飛機(jī)裝配生產(chǎn)線新增中央空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)解析

薛璐 薛永寧 李磊

摘 要 本文通過對(duì)某“飛機(jī)裝配生產(chǎn)線新增中央空調(diào)制冷系統(tǒng)”項(xiàng)目的重點(diǎn)部位、重要設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)解析，詳述了該項(xiàng)目相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，明確了重點(diǎn)部位在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮的細(xì)節(jié)和內(nèi)容，給出了其中重要設(shè)備選型計(jì)算方式，為今后同類項(xiàng)目的順利實(shí)施提供有益參考。

關(guān)鍵詞 中央空調(diào)制冷系統(tǒng);廠房環(huán)境;飛機(jī)生產(chǎn)線

引言

飛機(jī)生產(chǎn)裝配過程中，調(diào)節(jié)廠房溫度以滿足生產(chǎn)需求、滿足人體舒適度要求，是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高工作效率的重要手段。而一些生產(chǎn)線廠房在建設(shè)之初由于多方面原因，并未安裝空調(diào)制冷設(shè)施，為保障型號(hào)飛機(jī)高效、良性研制生產(chǎn)，工人在炎熱的夏季有更舒適的工作環(huán)境，現(xiàn)對(duì)廠區(qū)內(nèi)兩飛機(jī)裝配生產(chǎn)線廠房設(shè)計(jì)中央空調(diào)制冷系統(tǒng)[1]。

1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)包含兩廠房空調(diào)水冷制冷系統(tǒng)、制冷站及變電站（含土建、采暖、照明、上下水等輔助設(shè)施）、制冷站至廠房外線、電氣控制系統(tǒng)等。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本項(xiàng)目中工作區(qū)域溫度范圍控制在15-30℃，設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合廠房現(xiàn)狀，綜合考慮廠房1及廠房2空調(diào)機(jī)組數(shù)量、布置位置等。以下為本項(xiàng)目中兩重點(diǎn)部位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

2.1 廠房設(shè)計(jì)

①兩廠房共用一套空調(diào)制冷系統(tǒng)，因廠房維護(hù)結(jié)構(gòu)、空間大小均不同，應(yīng)在一套系統(tǒng)下，針對(duì)性的對(duì)兩廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)。②考慮到日后與采暖共用一套系統(tǒng)的可能，本項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)采用冷暖雙制型。冷源由新增制冷站提供，供水溫度7℃，回水12℃。空調(diào)末端采用無風(fēng)管遠(yuǎn)程射流機(jī)組。③廠房邊墻機(jī)組，地面新增鋼支架固定支撐，中間立柱機(jī)組，采用抱柱連接方式，以型鋼桁架結(jié)構(gòu)支撐。④新風(fēng)機(jī)組應(yīng)具有防凍措施，回風(fēng)型機(jī)組尾端增設(shè)可抽拉式活性炭吸附裝置。⑤空調(diào)控制方式采用自動(dòng)、手動(dòng)結(jié)合方式，末端單獨(dú)控制設(shè)置權(quán)限密碼功能。

2.2 制冷站設(shè)計(jì)

①新增制冷站為單層水冷集中制冷站，設(shè)計(jì)時(shí)考慮屋面冷卻塔承重。②制冷站內(nèi)包含冷水機(jī)組等系列制冷設(shè)備及變電站、值班控制室等，并配備相應(yīng)的采暖、照明、上下水、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施，并按防火規(guī)范設(shè)置自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、滅火裝置及防雷設(shè)施等。③設(shè)備間設(shè)置起吊裝置，滿足設(shè)備檢修需求。設(shè)備間、高低壓變配電室、控制室等進(jìn)出門大小應(yīng)滿足其最大設(shè)備進(jìn)出要求。設(shè)備間與電氣控制間應(yīng)采取降噪、減振措施。④辦公用電、照明及檢修電源均由本站低壓配電室接出，分路控制。站房按標(biāo)準(zhǔn)配置節(jié)能照明、應(yīng)急照明、單相兩孔及三孔插座設(shè)施。通訊及網(wǎng)絡(luò)接口預(yù)留在值班室。⑤依據(jù)冷量需求，確定制冷設(shè)備數(shù)量。冷機(jī)間互為備用，并能夠單獨(dú)檢修。設(shè)備布置及管道連接等應(yīng)便于安裝和維修，多臺(tái)制冷設(shè)備冷凍水應(yīng)在制冷站內(nèi)匯入一根總管。⑥冷卻水、冷凍水管道上均設(shè)置反沖洗式過濾器，排污口引至污水管道。冷凍水系統(tǒng)設(shè)置常壓型定壓補(bǔ)水裝置和真空排氣裝置，補(bǔ)水裝置水源由軟水器引入[2]。

3 設(shè)計(jì)計(jì)算、選型

3.1 冷負(fù)荷指標(biāo)

