。
五、風機的選型
離心風機是我們末端的主要風機，選型以此為例。
風機的選型需要幾個基本參數：風量(m3/h)、靜壓或全壓(主要是靜壓，單位Pa)、出風口速度(m/s)、功率，而選型的基本依據是性能曲線，最重要的是P-Q（靜壓～風量）曲線。
在進行風機的選型之前，先要了解與風機有關并且常會遇到的幾個術語：靜壓、動壓、全壓、風機全壓、風機靜壓、氣體流量、風機的內部功率、軸功率、靜壓效率、機械效率等。
靜壓：靜壓即氣流中某一點的或充滿氣體的空間某點的絕對壓力與大氣壓力之壓差。該點的壓力高于大氣壓時為正值，低于環境大氣壓時則為負值。它同樣作用于各個方向，與速度無關，是氣流中潛能的量度。
動壓(也稱速度壓)：動壓是將氣體從零速度加速至某一速度所需的壓力，與氣流動能成正比。動壓只作用于氣流方向，并且永遠是正值。其計算公式為：Pt=(1/2)ρνν式中V=速度（m/s），ρ為空氣密度（kg/m3）。
全壓:它是靜壓與動壓之代數和，它是氣流中所存在的全部能量的量度。
風機全壓定義：風機出口平均全壓與風機進口平均全壓之代數差。它是風機對氣體施加的總機械能的量度，其測量方法詳見下圖。
風機靜壓：風機靜壓是用于評估風機的抗阻能力。必須在某一轉速下，定風量下才能根據風機的靜壓高低來說明風機的抗阻能力強弱。某轉速下，風量和轉速有一定的關系，用P-Q曲線表示。
風量（氣體流量）：它是風機每秒鐘所推動的空氣立方米數(CMS)，而與空氣密度無關。
風機的內部功率：風機的內部功率是對一個既定體積克服既定壓力而運動所需的功率（有效功率或內部功率）假定其效率是100%時：靜壓有效功率=(Q×Pst)÷1020；全壓有效功率=(Q×Pt)÷1020；式中Q—空氣體積，CMS，Pt—全壓，Pa，Pst—靜壓，Pa。
軸功率：它是風機實際所需的功率，因為風機實際上不能100%有效，所以比內部功率（AKW）要大，它包括V—皮帶驅動機構、附件（如軸承）和其它需要加至風機的能量。
計算公式為：W=(Q÷1020)×(Pt÷ηt)，式中ηt=風機總效率
靜壓效率（S.E）：它是靜壓有效功率除以風機輸入的能量。
計算公式為：S.E= 輸出功率÷輸入功率= (Q×Pst)÷(1020×W)
機械效率（M.E）：亦稱作全壓效率（Et），是輸出能量與輸入能量之比。
計算公式為：M.E(Et)= (Q×Pt)÷ (1020×W)
以上10個術語中，其中軸功率、靜壓效率、機械效率（也稱全壓效率）這三個參數會出現在風機選型軟件的性能參數表上，是對已定風量和壓頭的空氣系統選擇風機型號的重要數據。
風機選型
風機選型的必須條件：1、性能參數和性能曲線；2、使用環境的阻力。
性能參數和性能曲線：風機性能都是用曲線表示出來的，重點是Pst-Q曲線下圖所示，
它能用圖形方式描述整個系列風機的性能，同一種風機在三個不同轉速下的性能曲線。根據設計的額定風量、要求的靜壓，在Pst-Q曲線上選擇能達到要求風機轉速。同時根據功率-風量曲線選擇出相對應的電機參數。
現在各個風機廠家都有自己的選型軟件，選型軟件上有各種風機的運行參數曲線。我們只需輸入相關的額定值，軟件都會提示有那些風機能滿足要求。不管什么方式選擇風，都會有二個或多個風機可滿足要求，此時我們要根據功率、效率、噪聲等幾個空調重要的考察參數確定最佳方案。最佳風機的選擇應正好在性能曲線的最高效點或在它的右邊，而在P-Q曲線最高點的稍左,最終選擇風機型號時經濟方面（即成本控制）通常是決定因素。
注意：a 選擇風機工作點特別注意不要在性能曲線的不穩定區域（在全壓效率最高點的左側）擇風機。b 在全壓效率和靜壓效率都較高的點上去選擇風機還要結合考慮其最小能耗（即軸功率）和風機的極限轉速。
對于各品牌風機，應通過實驗驗證其宣講的參數與實際的偏差，每個公司都會將自己的產品效率等講得高一點。
另外，風機軸承壽命、配用的電機功率和電機極數也是風機選型需考慮的另外兩個因素，對于風機而言，其實際轉速在其極限轉速的80%時運行并配置適當大小的傳動輪可以提高軸承的壽命。而配用的電機轉速與風機的實際轉速有關，風機在實際運行時到底該配多少極數的電機才為合適，在電機選型中有詳述。
