高大機(jī)械車間空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

李 朋 (中輕建設(shè)（安徽）設(shè)計(jì)工程有限公司，安徽 合肥 230000)

設(shè)計(jì)高大廠房的暖通空調(diào)系統(tǒng)，需要先充分了解它的生產(chǎn)情況（如生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性、有無(wú)工藝性溫濕度要求、設(shè)備功率、人員數(shù)量、車間內(nèi)空氣質(zhì)量等），掌握車間整體建筑構(gòu)造情況（如外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、結(jié)構(gòu)形式、高度、有無(wú)氣樓等），合理計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷、空調(diào)設(shè)備選型，同時(shí)設(shè)計(jì)合理的氣流組織，能充分發(fā)揮送風(fēng)的冷卻或加熱效果，均勻消除車間內(nèi)部熱量，有效地排除和稀釋車間內(nèi)部污染空氣，保證空調(diào)區(qū)域內(nèi)的溫濕度達(dá)到規(guī)定的要求。本文選用安慶市某機(jī)械加工車間空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析和探討。

1 工程概況

車間為現(xiàn)有輕鋼廠房，建筑高度9m，主要從事機(jī)加工、電鍍等生產(chǎn)，其中機(jī)加工車間生產(chǎn)人員較多，擬采用整體降溫方式，面積10645m2，電鍍車間擬采用崗位送風(fēng)方式，工位數(shù)量80個(gè)。

車間現(xiàn)狀：機(jī)加工車間單班生產(chǎn)人數(shù)200人，生產(chǎn)設(shè)備裝機(jī)功率3000kW。電鍍車間長(zhǎng)時(shí)間環(huán)境溫度高（近40℃），空氣質(zhì)量差（電鍍線局部排風(fēng)及處理已有，本文不做闡述）。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

①室外氣象參數(shù)：選取《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A中安慶地區(qū)氣象參數(shù)。

②室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：機(jī)加工車間夏季空調(diào)設(shè)計(jì)溫度29℃，無(wú)冬季供暖需求。

電鍍車間崗位工作地點(diǎn)夏季送風(fēng)射流平均溫度28℃，工作地點(diǎn)送風(fēng)射流平均風(fēng)速1.5m/s，送風(fēng)口至工作地點(diǎn)距離1.6m，送風(fēng)氣流作用范圍0.75m。

3 負(fù)荷計(jì)算

①通過(guò)鴻業(yè)軟件計(jì)算，機(jī)加工車間設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷2044kW，單位面積冷負(fù)荷指標(biāo)192W/m2，經(jīng)分析工藝電動(dòng)設(shè)備散熱所形成的冷負(fù)荷權(quán)重較大。

②電鍍車間崗位送風(fēng)負(fù)荷計(jì)算，見(jiàn)表1。

考慮到電鍍車間的內(nèi)部環(huán)境，送風(fēng)采用直流式系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)從室外直接進(jìn)風(fēng)和從機(jī)加工車間進(jìn)風(fēng)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，崗位送風(fēng)系統(tǒng)從機(jī)加工車間進(jìn)風(fēng)冷負(fù)荷顯著降低，從節(jié)能降耗角度考慮，設(shè)計(jì)選用從機(jī)加工車間進(jìn)風(fēng)。

③綜上，制冷系統(tǒng)總冷負(fù)荷為機(jī)加工車間2044kW+電鍍車間389kW，共計(jì)2433kW。

4 設(shè)備選型

制冷機(jī)房選用2臺(tái)水冷螺桿式冷水機(jī)組及配套冷卻塔、水泵等，可滿足不同負(fù)荷條件下的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高系統(tǒng)整體可靠性。

制冷機(jī)房設(shè)置集中控制系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)管理、調(diào)度，使系統(tǒng)高效、節(jié)能、安全運(yùn)行。包括制冷機(jī)組、水泵、冷卻塔設(shè)備的自動(dòng)/手動(dòng)啟停及運(yùn)行狀態(tài)顯示；主機(jī)、水泵故障報(bào)警顯示，系統(tǒng)運(yùn)行分集水器兩側(cè)壓差檢測(cè)及報(bào)警，系統(tǒng)流量監(jiān)測(cè)及報(bào)警；主機(jī)、水泵、冷卻塔等主要設(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制，壓差旁通控制。優(yōu)化調(diào)度控制：根據(jù)實(shí)時(shí)空調(diào)負(fù)荷(由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的供回水溫度及流量計(jì)算），優(yōu)化調(diào)度制冷機(jī)組、水泵、冷卻塔，使系統(tǒng)運(yùn)行能效、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間之間達(dá)到一個(gè)最佳組合。

單個(gè)崗位送風(fēng)口送風(fēng)量計(jì)算表 表1

崗位送風(fēng)系統(tǒng)負(fù)荷比較表 表2

崗位送風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)末端選用吊頂空氣處理機(jī)組，機(jī)加工車間為單層輕鋼廠房，跨度30m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件，空調(diào)末端選用射流空氣處理機(jī)組，新風(fēng)機(jī)組亦選用射流空氣處理機(jī)組（新風(fēng)工況），沿跨度方向通過(guò)在現(xiàn)有鋼柱鉆孔制作支架，無(wú)立柱，不占用車間面積，安裝形式如右圖。

5 高大廠房分層空調(diào)設(shè)計(jì)

因機(jī)加工車間內(nèi)實(shí)際空調(diào)區(qū)域只限于下部工作區(qū)，保證一定的溫、濕度滿足生產(chǎn)人員舒適即可，而車間上部非工作區(qū)無(wú)需空調(diào)，根據(jù)車間生產(chǎn)特性僅有夏季制冷需求，適合采用分層空調(diào)設(shè)計(jì)，利用夏季送冷風(fēng)時(shí)冷射流的自然下沉原理，通過(guò)合理的氣流組織設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)僅對(duì)下部工作區(qū)域的環(huán)境溫度控制，對(duì)上部非工作區(qū)不進(jìn)行空調(diào)送風(fēng)，從而達(dá)到節(jié)約冷量的目標(biāo)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，車間暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)具體的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)選擇合適的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)、空調(diào)系統(tǒng)方式，負(fù)荷計(jì)算前需充分了解車間內(nèi)設(shè)備情況、人員情況、空氣質(zhì)量等。設(shè)計(jì)車間內(nèi)部空調(diào)末端、水管路需優(yōu)先利用車間內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造，避免空調(diào)支架立柱與設(shè)備、生產(chǎn)通道之間的沖突，使最終的設(shè)計(jì)方案更加合理、科學(xué)。