Воздуховод из листового металла играет ключевую роль в системах HVAC.
Поэтому изготовление воздуховода из листового металла критически важно в системах HVAC для эффективного воздушного потока и циркуляции.
В сегодняшнем руководстве мы рассмотрим основные аспекты процесса изготовления воздуховодов из листового металла – от дизайна воздуховода из листового металла и выбора материала до различных методов фабрикации.
Итак, если вы хотите стать экспертом в изготовлении систем воздуховодов из листового металла, прочитайте это руководство.
Шаг 1: Проектирование воздуховода из листового металла для изготовления
Система воздуховодов или воздуховоды – это сборка множества частей и компонентов. Следовательно, процесс проектирования может немного отличаться в зависимости от требований приложения.
Соединяя все аксессуары HVAC, вы получаете полноценную систему, подобную этой:
Но, прежде чем мы перейдем к изучению процесса проектирования, давайте быстро повторим:
Что такое воздуховод в системе HVAC?
Это труба или канал в системе HVAC для свободного потока воздуха.
Таким образом, соединяя эти каналы или трубы с различными аксессуарами, вы получаете систему воздуховодов.
В целом, системы воздуховодов HVAC бывают:
- Гибкие воздуховоды – это гнущиеся воздуховоды HVAC. Они подходят для мест, где необходим изгиб. Кроме того, они изготавливаются из гибкой проволоки или спирали, покрытой гибким материалом
- Жесткие воздуховоды – как следует из названия, эти воздуховоды не гнутся. Они бывают прямоугольной или цилиндрической формы.
В рамках этого руководства мы будем фокусироваться только на воздуховодах из листового металла.
Помимо этих, у нас также есть овальные системы воздуховодов. Идеально, это наиболее распространенные дизайны воздуховодов HVAC, которые вы можете рассмотреть.
Рассмотрение дизайна воздуховода из листового металла
Дизайн является критически важным этапом в изготовлении воздуховода из листового металла. Он определяет стоимость, эффективность и практичность конечной системы воздуховодов HVAC.
Есть определенные аспекты, которые вы должны учитывать в процессе проектирования, такие как:
1. Определение характеристик воздушного потока
При расчете размеров системы воздуховодов критически важно оценить:
- Количество воздуха, которое будет проходить через воздуховод HVAC, обычно измеряется в кубических футах в минуту
- Размер воздуховода, измерения которого приводятся в квадратных футах
- Скорость, с которой должен проходить воздух в системе воздуховодов HVAC, может быть определена в футах в минуту
Конечно, есть и другие характеристики воздушного потока, которые вы должны проанализировать, такие как;
- Давление – включает как манометрическое, так и абсолютное давление
- Плотность воздуха
- Анализ принципов движения воздуха
Кроме того, вы также должны знать давление в системе воздуховодов. Здесь вы можете оценить:
- Статическое давление
- Полное давление
- Давление скорости
После определения всех этих параметров, будет легче спроектировать конкретную систему воздуховодов из листового металла для ваших приложений.
2. Компоненты воздуховода
Есть много компонентов, составляющих систему воздуховодов.
Даже в процессе проектирования воздуховода, вы должны выяснить, как интегрировать его с другими аксессуарами HVAC, такими как:
- Воздушные заглушки
- Переходники воздуховода
- Углы воздуховода
- Крышки воздуховода
- Зажимы воздуховода
- Воротники воздуховода
- Углы воздуховода
- Муфты воздуховода
- Колена воздуховода
- Редукторы воздуховода или увеличители воздуховода
- Распределительные пленумы воздуховода
- Тройники воздуховода
- Тройники воздуховода
- Коробки возврата воздуха воздуховода
- Рамы возврата воздуха воздуховода
- Переходы воздуховода
В зависимости от конструкции воздуховодов системы HVAC, в ней могут быть дополнительные компоненты.
В идеале именно эти компоненты также определяют конструкцию воздуховодов. Помните, что они должны соединяться плавно для оптимального потока воздуха.
Кроме того, они могут повлиять на характеристики потока воздуха. Конечно, все это влияет на размеры воздуховодов в долгосрочной перспективе.