六、風機的串聯與并聯選型
1、風機的串聯是指當系統阻力特別大，一臺通風機不足以克服時，可選用兩臺或以上的風機串聯運行，共同克服統阻力。串聯風機在系統中輸送同一風量，而系統的阻力則是各個風機所克服的阻力疊加。
2、風機的并聯是指當需要的風量特別大，一個風機滿足不了要求時，可選用兩臺以上的風機安裝于同一系統中并聯運行，共同輸氣。并聯風機所要克服的是同一系統的阻力，而系統中通過的風量則是并聯各個風機輸出風量的疊加。在我們的空調箱中運用得很多，如10000m3/h的機組，其全壓為400Pa，如果選用兩臺相同型號的風機并聯輸氣時，單個風機的選型參數則是：風量為5000m3/h和全壓為400Pa最終選出來的風機型號與單風機選型方法相同。
七、風機的安裝方式
組合空調機組的風機和電機是一起安裝在同一個風機架焊件上的，按風機的出口方式其安裝方法有下圖所示的四種形式：水平下送、水平上送、頂前送風、頂后送風。電機可以放在風機后面或風機的側面安裝。離心風機的安裝方式側視圖如下：
在投標方案的項目中，需綜合考慮外接風管的方向、距離及表冷器中心位置與風機軸心位置大概在相同高度上來先擇一個最佳的送風方式；在沒有任何條件規定送風方式的情況下，優先選用（1）的送風方式。
1、風機在箱體內的布置方式
對于箱體內風機位置的正確布置與否，關系到風機進風口和出風口的氣流是否順暢，如果受到一定的阻礙或限制，為了補償由此而產生的靜壓損失就需要相應提高風機的轉速，同時也會相應增加了風機的噪聲、軸功率。
在我們常用的機組中，風機是以敞開方式進風的方式安裝在風機段的箱體內，有時由于安裝空間有限，箱體兩側的面板很靠近風機進風口，就會限制進風空氣的流動，會使風機性能和送風量有不同程度的降低，為了使風機進口和出口的氣流順暢，最大限度地減少進出口氣流的壓力損失，風機進風口應當保持一個最小的距離A≥1/2D(D為風機葉輪的直徑)，如果只有1/3葉輪的直徑，將會使用風機的風量降低10%。
※ 常規組給式空調機組的風機安裝正常要求為兩側進風口到邊的距離≥0.75D
2、常用的離心風機的布置規范
（1）情況1：單頭風機（圖1）（2）情況2：雙頭風機（圖2）（3）情況3：多個單頭風機（圖3）
注：L表示風機背部寬度尺寸；D表示風機葉輪直徑尺寸
3、風機出風口的連接方式
當用直管送風時，建議送風管不要突然間向大截面過渡，而且推薦使用不大于15°的變徑管來實現這種過渡,從而減小能耗,這是在管道設計中常用的，目前我們公司采用軟件接頭，達到減振的功效。
4、改變風機風量的方法
改變風機風量的方法常用的有如下三種：
（1）利用風機入口導向閥，這種方法降低風機能量消耗較多，初投資較省，且有較寬的調節范圍。
（2）改變風機轉速，如配變頻器或變速電機，這種方法降低風機能量消耗最多，風量調節范圍寬，但初投資最高，風機容易進入不穩定區工作。
（3）利用風機出口閥門。這種方法節省風機能量很少，風量調節范圍較小，易使風機進入不穩定區工作。
5、離心風機使用的注意事項
（１）風機選型時的實際運行轉速最好能在其極限轉速的80%范圍內，不宜超過其級限轉速的90%;
（２）當2臺前傾風機并聯運行時，只要系統壓力稍有變化，風機運行工況容易跳到不穩定區域運行，如果配變頻器調速時，變頻器的電流容易超載。所以，如遇到并聯風機需配變頻器時，優先選用后傾風機。
八、電機的選型及應用
不同品牌的電機，其制作標準和使用條件也有所不同，除非客戶要求，盡量確定一種電機為常規標準配置電機，目前我們公司選用的是浙江大速電機。
1、常用Y系列電機的特點
ZK機組常用的Y系列的三相異步電動機，是一種全封閉自扇式鼠籠型三相異步電動機。此系列的電機具有高效、節能、性能好，噪聲低、振動小，可靠性高、功率等級和安裝尺寸符合I.E.C.標準和使用維護方便等優點，其防護等級為IP44，絕緣等級為B級。
2、電機的使用條件
