工業廠房暖通空調的節能設計探討

楊超（華為技術有限公司北京100085）

工業廠房暖通空調的節能設計探討

楊超
（華為技術有限公司北京100085）

隨著項目設計廠房量的不斷增加，工業廠房暖通空調的節能設計既環保又實用。工業廠房建筑跟普通的民用建筑不一樣，其設計經過多受制于工藝專業的需求。工業廠房暖通空調設計形形色色，生產工藝的不一樣對其需求也不一樣，所以需要針對不一樣的工業廠房的詳細狀況，做出具備相對強針對性的設計。

工業廠房；暖通空調；節能設計

1　某工業廠房的工程概況和節能方案

位于中國西北地區的某裝配廠房，從裝配大廳到兩層辦公附樓構成，建筑為25470m2的總面積，長236m，寬116m，高18m，為門式鋼架構造的大廳，為鋼框架構造的附樓。這廠房的建筑外型新穎，西墻傾斜設計并為避免西曬設太陽能光伏板，南向設弧形鋼板幕墻，屋頂設挑高斜形天窗，以航空飛行器為建筑隱喻，充滿了力量感與運動感。

本項目設計參數與設計難點：①考慮溫濕度。很多房間為舒適性要求，夏季平均26～28℃；冬季18～20℃；濕度沒有限制。②新風量規定辦公類房間的新風量規范為30m3/（人·h）裝配大廳等生產性房間由于人員密度小，要同時滿足室內空氣清新度的需求，不低于0.5～1次/h的新風換氣次數。③限制噪聲，依照國標。④有害物濃度。依照國家規范規定了建筑物中丙酮與乙酸乙酯量。該工業廠房的設計難點從多個方面組成：①設計空間高大。該裝配廠房屬于高大工業建筑，廠房內高精度、自動化的進口設備特別昂貴，全年有供暖和空調需求，能源消耗大。②處理生產噪聲大。因為裝配廠房生產規模大，生產過程中噪音污染嚴重，加上該廠房地理位置的特殊性，其北外墻距住宅區只有25m，因此廠房的噪音控制需求嚴格。③有害揮發性氣體。該裝配廠房內部生產過程中應用的膠料、稀釋劑會形成丙酮、乙酸乙酯等揮發性氣體，會讓室內空氣惡化，由于不能改變廠房內部環境，需要在通風空調設計中采取適當解決方案。

2　工業廠房的暖通空調節能設計原則分析

2.1工業廠房暖通空氣調節節能設計的通常規定

（1）對于生產廠房和輔助建筑物，當使用采暖通風達不到工藝對室內溫濕度需求時，可以設置空氣調節系統。

（2）使用區域空氣調節能滿足需求，不要使用全室性空氣調節。

（3）建筑物內負荷特點相差相對大的內區和四周區，還有同一時間內要分別實施加熱與冷卻的房間，要分區布置空氣調節系統。

2.2空調方式合理選擇

（1）對于全年運行的集中式空調系統，要使用單風管式的多工況運行形式。

（2）冷熱負荷變化相對大的單區系統或冷熱負荷差異相對大的多區系統，要使用變風量系統。

（3）空氣調節房間相對多，而且每一個房間要求獨立調節的工業廠房，條件許可時，要使用風機盤管加新風系統。

（4）空氣調節房間總面積不大或廠房中只有個別房間有空氣調節需求時，要使用全體式空氣調節機組；需要全年空氣調節的房間，當技術經濟相對適當時，要使用熱泵式空氣調節機組。

（5）有害氣體濃度相對大，空調負荷和其變化相對大的工業廠房，要使用低速全空氣單風道系統。

3　工業廠房暖通空調的節能設計

3.1負荷設計

冷負荷和熱負荷節能控制問題始終是暖通空調設計中的核心研究問題。因為工業廠房和陳舊民用住宅所用的空調設計要求不一樣，工業廠房的暖通空調設計所牽涉到的問題也就不一樣。通常來說，根據《采暖通風與空調節能設計標準》，工業廠房所保持的作業環境溫度通常在13～20℃之間，因此依據機械加工作業廠房的溫度需求，我們能夠把采暖室內空調溫度掌控在15℃左右，控制在1℃的前后偏差溫度，而空調室內溫度能控制在25～27℃之間，但值得指出的是，假如只以廠房車間四周建筑的室內溫度去部析冷熱負荷問題實則并不可靠。也就是說，由于很多工業廠房的生產工藝特點和要求不一樣，能夠見得其暖通空調的排風量要求相對大，就是新風和排風的負荷比重有所不一樣。