3. Классификация воздуховодов
Критерии классификации являются фундаментальным аспектом в проектировании воздуховодов. В широком смысле воздуховоды можно классифицировать в зависимости от:
- Скорости, где могут быть высокие, средние или низкие скорости
- Классификации по давлению – опять же, могут быть низкое, среднее и высокое давление
4. Формы воздуховодов HVAC
Когда речь идет о производстве металлических воздуховодов, у вас будут:
Круглые воздуховоды
Это эффективный тип воздуховода из-за низкого сопротивления потоку воздуха.
Сравнивая воздуховоды с одинаковой пропускной способностью, круглые воздуховоды требуют меньше листового металла для их изготовления. Конечно, это не относится к прямоугольным и квадратным воздуховодам.
Таким образом, если говорить о стоимости производства, круглые воздуховоды будут более доступны.
В целом, круглые воздуховоды известны своими:
- Меньшими потерями давления
- Характеризуются лучшим потоком воздуха
- Небольшим скоплением грязи, что снижает рост бактерий
- Лучшими акустическими характеристиками
- Могут требовать меньше изоляции
- Производятся в большей длине
Помните, что круглые воздуховоды можно изготавливать из простого листового металла или с использованием спиральных замковых швов.
Спиральные замковые швы делают круглый воздуховод более жестким. Кроме того, добавляя спиральные швы, можно использовать листовой металл с меньшей толщиной.
В заключение, утечки в спиральных воздуховодах меньше. Что касается устранения утечек, процесс проще в системах круглых воздуховодов, чем в квадратных или прямоугольных.
Прямоугольные воздуховоды
Когда дело доходит до установки в большинстве зданий, эти воздуховоды легко устанавливать.
Прямоугольные воздуховоды можно легко настраивать, изменяя соотношение ширины к высоте в случае ограничений по пространству.
Обычно это соотношение ширины к высоте называют аспектным соотношением в HVAC. Таким образом, даже при проектировании прямоугольного воздуховода, аспектное соотношение не должно превышать 4.
Воздуховоды с аспектным соотношением выше 4:
- Неэффективны, так как вы будете использовать больше материала
- Склонны к большим потерям давления
В большинстве случаев аспектное соотношение 2 или 3 будет вам подходить.
Даже выбирая эти воздуховоды, важно обращать внимание на следующие критические элементы:
- Соединения, которые трудно герметизировать
- Высокая потеря давления
- Большие расходы на материалы по сравнению с круглыми воздуховодами
- Если конструкция выполнена неправильно, может быть высокое аспектное соотношение
Овальные воздуховоды
В случае ограниченного пространства высоту круглого воздуховода можно изменить. С такой конструкцией вы по-прежнему будете наслаждаться преимуществами круглых систем воздуховодов HVAC.
Однако вы можете столкнуться со следующими проблемами:
- Аксессуары для воздуховодов HVAC сложны в поиске и изготовлении
- Обращение с большими размерами может быть затруднительным
- Интересно, что эти воздуховоды могут становиться более круглыми при подвергании их чрезвычайно высокому давлению
- При большом аспектном соотношении соединение овальных воздуховодов может быть затруднено.
Иногда вы можете подумать о замене прямоугольных воздуховодов на круглые и наоборот.
В таких случаях ваша конструкция должна учитывать эквивалентный диаметр.
При изготовлении воздуховодов HVAC эквивалентный диаметр — это диаметр круглой системы воздуховодов, способной обеспечить такое же падение давления, как и в прямоугольных воздуховодах, при тех же характеристиках потока воздуха.
1. Подбор размера воздуховода для HVAC
В общем, для размера воздуховодов HVAC можно использовать следующие методы:
- Метод равного трения
- Метод снижения скорости
- Метод статического возврата
Как видите, проектирование металлических воздуховодов включает множество соображений и вычислений. По этой причине мы здесь не описали все детально.