(1)不同品牌的電機其使用條件也有不相同，大多數Y系列的三相異步電動機的使用環境溫度為：-20℃～40℃,海拔：不超過1000米。浙江XX電機Y系列的使用環境溫度：隨季節而變化，但不超過40℃；
海拔：不超過1000米
電壓：380V 50Hz；
(2)如果使用在海拔高度超過1000米以上時，由于空氣較稀薄，對電機的散熱不利，為延長電機的使用壽命，電機需降檔使用，但如果電機是在空調箱內，且箱體內有1.2米/s以上的氣流通過電機時則不需考慮降檔使用的問題。
3、電機的絕緣等級與防護等級
3.1絕緣等級
電機的絕緣等級是指其在耐熱的溫升范圍工作的能力,超過規定的溫升范圍便會喪失應有的絕緣能力。
國標GB11021-89《電氣絕緣的耐熱性評定和分級》
電工產品絕緣的使用期受到多種因素(如溫度、電壓和機械的應力、振動、有害氣體、化學物質、潮濕、灰塵和輻照等)的影響，而溫度通常是對絕緣材料和絕緣結構老化起支配作用的因素。因此已有一種實用的、被世界公認的耐熱性分級方法，也就是將電氣絕緣的耐熱性劃分為若干耐熱等級，各耐熱等級及所對應的溫度值如下：
耐熱等級：Y級 A級 E級 B級 F級 H 級 C級 200 220
溫升(℃)：90 105 120 130155 180 180以上 200 220
溫升超過250℃，則按間隔25℃相應設置耐熱等級。
3.2 IP防護等級
IP（International Protection）防護等級系統是由GB 4208-1993規定。將燈具電器依其防塵、防止外物侵入、防水、防濕氣之特性加以分級。這里所指的外物包含工具、人的手指等均不可接觸到燈具內之帶電部分，以免觸電。
IP防護等級是由兩個數字所組成，第一個數字表示燈具電器防塵、防止外物侵入的等級；第二個數字表示燈具電器防濕氣、防水侵入的密閉程度。數字越大，表示其防護等級越高，兩個標示數字所表示的防護等級如下表1和表2；
表1：第一個標示特性號碼（數字）所指的防護程度
|
第一個標示數字 |
防護等級 |
定義 |
備注 |
|
0 |
無防護 |
對外界的人或物無特殊之防護 |
IP0- |
|
1 |
防止大于50mm的固體物體侵入 |
防止人體（如手掌）因意外而接觸到燈具內部之零件。防止較大尺寸（直徑大于50mm）的外物侵入 |
IP1- |
|
2 |
防止大于12mm的固體物體侵入 |
防止人的手指接觸到燈具內部之零件。防止中等尺寸（直徑大于12mm，長度大于80mm）的外物侵入 |
IP2- |
|
3 |
防止大于2.5mm的固體物體侵入 |
防止直徑或厚度大于2.5mm之工具、電線或類似的細小的外物侵入而接觸到燈具的內部零件 |
IP3- |
|
4 |
防止大于1.0mm的固體物體侵入 |
防止直徑或厚度大于1.0mm之工具、電線或類似的細小的外物侵入而接觸到燈具的內部零件 |
IP4- |
|
5 |
防塵 |
完全防止外物侵入。雖不能完全防止灰塵侵入，但侵入的灰塵的量并不會影響燈具的正常操作 |
IP5- |
|
6 |
塵密 |
完全防止外物侵入，且可完全防止灰塵侵入 |
IP6- |
表2：第二個標示特性號碼（數字）所指的防護程度
|
第二個標示數字 |
防護等級 |
定義 |
備注 |
|
0 |
無防護 |
對外界的人或物無特殊之防護 |
IP-0 |
|
1 |
防止滴水侵入 |
垂直滴下的水滴（如凝結水）對燈具電器不會造成有害影響 |
IP-1 |
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2 |
傾斜15°時仍可防止滴水侵入 |
當燈具電器由垂直傾斜至15°時，滴水對燈具不會造成有害影響 |
IP-2 |
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3 |
防止噴灑的水侵入 |
防雨或防止與垂直的夾角小于60°之方向所噴灑的水進入燈具電器造成損壞 |
IP-3 |
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4 |
防止飛濺的水侵入 |