3.2熱源選擇

處在工業區域的大很多廠房，蒸汽通常是從廠區內的鍋爐供應的，適宜使用高溫熱媒的狀況通常是在廠區只有采暖用熱或者是采暖用熱為主的前提下。而使用蒸汽為熱媒的時候則是當廠區的供熱為工藝用蒸汽為主的狀況下，不過這里存在一個前提，那就是都沒有超過限制的技術、衛生與節能。因為造價等經濟因素，廠房的供暖不適合應用電采暖。對于一些易燃危險不存在的，同時廠區內又沒有蒸汽或者熱水熱源提供的車間，可以選用燃氣輻射采暖。選取冷源的時候，可以思考選用VRV制冷機組或者蒸汽熱源溴化鋰吸收制冷機組。在并不是非常嚴寒的區域，冬季供熱能夠選用風冷熱泵機組，這樣既能夠在夏季制冷，冬季又能夠制熱。

3.3廠房大門的空氣幕設置

因為廠房總是要通過一段相對長的時間才會被開啟，因此在冷風侵入的時候會導致負荷量加大的狀況發生，為此，在寒冷區域的廠房通常會在大門上方布置空氣幕。當廠房主出入口大門太過高大，如果是選用貫流式空氣幕是不可以滿足通常的送風的間距需求的，所以最好選用離心式的空氣幕。而主出口超大的那種大門，最好選用裝配式廠房熱空氣幕，在廠房大門的上方把其安裝，從而產生一道熱風幕。

3.4散熱器的選擇

對于負荷相對大的車間，能夠選用鋼制翅片管散熱器，因為其散熱面積大，獨立體積的散熱器其散熱量非常大，假如依然不可以滿足負荷要求，就需要加設暖風機幫助采暖了，當然這也需要得到工藝專業的同意。對于粉塵相對多的車間，就不適用這類散熱器了，因為其翅片內會積對粉塵，很難清理，稍長時間，散熱效果就會大大影響，要選取鋼制柱式散熱器。對于有腐蝕的廠房，還要選取耐腐蝕型的散熱器。廠房車間的幫助用房，經濟條件許可，能夠選取銅鋁復合散熱器或鋼制柱型散熱器。對于熱負荷不大的車間，我們還能夠選取光管散熱器，同時它還有容易整理的優勢。對于希望節約造價的車間，當然要選取鑄鐵散熱器了。廠房的空間通常相對高大，選取加熱全車間內的空氣溫度是相對耗費能源的，可以的話，嚴寒區域的工業廠房要使用地區輻射采暖或地板輻射采暖。

3.5工業廠房車間的通風

工業廠房的通風不局限于能開啟外窗的自然通風形式。相同的工種一樣的車間內，能夠做全室的通風換氣。當車間內的散熱量不是非常大的時候，為了節能減排，也可以選用屋頂自然采光通風器，靠熱流的自然上升，實現無動力散熱排風。但是某些車間的面積超大，因為生產的要求，散熱量相對大，以自然通風形式是不能滿足通風散熱需求的。廠房的通風除了要滿足新風需求、散熱需求，還要滿足除塵需求，排煙需求。某些廠房的生產會形成有害的氣體或煙塵（例如焊接車間），對于這類車間，設計師要和工藝專業緊密配合，確定有害煙塵或氣體的量。并依據生產規模來決定，是做全車間煙塵凈化，還是部分排風凈化解決。對于有害氣體、排放的煙塵，還要在排放前做相關的解決，使之滿足《工業企業設計衛生規范》。

4　結語

工業廠房很多為大空間建筑，假如選用適當的措施充足使用自然通風，把空調機組的開機時間縮短，節約大量能耗，經濟效益明顯。但因為工業廠房內部構造和作用的很多約束，怎樣把自然通風的設計做好是值得探討的問題。但不管詳細設計方案怎樣，一定要可以確保這種設計方案可以滿足本身單位廠房的工作環境、工作條件、還有生產工藝等，以此才可以讓設計方案施展出實質效用。

[1]康凱，高康明，王小軍.電子廠房空調設計探討[J].科技創業家，2013（15）.

[2]張國鵬.工業廠房暖通空調的節能設計探討[J].工程建設與設計，2010，08.

TU831

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2015-9-21