汽車工廠通風節(jié)能技術研究與應用

李永淵 薛國歡 李敏華 吳紹玉

（鄭州日產汽車有限公司，河南 鄭州451450）

如今，企業(yè)工廠的建設規(guī)模不斷擴大，在廠房內需要做好通風節(jié)能工作，就目前來看，我國的通風節(jié)能技術水平與發(fā)達國家存在很大差距。一直以來，我國對汽車工業(yè)的節(jié)能減排給予了高度重視，所以，研究通風節(jié)能技術具有重要的意義。

1 通風節(jié)能技術方案研究

1.1 工程項目情況

本文論述主要選擇了某焊裝廠房的通風工程進行針對性研究，整體廠房的建筑總面積約為10 萬平方米，柱頂標高為10m。在廠房內設置了25 套空調機組，其風量100000m3/h，共裝置了熱回收設備14 臺，空調機組的主要安裝地點設置在了空調機房里。冬季送風服務取消，夏季主要負責送冷風。

1.2 通風工程相關系數(shù)

在制定送風指標以及通風次數(shù)的過程中，主要是根據(jù)實際作業(yè)期間廠房的需求而定的，根據(jù)節(jié)能標準計算進行確定，將換氣的次數(shù)控制在每小時3 次左右。

1.3 節(jié)能設備的選擇

1.3.1 轉輪型設備

轉輪型的節(jié)能設備主要由空氣過濾裝置、送風設備、排風設備、冷熱盤管等構件組成，針對設備的類型來看，能夠分為新風通道以及排風通道兩種，就轉輪結構來看，主要是通過復合材質纖維以及蓄熱結構組成，并且附帶驅動裝置。

針對這種轉輪型節(jié)能設備的使用來講，通過回收通風系統(tǒng)產生的熱量實現(xiàn)熱能節(jié)約，但是在應用中也存在較多的缺陷，首先要分析轉輪在工作中泄露的含量進行檢測，如果是由系統(tǒng)壓差造成的，可以利用擋板將新風和排風系統(tǒng)分隔開。

從熱能的傳遞方式來看，主要分為顯熱轉輪以及全熱轉輪。前者的能量回收形式屬于顯熱熱型，耐腐蝕能力一般，熱回收率也比較低。后者的能量回收形式屬于全熱型，既可以回收顯熱，還具有吸濕性能，潛熱可以被回收，熱回收率約為80%。

1.3.2 熱管式節(jié)能裝置

該種節(jié)能裝置的主要組成構件為熱管元件，該裝置也稱之為熱管換熱器。對于熱管管殼，其組成材料為鋁制品，內部材料為鹵烴類混合物。該裝置結構簡單，工作溫度一般為40-80℃，換熱效率比價高，新風和排風的交叉泄漏率不超過1%，只對產生熱能的構件進行能量回收。

1.3.3 板式節(jié)能裝置

板式節(jié)能裝置主要有金屬板、非金屬塑料板。針對其他幾種節(jié)能設備來講，結構較為簡單，但是回收的效率不高；針對空氣中的灰塵含量有較高的要求，主要應用于風量較小的階段。同時該種類型的節(jié)能裝飾屬于靜比節(jié)能器，能量泄露含量和污染程度＜5%。

1.3.4 節(jié)能裝置選擇分析

熱管式節(jié)能裝置能夠可以在微塵環(huán)境以及高溫環(huán)境中應用，其風量中等；板式節(jié)能器，對空氣中的灰塵含量有較高的要求且風量較?。晦D輪型節(jié)能裝置風量相對較大，同時也能夠出現(xiàn)交叉泄露。因此在部分低溫廠房中，顯熱型的熱轉輪節(jié)能裝置的使用優(yōu)勢較大；在其他環(huán)境中，一般應用全熱回收裝置。在制熱系統(tǒng)中，其熱量利用率要不低于55%，應用在全熱熱轉輪式熱回收裝置，對于制冷系統(tǒng)，其熱量利用率不低于65%。

1.3.5 節(jié)能設備的維護分析

對于熱輪式熱回收裝置，如果運行時間達到了100h，需要重新檢查V 型傳動皮帶。傳動箱軸封、熱輪密封也要都定期檢查。該裝置的接觸表面一年至少清洗兩次，選擇壓縮空氣或者水清洗。

1.3.6 通風節(jié)能系統(tǒng)方案

空調機組的形式主要為組裝式，通常利用分層送風方案，設置筒型的送風口，并將其與地面之間的距離控制在4.0m 左右，針對排風系統(tǒng)來講，通常利用回風機進行排風，不同的送風管以及回風支管都要安裝風量調控裝置，實現(xiàn)不同情況下的風量調節(jié)，才能夠促使其靈活的應對不同的送風需求，保證送風和排風之間平衡，并且要根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)定在相應的位置安裝送風回流擋板。