防止各方向飛濺而來的水進入燈具電器造成損壞 |
IP-4 |
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5 |
防止噴射的水侵入 |
防止來自各方向由噴嘴噴射出的水進入燈具電器造成損壞 |
IP-5 |
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6 |
防止大浪的侵入 |
裝設于甲板上的燈具電器，防止因大浪的侵襲而浸水造成損壞 |
IP-6 |
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7 |
防止浸水時的水侵入 |
燈具電器浸在水中一定的時間或水壓在一定的標準以下能確保不因進水而造成損壞 |
IP-7 |
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8 |
防止沉沒時的水侵入 |
燈具電器無限期的沉沒于指定水壓的狀況下，能確保不因進水而造成損壞 |
IP-8 |
例如：等級的第一標記數字如IP6_ 表示防塵保護等級 (6表示完全防止灰塵進入，見上表1) 第二標記數字如IP_5 表示防水保護等級（5 表示防護水的噴射，見上表2）。
※ 常規的Y系列國產電機的絕緣等級為B級，防護等級為IP44。而進口品牌電機的絕緣等級為F級，B級考核，防護等級為IP55。國產電機亦可定做絕緣等級為F級，防護等級為IP55的電機。
3.4 電機的安全系數K
（1）確定風機軸功率Nt以后，查下表3 確定電機的安全系數K（國標規定）
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風機功率kW |
安全系數K |
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<0.5 |
1.5 |
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>0.5～1 |
1.4 |
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>1～2 |
1.3 |
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>2～5 |
1.2 |
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>5～20 |
1.15 |
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>20 |
1.10 |
（2）電機實際功率N≥Nt*K；
（3）電機散熱最少距離（電機尾則與面板距離）
71M～132M 25mm 160M～250M 40mm
3.5 電機的選型方法
電機的選型與風機的選型是相互關聯的,在風機選型軟件的性能參數表上都有風機的實際吸收功率,選用電機的額定功率按上表3選取安全系數K，按風機的運行系數為10%時，在選擇了某一型號風機的同時，已確風機的吸收功率，利用安全系數可確定選用電機的額定功率，這與風機選型表上推薦使用的電機額定功率一般都差不多,這里沒確定的是選用的電機到底是多少極數的才為合適，這也是我們電機選型的關鍵。
3.5.1電機的啟動轉矩與風機的啟動轉矩
在確定風機型號的同時也確定了電機的功率后，要確定選用電機的極數時先要了解與電機極數有關的啟動轉矩。
轉矩也稱作力的力矩。它是物體圍繞一個固定的軸開始旋轉所需能量的量度。
當電機啟動時它需要一個相對較高的轉矩，根據所驅動的機器類型，通常是滿負荷轉矩的1.5～2.5倍，因為機器啟動的頻率、溫度、潤滑油的數量和形式等，以及類似的可變因素都有直接的關系。在啟動階段，轉矩先微降到最小，然后增加到最大，再回落到它正常運行時的轉矩。