本項(xiàng)目以夏季室內(nèi)溫度26℃為設(shè)計(jì)室內(nèi)計(jì)算參數(shù)，結(jié)合西安地區(qū)夏季室外技術(shù)參數(shù)表、廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式、工作人數(shù)、工作量等內(nèi)容，通過系統(tǒng)運(yùn)算得出，廠房1冷負(fù)荷指標(biāo)為238W/m2，廠房2冷負(fù)荷指標(biāo)為231W/m2。即廠房1空調(diào)冷負(fù)荷總值為3700kW，水系統(tǒng)最大壓損320kPa;廠房2空調(diào)冷負(fù)荷總值為2400kW，水系統(tǒng)最大壓損380kPa。

3.2 射流機(jī)組選型、數(shù)量

依據(jù)廠房實(shí)際空間大小及立柱位置，能夠得到廠房1射流機(jī)組射程>22m，廠房2射流機(jī)組射程>28m，結(jié)合廠房冷、熱負(fù)荷指標(biāo)計(jì)算結(jié)果與射流機(jī)組產(chǎn)品樣本，得到廠房1總風(fēng)量約60萬m3/h，廠房2總風(fēng)量約40萬m3/h，其中新風(fēng)型射流機(jī)組風(fēng)量按總風(fēng)量10%確定數(shù)量，其余為回風(fēng)型機(jī)組。計(jì)算方式及機(jī)組技術(shù)參數(shù)如下：

3.3 冷水機(jī)組選型、數(shù)量

依據(jù)廠房1、廠房2冷負(fù)荷指標(biāo)，能夠得到系統(tǒng)冷量值>6100kW。結(jié)合水冷式冷水機(jī)組樣本參數(shù)與螺桿式、離心式冷機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，本項(xiàng)目選用兩臺(tái)離心式冷機(jī)與一臺(tái)螺桿式冷機(jī)為供冷設(shè)備。

3.4 冷水泵選型、數(shù)量

相比較立式泵和臥式泵，考慮到制冷站內(nèi)有充足空間做水泵基礎(chǔ)，且臥式泵結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)，因此本系統(tǒng)選擇臥式水泵。水泵系統(tǒng)為閉式循環(huán)二級(jí)泵系統(tǒng)：一級(jí)泵為母管制，定流量運(yùn)行，一級(jí)泵與冷水機(jī)組采用一對(duì)一運(yùn)行模式，每臺(tái)冷水機(jī)組進(jìn)水管道設(shè)有電動(dòng)蝶閥并與對(duì)應(yīng)的一級(jí)泵連鎖;二級(jí)泵采用變頻調(diào)速，滿足負(fù)荷側(cè)的變流量需求（表2）。二次泵流量依據(jù)系統(tǒng)冷負(fù)荷確定，計(jì)算公式如下：

其中，G-系統(tǒng)總流量（kg/h）;Q-系統(tǒng)冷負(fù)荷（kW）;Δt-冷凍水供回溫差（℃）;c-冷凍水比熱容[kj/（kg?℃）]。

本項(xiàng)目中，Q值為系統(tǒng)冷量6100kW，冷凍水供回溫差5℃，比熱容取4.2kj/（kg·℃），帶入公式能夠得到系統(tǒng)流量約1100t/h，這個(gè)值與表2中二級(jí)泵總流量吻合。并且由于二級(jí)泵數(shù)量為3臺(tái)，因此可以不需要設(shè)置備用泵[3]。

3.5 冷卻塔選型、數(shù)量

本項(xiàng)目冷機(jī)內(nèi)冷卻水設(shè)計(jì)為循環(huán)給水系統(tǒng)，系統(tǒng)的冷水機(jī)組、循環(huán)水泵與冷卻塔一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)備用1臺(tái)循環(huán)水泵。其中，冷卻水塔流量與冷水機(jī)組冷卻水量一致，詳細(xì)技術(shù)參數(shù)對(duì)比表2與表3。

4 結(jié)束語

通過梳理廠房及制冷站設(shè)計(jì)要點(diǎn)，能夠明確設(shè)計(jì)方向，找準(zhǔn)設(shè)計(jì)重點(diǎn);而通過詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析以及對(duì)相關(guān)重要設(shè)備技術(shù)參數(shù)的了解，能夠最優(yōu)選擇與系統(tǒng)相匹配的設(shè)備，不會(huì)產(chǎn)生設(shè)備過載或運(yùn)行能力不足現(xiàn)象。依據(jù)夏季調(diào)試運(yùn)行情況，兩飛機(jī)裝配生產(chǎn)線廠房增加中央空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行良好，能夠充分滿足工作區(qū)域溫度要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 電子工業(yè)部第十設(shè)計(jì)研究院.空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995：79.

[2]《動(dòng)力管道手冊(cè)》編寫組編.動(dòng)力管道手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994：229.

[3] 周邦寧.中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999：361.