工業(yè)廠房車間空調(diào)冷負(fù)荷及氣流組織改進(jìn)

王曉華

（甘肅煙草工業(yè)有限責(zé)任公司蘭州卷煙廠，甘肅 蘭州 730000）

工業(yè)廠房車間屬于大空間建筑，因此它的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與普通的室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)不太相同。廠房內(nèi)部空間高大，工業(yè)機(jī)械設(shè)備較多，相應(yīng)地產(chǎn)熱量也很多，但廠房內(nèi)空調(diào)不必對所有的空間區(qū)域作用，一般只要求人們活動區(qū)附近可以滿足人員舒適要求即可，這便要求在空調(diào)設(shè)計時方案需要合理化，對氣流組織進(jìn)行改進(jìn)，減少耗能現(xiàn)象。

1 負(fù)荷設(shè)計改進(jìn)

工業(yè)廠房內(nèi)部空間較大，機(jī)械設(shè)備多。而工人的人數(shù)也是比較多的。因此廠房的溫度一般都比較高。所以廠房內(nèi)部負(fù)荷的設(shè)計應(yīng)當(dāng)視不同的廠區(qū)情況處理。根據(jù)最新的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》 （GB50019-2003），普通的工業(yè)廠房在設(shè)計時需要把內(nèi)部的溫度控制在12℃-21℃，但是對于那些以機(jī)械加工類設(shè)備居多的廠房而言，采暖室內(nèi)設(shè)計溫度則應(yīng)該比普通廠房的溫度略低一些。一般控制在14℃-16℃，但是空調(diào)的室內(nèi)設(shè)計溫度則與前面兩種都不同，它的溫度稍微高一些，在26℃-27℃這個范圍內(nèi)。廠房的功能不同，其負(fù)荷大小和組成要求標(biāo)準(zhǔn)也是差別比較大的。根據(jù)其不同的生產(chǎn)工藝要求，像新風(fēng)、排風(fēng)量這些因素都是不一樣的，要求比較大的廠房，其新風(fēng)負(fù)荷在總負(fù)荷中占的比重很大。而對常年進(jìn)行熱加工處理的工業(yè)廠房而言，廠房內(nèi)部的發(fā)熱量是比較大的。而有些廠房工人勞動強(qiáng)度大，廠房內(nèi)人員數(shù)量也很多，這會使空調(diào)處于冷負(fù)荷狀態(tài)中，相應(yīng)的濕負(fù)荷也就比較大。

為了對空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷狀況進(jìn)行改善，首先從熱源選擇方面入手。從現(xiàn)實情況來看，處在工業(yè)地區(qū)的大部分廠房，一般是通過燒鍋爐，給整個廠區(qū)內(nèi)部提供蒸汽的。而蒸汽作為熱媒，一般只有在當(dāng)廠區(qū)的供熱為工藝用蒸汽為主的情況下，但是這是有一個前提條件的，那就是廠區(qū)只有采暖用熱或者是采暖用熱為主，必須滿足這個前提條件，才能考慮以蒸汽為熱媒。之后還必須考慮到技術(shù)、衛(wèi)生和節(jié)能的限制條件。顯然。電力資源是最環(huán)保、方便的能源，但是整個工業(yè)廠房車間的空間太大，需要的電能較多，相應(yīng)地，其造價也較高，考慮到經(jīng)濟(jì)原因，廠房的供暖是不適合使用電采暖的。還有一種采暖方式，那就是燃?xì)廨椛洳膳?。對于某些不存在易燃易爆物質(zhì)，沒有爆炸危險，同時廠區(qū)內(nèi)沒有條件產(chǎn)生蒸汽或者熱水熱源的車間，可以選用這種采暖方式。

在選擇冷源的時候，可以考慮選用VRV 制冷機(jī)組或者蒸汽熱源溴化鋰吸收制冷機(jī)組。在溫度不是十分低的地區(qū)，風(fēng)冷熱泵機(jī)組就已經(jīng)足夠在冬季供熱了，而且該系統(tǒng)還可以有兩用性，既可以在夏季制冷，也能夠在冬季制熱，環(huán)保節(jié)約，效果比較好。

當(dāng)然還有一種特殊的情況存在，那就是對于加熱工種的車間，不僅需要考慮一般的情況，還需要考慮隔熱的設(shè)計這個因素。這樣的一些車間可能會出現(xiàn)某個工作區(qū)域溫度過高，為了防止工人中暑或者燙傷，保證安全，就需要廠方為工人提供隔熱防護(hù)措施。

2 氣流組織改進(jìn)

廠房車間的通風(fēng)方式多種多樣，并不只有外窗的自然通風(fēng)方式這一種，進(jìn)行同個工種加工的車間是能夠做到全室通風(fēng)換氣的。當(dāng)然，對于加工不同工種的車間，能夠進(jìn)行車間局部污染、散熱區(qū)域可以進(jìn)行局部的除塵處理，排風(fēng)處理，以減少對不必要的通風(fēng)量出現(xiàn)。如果車間里的散熱量不是特別大的時候，就不必進(jìn)行復(fù)雜的排氣散熱系統(tǒng)的安裝，可以通過屋頂自然采光通風(fēng)器，在熱流的自然上升原理下，形成不需要動力的散熱排風(fēng)作用，這樣還可以達(dá)到節(jié)能節(jié)排的目的。