Тем не менее, вот некоторые полезные ресурсы для вас:
- Как подобрать размер и спроектировать воздуховоды – от CED Engineering
- Информация по проектированию воздуховодов – от David Jones
- Как подобрать размер системы воздуховодов – от Super Cool
- Подбор размеров воздуховодов – от Energy Vanguard
- Продвинутая стратегия проектирования воздуховодов – от Arlan Burdick
- Калькулятор размера воздуховодов HVAC – от Pick HVAC
- Расчет и проектирование размеров воздуховодов – от The Engineering Mindset
Шаг 2: Выбор материала металлических воздуховодов
Хотя алюминий и оцинкованная сталь по-прежнему остаются ключевыми материалами в производстве воздуховодов из листового металла, производители принимают для специализированных применений и другие металлы.
Помните, существуют определенные условия, такие как высококислотные или коррозийные среды. Для них требуются материалы с высокой коррозионной стойкостью.
Давайте рассмотрим некоторые материалы, которые вы можете рассмотреть для вашего производства воздуховодов из листового металла для HVAC систем:
Оцинкованная сталь
Оцинкованные стальные воздуховоды распространены в большинстве промышленных и бытовых приложений.
Вы можете рассмотреть:
- ASTM A653 или
- Покрытие C90
Оцинкованные стальные воздуховоды устойчивы к коррозии. Они также могут выдерживать высокие температуры.
Вы можете узнать больше о процессах производства изделий из оцинкованного листового металла.
Алюминий
Алюминиевые воздуховоды подходят для чистых помещений. Наиболее распространенными сплавами для изготовления алюминиевых воздуховодов являются:
- ASTM B209
- серия 1100
- серия 3003
- серия 5052
Кроме того, алюминиевые воздуховоды можно использовать для воздуха с высоким содержанием влаги. Они также идеальны для вытяжных систем или декоративных систем воздуховодов HVAC.
Алюминиевые конструкции хороши тем, что они обладают высокой прочностью при малом весе. Алюминий можно укреплять и многократно сгибать.
К тому же, алюминиевые воздуховоды можно установить, не требуя значительной конструктивной поддержки.
Вы можете узнать больше о процессе производства изделий из алюминиевого листового металла.
Нержавеющая сталь
Системы воздуховодов из нержавеющей стали также популярны в современных HVAC системах. Они идеальны для воздуха с высоким содержанием влаги, выхлопных газов на кухнях и т.д.
Для воздуховодов из нержавеющей стали вы можете рассмотреть следующие марки:
- ASTM A167
- Класс 302/304
Иногда, вам может потребоваться применение определенных видов поверхностных отделок, например, № 2B, в случае если вы изготавливаете скрытые воздуховоды. В альтернативе, поверхностная отделка № 4 популярна для нержавеющих стальных воздуховодов, которые находятся на виду.
Высокая коррозионная стойкость делает воздуховоды из нержавеющей стали подходящими для большинства суровых условий эксплуатации.
Вы можете узнать больше о производстве изделий из нержавеющего листового металла.
Медь
Системы воздуховодов из меди популярны в специализированных приложениях. Конечно, они также могут быть декоративными.
Медные воздуховоды распространены в вытяжных системах некоторых химических производств.
Медь популярна своей пластичностью, теплопроводностью, электропроводностью и антибактериальными свойствами.
Здесь вы можете найти больше информации о производстве изделий из медного листового металла.
Углеродистая сталь
Воздуховоды из углеродистой стали идеально подходят для применения при высоких температурах. Однако для промышленных применений они могут потребовать специального покрытия.
Вы можете узнать больше о производстве изделий из углеродистой листовой стали.
В зависимости от ваших потребностей в металлических воздуховодах, вы можете использовать любой другой листовой металл. Однако, вы должны оценить затраты на производство и обслуживание.
Шаг 3: Методы производства воздуховодов из листового металла
Когда речь заходит о производстве металлических воздуховодов, процесс может немного отличаться в зависимости от типа и конфигурации.
Идеально, все процессы остаются теми же, за исключением когда дело доходит до формирования металлических воздуховодов.
Давайте посмотрим, как делаются металлические воздуховоды:
Производство круглых воздуховодов из листового металла
Производство воздуховодов из листового металла может незначительно отличаться в зависимости от конфигурации.