要確定所選的電機是否能提供足夠的轉矩以驅動風機從靜止加速到運行速度而沒有超過它的設計極限，首先要計算出風機的啟動轉矩，確定了風機的啟動轉矩后，所選擇的電機的啟動轉矩必須等于或大于工作運轉時的啟動轉矩負荷。而電機的工作運轉時的啟動轉矩負荷與風機的慣性力矩、帶輪的慣性力矩、角速度、角加速度等都有關系。
3.5.2啟動轉矩的計算
1臺機組的風機要啟動運轉，是靠電機及皮帶帶動電機輪，風機輪等裝置轉動起來的，所以電機工作時的啟動轉矩均與風機的慣性力矩、兩個帶輪的慣性力矩、角速度、角加速度等都有關系，下面是一些力矩的計算公式：
（1）風機的慣性力矩公式：JF =PD2/4= m×(R2+r2)/2 kgm2
（2）帶輪的慣性力矩公式：JFP,JMP = m×R2/2 kgm2
（3）總的慣性力矩公式：J =( JF + JFP)×(nF/nM)2+JMP +JM kgm2
（4）角速度公式：W = 2πnM/60 rad/s
（5）角加速度公式：α= W/t rad/s2
（6）啟動轉矩公式：Ts= J×α/g kgm
上式中：
m = 慣性輪的重量，kg
R = 慣性輪的外半徑，m
r= 慣性輪的內半徑，m
JFP =風機輪的慣性力矩，kgm2
JMP =電機帶輪的慣性力矩，kgm2
JM =電機的慣性力矩，kgm2
nF =風機的轉速，rpm
nM =電機的轉速，rpm
tS =電機的啟動時間，rpm
由于以上的計算比較繁鎖，而且很多參數需風機、電機廠家提供，不能在樣本上直接找出。一般來說電機的額定啟動力矩均比它工作時的啟動轉矩大很多，按以往的設計經驗，我們可以簡化計算，將電機與風機的轉速比i設定一個定值范圍來選擇電機的額定轉數。
★ 一般規定電機、風機的轉速比i≤2.0。
3.5.3電機皮帶輪、風機皮帶輪以及皮帶的選型
當一臺機組的風機型號與電機型號確定以后，就可以進行電機皮帶輪、風機皮帶輪以及皮帶的選型配置了，根據機械設計手冊中的資料，我們常用的皮帶帶型有A型V帶、B型V帶、C型V帶、SPA型窄V帶、SPB型窄V帶、SPC型窄V帶、SPZ型窄V帶等，在帶輪直徑和電機的轉速相同時，單根皮帶帶動的額定的功率在前面6種的帶型中是由小到大的，前面三種一般適用于電機功率在5.5kW以下的較小功率的機組，后面三種的應用范圍較廣，一般從3.0kW以上的機組均可使用。
ZK機組使用的帶輪型號都是SPA型、SPB型、SPC型這三種，配用的都是窄V帶，在風機和電機已選定的情況下，我們可以根據轉速比i=n1/n2=D2/D1 來進行風機輪、電機輪以及皮帶的選型。
n1 —小輪的轉速
n2 —大輪的轉速
D1 —小輪的基準直徑
D2 —大輪的基準直徑
計算出i后,先確定電機輪的大小，而電機輪的大小又與帶動該機組的電機額定功率、皮帶根數和皮帶輪的型號有關系，將這些因素確定以后，便可以進行兩輪和皮帶的配置了。
如上例示7.7.2-2：有一臺機組的風量為31000m3/h，機組的全壓為695Pa，用YILIDA的選型軟件，選到的風機為SYD560K，風機的選型轉速為705 rpm，風機的吸收功率為9.75kW，選用的電機額定功率為15 kW-6P，兩軸間距為1200mm，請選擇電機輪、風機輪及皮帶的配置。
解答：
(1)設計功率
由電機額頂功率P = 15kW，查機械設計手冊三第22篇帶、鏈、摩擦和螺旋傳動中的表22.1-9查得設計工況系數KA=1.2，則設計功率Pd =KAP=1.2×15=18 kW
（2）選定帶型
根據功率Pd = 18 kW和電機機轉速n1=970r/min，由機械設計手冊三第22篇 帶、鏈、摩擦和螺旋傳動中的表22.1-2確定為SPA型
（3）傳動比
i= n1/n2 =970÷705=1.37
(4)兩輪的基準直徑，
參考機械設計手冊三第22篇 帶、鏈、摩擦和螺旋傳動中的表22.1-2和22.1-13i，取小輪的基準直徑D1=200mm,則大輪的基準直徑為D2=iD1 =1.37×200=274mm，然后從公司常用的皮帶輪品牌樣本中可查得接近的D2，假設為D2=280 mm
（5）風機的實際轉速
n2=(1-ε)n1D1/D2=( 1-0.01) ×970×200÷280=686 r/min