2 熱回收技術的專項研究

2.1 熱回收轉輪系統(tǒng)分析

熱回收系統(tǒng)中的轉輪又被稱為熱輪，該技術在1930 年誕生，首次面世并且投入應用的熱輪主要是由金屬網(wǎng)構成輪子，根據(jù)其形象被叫作網(wǎng)狀輪，在20 世紀70 年代，出現(xiàn)了氧化鋁熱輪，該裝置可以顯熱交換，不過，潛熱交換水平不高。在21 世紀初其，研究了全熱交換熱回收轉輪，也就是第三代熱論，不僅可以回收顯熱，還可以對潛熱進行回收。

對于熱回收轉輪，其工作原理為：以轉輪為載體，在蓄熱、吸附水分的作用下，能夠在新風系統(tǒng)以及排風系統(tǒng)中實現(xiàn)熱量的交換，從而達到能源回收利用的價值，另外，由于新風系統(tǒng)以及排風系統(tǒng)在送風過程中主要為逆向流動，因此會將風流擾動至蓄熱體的兩側，出熱量的釋放由排風負責，熱量的吸收由新風負責。

2.2 節(jié)能熱管技術分析

節(jié)能熱管技術是在1960 年誕生該種技術受到了美國航天領域的重視。經過多年的發(fā)展，該技術應用在了工業(yè)換熱領域中，不過，在就當前的應用范圍來看，還未在汽車工廠中展開廣泛的應用該項技術的主要原理是通過在真空狀態(tài)的管子內置入某種工質，利用其毛細抽吸運動，使相關的工作介質始終呈現(xiàn)循環(huán)動作的狀態(tài)；重力熱管會吸收流經熱管的熱氣流熱量，揮發(fā)性液體會被蒸發(fā)，將高飽和蒸汽傳遞于冷凝端，當冷氣流與冷凝熱相遇后，就會形成蒸汽冷凝液，通過重力作用，冷凝液將會重新回到蒸發(fā)位置，由此實現(xiàn)能量的吸收循環(huán)，便也完成了冷熱交換過程。針對熱能的回收原理來講，在熱管元件的作用下，對能量進行回收，由新風系統(tǒng)以及排風系統(tǒng)進行能量的交換，從而實現(xiàn)回收利用。

2.3 板式節(jié)能技術分析

板式節(jié)能基數(shù)誕生時間為20 世紀20 年代，隨著沖壓以及密封技術的應用，換熱設備的生產技術也在不斷進行創(chuàng)新和優(yōu)化，從現(xiàn)階段看板式節(jié)能換熱器能夠在諸多的領域中進行應用。

針對板式節(jié)能技術的工作原理來看，主要是由金屬以及非金屬材質的不同板材，實現(xiàn)通風系統(tǒng)的分割，將其間隔成不同的通道，互不影響，因此也能夠備稱為板式能量回收。在金屬板的兩側，存在不同的溫度，是由新風和排風導致的，同時在二者工作過程中，不同通道的風經過金屬板，便會形成能量的交換，主要的交換形式以顯熱為主。

3 汽車工廠節(jié)能技術的應用案例分析

3.1 工程案例分析

某汽車項目屬于合資項目中，將熱回收轉輪技術運用在了總裝廠房通風系統(tǒng)中，使用氧化鋁熱輪負責顯熱交換。在通風節(jié)能系統(tǒng)中，安裝了20 臺空調機，并安裝了轉輪熱回收裝置，新風量：60000m3/h。

3.2 運行狀態(tài)分析

熱回收轉輪生產于德國，由于德國設計人員并不了解我國環(huán)境，而中國在熱回收系統(tǒng)以及通風系統(tǒng)集成方面的經驗不足，保養(yǎng)與維護不到位。在諸多因素的影響下，熱回收轉輪裝置被迫停止工作，該項節(jié)能技術已經在我國汽車行業(yè)停滯20 年。

3.3 熱回收系統(tǒng)凍結的原因

在冬季，排風側會出現(xiàn)結冰現(xiàn)象，蓄熱通道堵塞，蓄熱體卡滯，這些就是冰堵現(xiàn)象。解決措施還需要進一步提升，轉輪熱回收裝置的預熱新風效果還需要進一步改善。

3.4 熱回收裝置與空調加熱器裝置防凍研究

3.4.1 熱回收系統(tǒng)防凍方案

在排風段安裝溫度傳感器，新風旁通閥電動執(zhí)行器換為連續(xù)調節(jié)型，經過旁通閥分流部分新風到混合段，將排風段的溫度保持在0 度以上，實現(xiàn)預熱新風的任務，也解決了轉輪熱回收裝置的冰堵轉現(xiàn)象，在混合段，新風溫度會升高，消除了結霜、結冰現(xiàn)象。

3.4.2 空調加熱器裝置防凍方案

為了消除加熱器凍傷，關鍵要對管內的水流速進行提升，在水系統(tǒng)中安裝1 臺熱水管道泵，水泵的參數(shù)包括：口徑DN80，流量50t/h，電機功率2.2kW，揚程10m。

結束語

綜上所述，在汽車工廠中，通風系統(tǒng)的節(jié)能水平直接影響著汽車工廠的生產效率，需要對通風節(jié)能技術進行合理應用，對60%熱能進行回收應用，不過，在今后的汽車工廠中，還需要對通風節(jié)能技術進行深入研究，使其滿足我國的發(fā)揮需求，實現(xiàn)企業(yè)的經濟效益。