聯(lián)合廠房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

龍從勇（上海科元燃化工程設(shè)計有限公司，上海200122）

聯(lián)合廠房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

龍從勇
（上海科元燃化工程設(shè)計有限公司，上海200122）

介紹了某聯(lián)合廠房的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計，重點闡述了崗位空調(diào)設(shè)計以及復(fù)合通風(fēng)方式在生產(chǎn)廠房內(nèi)的應(yīng)用，可供類似的設(shè)計借鑒參考。

聯(lián)合廠房；崗位空調(diào)；復(fù)合通風(fēng)；節(jié)能

0 引言

現(xiàn)代化大型工業(yè)廠房的空間大，自動化生產(chǎn)程度高，生產(chǎn)設(shè)備散熱量大，室內(nèi)操作人員較少。因而針對該類廠房的暖通空調(diào)設(shè)計，在滿足人員舒適性和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，如何節(jié)省能耗具有特別重要的意義。

1 工程簡介

該工程是位于上海的工業(yè)膠粘劑項目，設(shè)計單體為聯(lián)合廠房。單體總占地面積為19277m2，總建筑面積為22397m2（包含雨篷），單層（局部夾層）鋼結(jié)構(gòu)，輕鋼屋面，建筑檐口高度為10m。主要分為兩個區(qū)域:丙類生產(chǎn)廠房和原料庫（儲存物品類別:丙類2項）區(qū)域。

2 設(shè)計參數(shù)

2.1 室外設(shè)計參數(shù)

參照上海地區(qū)的室外氣象資料[1]。

2.2 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

空調(diào)通風(fēng)換氣要求見表1。

3 空調(diào)系統(tǒng)

根據(jù)業(yè)主要求及廠房內(nèi)各功能房間的用途，室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)置在如下區(qū)域:散熱較大操作區(qū)域的崗位空調(diào)，變配電房間的降溫空調(diào)，辦公區(qū)域的舒適性空調(diào)，以及溫控儲存間及部分封閉生產(chǎn)區(qū)域的工藝性空調(diào)。

3.1 空調(diào)負(fù)荷

全新風(fēng)崗位送風(fēng)夏季空調(diào)總冷負(fù)荷約為798k W；變配電間夏季空調(diào)總冷負(fù)荷約為61.1k W；其他空調(diào)房間夏季空調(diào)總冷負(fù)荷約為375k W，冬季空調(diào)總熱負(fù)荷約為129k W。

3.2 崗位空調(diào)

崗位送風(fēng)空調(diào)設(shè)計參考相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計資料進行計算[2-3]。項目所在地夏季通風(fēng)室外計算溫度tw= 31.2℃，則根據(jù)《簡明通風(fēng)設(shè)計手冊》中的計算方法，夏季車間內(nèi)工作地點空氣溫度限值為tn=35℃。車間崗位設(shè)置局部送風(fēng)系統(tǒng)，業(yè)主要求送風(fēng)口相對高度2.5m，吹到人體1.5m高度的風(fēng)速為1.5m/s，溫度26±2℃。則送風(fēng)口至工作地點距離S=1m，取送風(fēng)氣流作用范圍Ds=1m。則取局部工作點送風(fēng)射流的平均溫度tsp=26℃，局部工作地點平均風(fēng)速vsp=1.5m/s。

3.2.1 計算送風(fēng)口當(dāng)量直徑

局部送風(fēng)系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)送風(fēng)口，則參考紊流系數(shù)a=0.2。所需送風(fēng)口當(dāng)量直徑D可根據(jù)系統(tǒng)式局部送風(fēng)射流計算公式求得:

表1 空調(diào)通風(fēng)要求

式中Ds—送風(fēng)氣流作用范圍，m；

D0—所需送風(fēng)口當(dāng)量直徑，m；

a—風(fēng)口紊流系數(shù)；

S—送風(fēng)口至工作地點距離，m。

選用N o.1旋轉(zhuǎn)式送風(fēng)口，其送風(fēng)口面積F0= 0.109m2，當(dāng)量直徑D0=0.443m。

3.2.2 確定送風(fēng)溫度

根據(jù)系統(tǒng)式局部送風(fēng)射流計算公式:

式中tn—工作地點最高溫度，35℃；

tsp—局部工作點送風(fēng)射流的平均溫度，26℃；t0—送風(fēng)溫度，℃。

3.2.3 確定送風(fēng)口出流速度及風(fēng)量

根據(jù)系統(tǒng)式局部送風(fēng)射流計算公式:

式中vsp—局部工作地點平均風(fēng)速，取值1.5m/s；

v0—送風(fēng)口出口流速，m/s。

則有:

3.3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

熱熔膠生產(chǎn)車間、水基膠生產(chǎn)車間均設(shè)置全新風(fēng)吊裝式空調(diào)機為室內(nèi)操作人員崗位送風(fēng)。一層崗位送風(fēng)空調(diào)機組吊裝于4.500m走道平臺下，二層空調(diào)機組吊裝于屋面下。室外新風(fēng)經(jīng)吊裝式空調(diào)機處理后通過風(fēng)管接至操作崗位送風(fēng)降溫。根據(jù)生產(chǎn)車間實際操作情況，熱熔膠生產(chǎn)車間共設(shè)置19個崗位空調(diào)送風(fēng)點，總風(fēng)量為19000m3/h，采用4個獨立的空調(diào)系統(tǒng)；水基膠生產(chǎn)車間共設(shè)置12個崗位空調(diào)送風(fēng)點，總風(fēng)量為12000m3/h，采用2個獨立的空調(diào)系統(tǒng)。

煙草膠生產(chǎn)車間設(shè)置4臺吊裝式空調(diào)機組，接風(fēng)管送風(fēng)。其中上下封閉操作區(qū)域各設(shè)置一臺全回風(fēng)空調(diào)機組，雙層百葉送風(fēng)，單層百葉回風(fēng)，設(shè)置于辦公區(qū)域走道的吊裝式新風(fēng)機為室內(nèi)補充新風(fēng)。一層封閉區(qū)域無排風(fēng)設(shè)施，室內(nèi)操作人員新風(fēng)量為500m3/h，該房間維持微正壓；二層封閉區(qū)域設(shè)有除塵排風(fēng)設(shè)施，其除塵排風(fēng)量為4000m3/h，室內(nèi)操作人員（補充）新風(fēng)量為3500m3/h，該房間維持微負(fù)壓。另2臺空調(diào)機組設(shè)置于煙草膠生產(chǎn)車間開放區(qū)域屋面下，通過可變旋流風(fēng)口高位送風(fēng)以保證室內(nèi)溫度要求。

聯(lián)合廠房辦公室采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)形式。

配電間均采用吊裝式空調(diào)機。設(shè)備設(shè)置于相鄰房間，采用全空氣系統(tǒng)為房間提供空調(diào)降溫送風(fēng)。

溫控儲藏間吊裝式空調(diào)機組直接設(shè)置于該房間內(nèi)以保證室內(nèi)溫度要求。

3.4 空調(diào)水系統(tǒng)

煙草膠生產(chǎn)車間上下封閉操作平臺區(qū)域的兩臺吊裝式空調(diào)機采用冷熱雙盤管的四管制系統(tǒng)；崗位送風(fēng)空調(diào)機組及變配電間空調(diào)機組均采用單冷盤管雙管制系統(tǒng)；其他空調(diào)設(shè)備則采用單盤管的四管制系統(tǒng)。

空調(diào)冷水系統(tǒng)采用二次泵變流量系統(tǒng)。供回水立管最高處、供水水平干管末端、水平管翻高處及空調(diào)末端設(shè)備回水支管上部均設(shè)排氣裝置。空調(diào)末端設(shè)備的排氣閥采用手動型，其它均采用自動排氣型。

空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)采用異程式。每個生產(chǎn)區(qū)域空調(diào)用水支管在與水平主管連接的回水支管上設(shè)置自力式壓差平衡閥，用來平衡水系統(tǒng)水平支管間的阻力損失。

圖1 煙草膠生產(chǎn)車間封閉平臺區(qū)空調(diào)自控原理圖

風(fēng)機盤管設(shè)帶三擋風(fēng)速開關(guān)及室內(nèi)溫控器。溫控器控制空調(diào)回水管上的電動三通調(diào)節(jié)閥的啟閉，停機時該閥關(guān)閉。

煙草膠生產(chǎn)車間及溫控儲藏間空調(diào)機組由回風(fēng)溫度（室溫）控制空調(diào)回水管上的電動調(diào)節(jié)閥的開度進行調(diào)節(jié)，停機時該閥關(guān)閉。煙草膠生產(chǎn)車間封閉平臺區(qū)空調(diào)自控原理圖如圖1所示。