（6）帶速
υ=πn1D1/60×1000 =3.14 ×970×200÷6×1000=10.15 m/s
(7)確定皮帶長度
按要求選取兩軸中心距α0=1200mm，則所需皮帶的長度Ldo= 2α0+π(D1+ D2)/2 + ( D2-D1)2/4α0 = 2×1200 + 3.14×(200+280)÷2 + (280-200)2÷4×1200 =3154.9 mm，查機械設計手冊三第22篇 帶、鏈、摩擦和螺旋傳動中的表22.1-6，選取基準長度Ld=3150mm。
（8）校核兩軸實際的中心距離
α=α0 +（Ld-Ldo）/2 = 1200 +（3150-3154.9）/2 =1197.5mm
（9）小帶輪的包角（一般要求≥120°）
αmax=180°-(280-200)/ α×57.3=180°-(280-200)/ 1197.5×57.3=176.17°
（10）單根V帶的基本功額定功率
根據D1 =200mm和n1=970r/min,由機械設計手冊三第22篇 帶、鏈、摩擦和螺旋傳動中的表22.1-13i SPA型窄V帶的額定功率可查得單根皮帶拖動的功率P1=5.94 kW。
（11）功率增量△P1
考慮傳動比的影響，額定功率的增量△P1由機械設計手冊三第22篇 帶、鏈、摩擦和螺旋傳動中的表22.1-13i右側參數可查得功率增量△P1=0.26
（12）V帶的根數
z=Pd/(P1 +△P1)KaKL
由機械設計手冊三第22篇 帶、鏈、摩擦和螺旋傳動中的表22.1-10和表22.1-11分別查得包角修正系數Ka=0.99和帶長修正系數KL=1.04,所以
z=Pd/(P1 +△P1)KaKL=18÷(5.94+0.26) ×0.99×1.04=2.82根,取3根。
綜合上述計算可得出：
電機皮帶輪為：SPA-200×3
風機皮帶輪為：SPA-280×3
皮帶長為：SPA3150×3
其配用的錐套可在相關樣本中查得。
※ 為提高V帶和風機軸承的壽命，宜選取較大的帶輪直徑，但風機輪太大時則會增加風機的進風阻力。
※ 帶速υ不得低于5m/s,為充分發揮V帶的傳動能力,應使υ≈20m/s。
4、電機的安裝方式
ZK機組用得較多的電機安裝方式有后置式和側置式，如下圖7.7-1所示。
（3）注意事項：
a、側置式風機架在焊接電機安裝梁時需考慮B≥1.5倍單根皮帶的寬度距離。風機輪安裝時盡量往里靠，電機輪安裝時盡量往外靠，保持兩輪的中軸線重合。風機輪的直徑一般要求≤1/3D(風輪直徑)，極限為≤1/2D,如果>1/2D的則要采用孔板式或肋骨式皮帶輪。
b、皮帶優先選用SPA和SPB型，根數越少越好，一般只有在電機功率≤2.2kW或兩輪中心距太小而選不到最短規格的SPA帶時才選用A、B、C等型號的皮帶及皮帶輪。
c、常用的皮帶品牌要考慮皮帶最大耐溫，一般要可達90℃（通常含有耐熱橡膠）。
d、小于2（d1+d2)的意思是不希望使用皮帶過長。因為皮帶過長在運行中會產生煽動，特別在皮帶的張力不能得到保證的情況下。一旦皮帶煽動會造成傳遞負荷的大幅度降低，造成打滑和迅速磨損。當然實際使用中，許多條件是可以變動的。如最小0.7，如果二個皮帶輪直徑差得不多，包角就不是問題，那比0.7小也可以。如果有措施防止皮帶煽動，或者負荷均衡，距離大些也是可以的。
5、雙速電機的用法
雙速電機是指1臺電機具有2種不同的極數同時存在，該系列的電動機具有可隨負載性質的要求而有級地變化轉速，從而達到功率的合理匹配和簡化變速系統的特點，是節約能耗的理想動力。
在使用時以轉速比最大的極數來配電機風機輪，從而實現風機從高轉速到低轉速變化進行風量調節。
不建議用3速以上的電機來調節風量，如客戶需要多級調節風量時，建議采用變頻器無級調節。
6、市場上比較常用的品牌
7．性能和可靠性的驗證
對于風機和電機的性能和可靠性驗證主要是通過實驗來完成。整機測試中，對于電機，需要測試發熱是否符合要求（根據不同絕緣等級不同對待）。另外，電參數（功率、電流）也是主要指標，電機運行電流
