工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計探討

劉 禹，王昊魯

（海南核電有限公司，海南昌江 572733）

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，推動了我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展。在建筑工程中，存在著較大的能源消耗，這不符合當前的節(jié)能環(huán)保理念。暖通能耗占到建筑能耗總量的一半以上，因此，在建筑工程的暖通設(shè)計中，設(shè)計人員要做好節(jié)能的設(shè)計?；诖?，圍繞工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計進行探討，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 開展負荷計算

與民用建筑相比，工業(yè)廠房的采暖計算和制冷計算更加復雜。在工業(yè)廠房的設(shè)計中，室內(nèi)空調(diào)及采暖設(shè)計溫度通常控制在26～27 ℃和14～16 ℃。因為設(shè)計溫度的差值較小，這導致部分設(shè)計人員認為工業(yè)廠房類的建筑冷暖負荷變化有限，與民用住宅沒有明顯的差別。但實際上廠房的類別不同，其負荷大小差異較大。例如，有些廠房的新風負荷較大，甚至占到總負荷量的50%以上，有些廠房要常年進行連續(xù)熱加工處理，還有些廠房因為工作人員數(shù)量較多、員工分布密集，廠房內(nèi)部的發(fā)熱能量必然會不斷上升，這樣就會使空調(diào)的冷、濕負荷比例較高[1]。因此，在設(shè)計過程中設(shè)計人員應(yīng)以廠房的實際生產(chǎn)情況為依據(jù)，科學選擇負荷計算方式、控制暖通空調(diào)的設(shè)計溫度，以達到節(jié)能的目的。

2 冷熱源的選擇

當廠區(qū)以采暖用熱為主時，或者只有采暖用熱時，可以以高溫熱水作為熱媒。如果廠區(qū)工藝系統(tǒng)中有較多蒸汽，也可以以蒸汽作為熱媒。如果廠區(qū)內(nèi)既沒有熱水熱源也沒有蒸汽，那么那些不具有易燃危險的車間則可以采用燃氣輻射采暖，其經(jīng)濟性較好。通常情況下，因為工業(yè)用電價格較高，廠房類建筑不會采用電采暖?？梢愿鶕?jù)各廠區(qū)的具體情況選擇冷源，為了達到節(jié)能的目的，也可以采用多聯(lián)機制冷機組。非嚴寒地區(qū)可以使用風冷熱泵機組，冬季制熱、夏季制冷[2]。

3 廠房大門的空氣幕裝置

為了便于生產(chǎn)管理，許多廠房的大門會長時間開啟，只有在下班后才會關(guān)閉，這就給了冷風侵襲的機會，從而增加了冷負荷的入侵比例，并且破壞了廠房內(nèi)部的熱源維持需求。特別是在我國的東北地區(qū)，因為氣候較為寒冷、廠房內(nèi)部的熱源散耗較快，可以采取設(shè)置空氣幕。在實際生產(chǎn)中，有些設(shè)計人員為了省事直接將大門的空氣幕與暖氣片串聯(lián)，這背離了相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，正確的做法是在廠房大門出口處設(shè)置貫流模式的空氣幕。那些出口非常大的廠房大門，應(yīng)在其上方設(shè)置裝配式的熱空氣幕，以將風口控制在大門的兩側(cè)。因為廠房大門的冷風負荷侵入較大，采用電能作為熱源會增加廠房的能耗量，熱空氣幕的熱源通常選擇蒸汽或熱水的方式[3]。

4 采暖通風空調(diào)方式的選擇

4.1 廠房的通風

工業(yè)廠房的通風有許多種，不應(yīng)局限于一種通風方式：如果車間或廠房的工種相同，那么可以做全室的通風換氣，否則散熱區(qū)域可以進行排風處理，盡量減少一些不必要的通風量；如果車間或者廠房的散熱量不大，可以選用屋頂自然采光通風器的廠房設(shè)計，來實現(xiàn)無動力散熱排風，達到節(jié)能減排的目的；如果車間或者廠房的面積較大，僅用自然通風的方式則很難滿足通風散熱的要求。除了要滿足散熱要求外，還要滿足排煙、除塵等方面的要求。在一些化工企業(yè)中，廠房內(nèi)會產(chǎn)生一些有毒有害的氣體，在設(shè)計這類廠房或者車間時，設(shè)計人員要先了解工藝專業(yè)，確定氣體或者煙塵的量級，而且還要了解廠房的生產(chǎn)規(guī)模，然后選擇局部排風凈化處理或全車間煙塵凈化[4]。廠房生產(chǎn)中產(chǎn)生的有害氣體以及煙塵，需要在氣體排放前進行凈化處理。例如，某車間長630 m、寬100 m，如果僅僅通過外墻的窗戶進行通風，顯然該車間無法滿足通風的要求，可以在廠房中間的屋頂上設(shè)置雙速風機，該風機具有排風、排煙功能。