但是對于工業(yè)廠房中，一些面積超大的工業(yè)車間來說，因為車間作業(yè)量十分大，導(dǎo)致產(chǎn)生的熱量也是很大的，在這種情況下，采用簡單的自然通風(fēng)方式是不可能完全滿足通風(fēng)要求的。畢竟廠房的通風(fēng)不僅僅需要滿足新風(fēng)、散熱的空氣方面的要求，還需要滿足除塵、排煙類環(huán)境保護(hù)的要求。有些工業(yè)車間的工種操作是會產(chǎn)生有害氣體或煙塵的，像焊接這個工種，實際操作中，會有火花迸濺，鐵水流淌出，刺鼻氣味產(chǎn)生，這對空氣的凈化是有很高要求的。設(shè)計師要充分了解該工藝的操作特點以及過程結(jié)果，與工藝專業(yè)密切的配合，按照不同的生產(chǎn)規(guī)模，準(zhǔn)確測量有害煙塵或氣體量，由此來決定是采取全車間煙塵凈化還是局部排風(fēng)凈化處理。于此同時，在排放有害氣體之前，必須先進(jìn)行處理，去掉有害部分，使排出的氣體滿足《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

常見的氣流組織方式有三種：下送風(fēng)方式、側(cè)送風(fēng)方式、上送風(fēng)方式。第一個便是側(cè)送風(fēng)方式，側(cè)送風(fēng)方式是廠房常用的最廣泛的一種空調(diào)送風(fēng)方式，其中采用噴口送風(fēng)方式最為常見。其次便是上送風(fēng)方式，上送風(fēng)方式是指將送風(fēng)口安裝在廠房頂棚，而回風(fēng)口與送風(fēng)口不是處于一個地方，它是設(shè)在周邊側(cè)墻或頂棚上的。因為廠房空間過于高大，上下距離很寬，所以一般使用噴口和旋流風(fēng)口這兩種風(fēng)口，其中旋流風(fēng)口具有風(fēng)量大、送風(fēng)深度廣、噪音低、送風(fēng)流型可調(diào)、人員區(qū)風(fēng)速易控制、阻力特性穩(wěn)定等特點，因此，它在廠房的應(yīng)用范圍更加廣泛。根據(jù)實際的使用效果來看，上送風(fēng)方式是相對來說比較優(yōu)良的，因為它能將處理好的空氣均勻送到各個部位，不會只聚集在某一個地方，這樣可以滿足不同區(qū)域所需的不一樣的空調(diào)參數(shù)，協(xié)調(diào)性較好，能夠隨意切換。當(dāng)然這種方式也有缺點，那就是將懸浮于上部的熱和污濁空氣帶入工作人員周圍區(qū)域去，與比其他方式相比，更加耗費能源，不是很經(jīng)濟(jì)適用。最后一種便是下送風(fēng)方式了。下送風(fēng)方式是指將送風(fēng)口安裝在地面上，與人員距離最近，直接向室內(nèi)人員送風(fēng)，不必回旋繞向，節(jié)省空間距離，而其回風(fēng)口則是設(shè)在頂棚或側(cè)墻上部。這種送風(fēng)方式的優(yōu)點是能夠空氣直接送至人員區(qū)，不會經(jīng)過中途的空氣混合，最后送出的空氣品質(zhì)好，避免了將燈光和屋面負(fù)荷的對流部分帶入空調(diào)區(qū)域，減少了設(shè)計負(fù)荷和空間設(shè)備，節(jié)省了能耗，人員區(qū)域的溫度和速度場是比較均勻的，帶給人的舒適感強(qiáng)。但它的缺點也是存在的，因為風(fēng)口數(shù)量多，所以地下管道的布置比一般的布置要復(fù)雜，較為困難；與此同時，室內(nèi)清潔工作較難處理；風(fēng)口占用地面面積，使工廠的車間利用率大大降低，不便于生產(chǎn)。

對于氣流流通方式而言，上述三種送風(fēng)方式是可供選擇的。但是當(dāng)溫度過高，熱流散發(fā)緩慢的時候，散熱器的選擇就很有必要了，一般來說，應(yīng)該遵循以下幾個原則：①設(shè)備應(yīng)具有實用性，工業(yè)廠房本來就是大型建筑基地，在考慮到設(shè)備用途時，實用性是很重要的一個方面，設(shè)備應(yīng)該要適合廠房的使用條件，要體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，不能過于昂貴。②對于散熱負(fù)荷比較大的車間，像焊接之類的工種車間，需要選取散熱面積大同時單位體積散熱量大的散熱器，鋼制翅片管散熱器就是現(xiàn)在市面上一個很好的選擇。③如果上述提供的原則和方案依舊不能滿足工廠散熱要求，那么在符合專業(yè)工藝的要求，不破壞原有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，可以增加暖風(fēng)機(jī)進(jìn)行輔助采暖。不過對于容易產(chǎn)生粉塵的車間鋼制散熱器則不適用，這種散熱器的翅片會積累粉塵，并且難清理、需要散熱的時間長，對散熱效果有很大的影響，所以可以更換另一種鋼制柱式散熱器，來解決現(xiàn)有的粉末問題。對于存在腐蝕粉塵的廠房，在選擇散熱器時需要考慮耐腐蝕性這個要素，以使散熱器的使用年限可以增長，不至于損壞率太高。對于輔助用房，如果經(jīng)濟(jì)預(yù)算足夠的話，可以選擇銅鋁復(fù)合式或鋼制柱形散熱器。相對于車間熱負(fù)荷不是特別高的工業(yè)車間，可以選用光管散熱器，這種散熱器比較容易清理，節(jié)省人力。而鑄鐵散熱器則是希望節(jié)省造價的車間的一個最佳選擇。

3 結(jié)語

通過對工業(yè)廠房車間的空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷設(shè)計的分析以及對不同的氣流組織方式的比較，從經(jīng)濟(jì)性、實用性、環(huán)保性等角度共同參考，得到適用于不同參數(shù)情況下的改進(jìn)方案，給工廠車間的空調(diào)冷負(fù)荷及氣流組織改進(jìn)提供了思路。