Например:
Производство спиральных металлических воздуховодов
Процесс включает в себя:
- Выбор материала для воздуховодов из листового металла – это может быть алюминий, нержавеющая сталь или оцинкованная сталь
- Резка листового металла для получения полос – размеры металлической полосы зависят от дизайна воздуховода
- Затем вы пропускаете металлическую полосу через машину для изготовления спиральных воздуховодов.
- Обычно машины для изготовления спиральных воздуховодов имеют внутренние и внешние возможности сварки. Однако конструкция машины может варьироваться.
- Когда вы подаете полосу металла в машину, она одновременно сворачивается и сваривается. Обычно это непрерывный процесс, в результате которого производится спиральный воздуховод.
Изготовление круглого металлического воздуховода без спирального замкового шва
И здесь, создание круглого воздуховода просто:
- Выберите материал для воздуховода, который может быть из нержавеющей стали, алюминия или оцинкованной стали
- Резка листового металла с использованием лазерного резака, плазменного резака или любой другой подходящей техники до рекомендуемых размеров
- Формирование листового металла в круглую форму – лист должен формировать полный круг, оставляя небольшой участок для сварки
- Сварите две секции – таким образом вы получите полный и непрерывный канал, который будет круглым или цилиндрическим воздуховодом. В качестве альтернативы, для соединения секций воздуховода из листового металла, можно использовать шов.
Тесно связанным с этими двумя является процесс изготовления овальных воздуховодов. Процесс похож на два описанных выше.
В идеале, овальный воздуховод – это круглый или цилиндрический воздуховод, который был “растянут”. Следовательно, вы начинаете с изготовления круглого воздуховода. Затем используете специальную машину для изготовления овального воздуховода.
Изготовление прямоугольного и квадратного воздуховода из листового металла
Разница между прямоугольными и квадратными воздуховодами из листового металла заключается в размерах. Однако процесс изготовления воздуховодов одинаков.
Обычно процесс изготовления включает:
- Выбор подходящего материала для металлического воздуховода – вы можете выбрать оцинкованную сталь, алюминий, медь или нержавеющую сталь
- Резка листового металла в соответствии с размерами в дизайне (шаг 3). В большинстве случаев, для формирования прямоугольного или квадратного воздуховода, вы будете использовать два листа металла. Затем вы соедините их для формирования полной системы. Можно использовать плазменный резак, лазерный резак или любой другой подходящий инструмент для резки листового металла.
- Это включает в себя формирование двух листов металла в форму “L”. Должны быть перекрывающиеся края для возможности соединения или сборки.
- Соедините две детали, используя заклепки или сварку. Можно использовать подходящий механизм, такой как вставка складываемого участка и его закрепление с помощью винтов или фиксаторов. Какой бы метод вы ни выбрали, соединение должно быть надежным.
Вот некоторые распространенные механизмы соединения:
Примечание: Процесс изготовления воздуховодов из листового металла может варьироваться в зависимости от машины и требований к дизайну. Для любых запросов относительно индивидуального изготовления воздуховодов из листового металла, вы можете связаться с технической командой KDM.
После успешного изготовления металлического воздуховода, вы можете применить подходящее поверхностное покрытие. Обычно это зависит от того, где вы намерены использовать металлический воздуховод.
Некоторые доступные варианты включают в себя:
- Покраска
- Полировка
- Порошковое покрытие
- Пескоструйная обработка или любая другая индивидуальная поверхностная отделка.
Здесь подробные руководства по:
Наконец, вы должны подвергнуть воздуховод из листового металла различным качественным испытаниям. Некоторые проверки качества включают:
- Равномерное поверхностное покрытие
- Согласованные размеры
- Качество сварных швов
- Проверка шероховатости поверхности
- Проверка на возможность утечек
- Где это возможно, они должны соответствовать местным стандартам качества и безопасности
Заключение
Короче говоря, для изготовления воздуховодов из листового металла необходимо выбрать дизайн, иметь правильные размеры, выбрать материал и применить правильный производственный процесс.
С правильной машиной и экспертизой это может быть простой процесс.
В KDM мы изготавливаем системы воздуховодов и аксессуары для HVAC – обратитесь к нашей команде сейчас.