4.2 重視散熱器的選擇

選擇散熱器時應(yīng)遵循設(shè)備的實用性、經(jīng)濟性和適用性的3個原則。如果車間或者廠房的負荷較大，可以選用鋼制翅片管散熱器，這種散熱器的散熱面積、散熱量較大，必要時也可增設(shè)暖風機輔助采暖。如果車間或者廠房的粉塵較多，可以選用鋼制柱式散熱器，因為一旦積累了較多的粉塵就很難去清理，這樣時間一長散熱效果就會受到影響。如果廠房或者車間有腐蝕成分，則應(yīng)盡量選擇耐腐蝕性較強的散熱器。如果是廠房的輔助用房，也可以選擇鋼制柱型散熱器。如果車間的熱負荷不大，可以選用光管散熱器，這種散熱器有易清理的優(yōu)點。如果企業(yè)想節(jié)省造價，那么可選用鑄鐵散熱器[5]。嚴寒地區(qū)的廠房或者車間，在條件允許的情況下可以采用地板輻射采暖。

5 全新風運行

通過新風供冷技術(shù)，也可以達到不錯的節(jié)能效果。在過渡季，可以將暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置為全新風運行模式，即當室外空氣低于廠房內(nèi)空氣時，沿著廠房外墻布設(shè)回風型空調(diào)機組，開啟風機期間處于全新風運行模式，利用新風來達到冷卻降溫的效果，這樣可以縮短空調(diào)系統(tǒng)的運行時間。

6 設(shè)計過程中其他需要注意的問題

6.1 分層空調(diào)設(shè)計

對于建筑面積大、層高較高的大空間廠房，可以采用分層暖通空調(diào)的設(shè)計，即全空氣分層空調(diào)方案。當分層空調(diào)區(qū)的高度與建筑高度之比小于0.5 時，經(jīng)濟效益較好。設(shè)計時可如果根據(jù)廠房內(nèi)部生產(chǎn)機械設(shè)備高度以及氣流組織相關(guān)指標的要求，對建筑物進行上、下分層。在分層面以下的空間范圍設(shè)置為空調(diào)區(qū)，上層設(shè)置為非空調(diào)區(qū)，在上層非空調(diào)區(qū)采用機械通風（包括送風與排風），以排除建筑物上層的余熱，降低上層空調(diào)的溫度及廠房屋頂內(nèi)的表面溫度。通過合理通風系統(tǒng)減少上層非空調(diào)區(qū)域的對流熱轉(zhuǎn)移及輻射熱轉(zhuǎn)移量，進而達到節(jié)能降耗的目的。

6.2 其他節(jié)能設(shè)計方式

也可以對工業(yè)廠房中的冷熱媒管道進行保溫設(shè)計?？臻g較大的廠房或車間，可以合理利用置換通風，為工作人員提供較為舒適的工作環(huán)境，還可以節(jié)省空調(diào)的運行費用。如果廠房或者車間的排風量較大，可以設(shè)置熱回收機組或進行分散設(shè)置。不過由于許多工業(yè)建筑會產(chǎn)生大量的粉塵污染，所以不宜使用翅片熱回收器。

在節(jié)能設(shè)計中，還有一些地方需要注意：①工業(yè)廠區(qū)內(nèi)一般蒸汽熱水管道較多，穿越非采暖空間較為普遍，這些區(qū)域的熱力管道一定要給予足夠的保溫；②廠房的采暖系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)需要設(shè)置相應(yīng)的溫控系統(tǒng)，通過其來控制整個系統(tǒng)的負荷輸出，并且應(yīng)以廠房的負荷變化為依據(jù)進行調(diào)整；③廠房或車間的設(shè)備會產(chǎn)生較大噪聲的，還應(yīng)做隔聲處理，以減少設(shè)備的共振。

7 結(jié)語

隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入，節(jié)能減排與環(huán)保理念被廣泛應(yīng)用在建筑工程設(shè)計之中。由于工業(yè)廠房類的建筑會產(chǎn)生較大的能源消耗，這就要求做好暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計，如控制廠房的通風、選擇冷熱源、做好潔凈通風設(shè)計等，通過各種節(jié)能技術(shù)與手段來降低廠房的能耗，提升節(jié)能水平。