其他生產(chǎn)車間空調(diào)新風(fēng)機組經(jīng)由送風(fēng)溫度控制空調(diào)回水管上的電動調(diào)節(jié)閥的開度來進行調(diào)節(jié)，停機時該閥關(guān)閉。風(fēng)機設(shè)有自動和手動轉(zhuǎn)換選擇開關(guān)，非空調(diào)季節(jié)可僅開啟風(fēng)機送新風(fēng)以節(jié)約能源。

冷凍站提供7℃/12℃冷凍水，公用站房導(dǎo)熱油換熱系統(tǒng)提供60℃/50℃空調(diào)熱水。

4 通風(fēng)系統(tǒng)

熱熔膠生產(chǎn)車間和水基膠生產(chǎn)車間均設(shè)置兩臺管道式離心風(fēng)機為一、二層生產(chǎn)區(qū)域送新風(fēng)，送風(fēng)口設(shè)置于人員高度位置，以提高巡檢工作人員在該區(qū)域時的送風(fēng)舒適度。同時該送風(fēng)又可以加強該區(qū)域的通風(fēng)換氣，吹出的熱空氣和有害氣體再通過設(shè)置于屋頂?shù)呐棚L(fēng)機排至室外。該區(qū)域通風(fēng)換氣量見表2。

熱熔膠生產(chǎn)車間和水基膠生產(chǎn)車間室內(nèi)全面通風(fēng)采用自然通風(fēng)與機械通風(fēng)相結(jié)合的復(fù)合通風(fēng)方式，全面通風(fēng)中20%的排風(fēng)量通過離心式屋頂風(fēng)機排至室外，其他80%的排風(fēng)量通過無電機渦輪式屋頂風(fēng)機來保證，全面通風(fēng)量計算考慮機械送風(fēng)、崗位空調(diào)送風(fēng)以及工藝除塵局部排風(fēng)之間的風(fēng)量平衡，室內(nèi)維持微負(fù)壓。該生產(chǎn)車間空調(diào)通風(fēng)示意圖如圖2所示。

煙草膠生產(chǎn)車間開放區(qū)域另設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)以排出室內(nèi)有害氣體。為便于對室內(nèi)溫度要求的控制，排風(fēng)系統(tǒng)采用兩臺離心式屋頂風(fēng)機機械排風(fēng)。

五氧化二礬車間設(shè)置正常通風(fēng)系統(tǒng)并考慮事故通風(fēng)。采用2臺排風(fēng)機，平時開啟1臺排風(fēng)機進行正常通風(fēng)換氣，當(dāng)檢測到室內(nèi)儀表探頭事故報警時，連鎖開啟2臺排風(fēng)機同時排風(fēng)以滿足事故通風(fēng)要求。事故排風(fēng)機分別在室內(nèi)、外便于操作地點設(shè)置手動開關(guān)。

圖2 熱熔膠和水基膠生產(chǎn)車間空調(diào)通風(fēng)示意圖

生產(chǎn)原料庫均采用無電機渦輪式屋頂風(fēng)機為室內(nèi)通風(fēng)換氣，根據(jù)房間換氣要求及特點，通風(fēng)設(shè)備于屋面上均勻布置。外側(cè)墻設(shè)置防雨百葉自然補風(fēng)。

各衛(wèi)生間均單獨設(shè)置一臺吸頂式換氣扇為室內(nèi)通風(fēng)換氣，換氣扇自帶止回閥，通過排風(fēng)總管直接排至室外。門窗自然補風(fēng)。

5 結(jié)語

聯(lián)合廠房層高較高、面積大，部分生產(chǎn)操作區(qū)域由于設(shè)備的發(fā)熱量大，該區(qū)域溫度較高，設(shè)置崗位送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)既可以提高該區(qū)域操作人員的舒適性，又可以靈活地調(diào)整送風(fēng)氣流方向以適應(yīng)操作人員的活動空間，同時相對于房間全室空調(diào)可以大量節(jié)省空調(diào)能耗。

聯(lián)合廠房熱熔膠生產(chǎn)車間和水基膠生產(chǎn)車間采用自然通風(fēng)與機械通風(fēng)相結(jié)合的復(fù)合通風(fēng)方式，既能靈活配置室內(nèi)的通風(fēng)條件又可以節(jié)省能耗，特別是相對于該區(qū)域通風(fēng)量較大的情況下具有可觀的經(jīng)濟效益。

表2 通風(fēng)換氣量

[1]G B50019-2015，工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]G B Z 1-2010，工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]孫一堅.簡明通風(fēng)設(shè)計手冊[M].1版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

Air Conditioning and Ventilation System Design for Joint Factory Building

LONG Cong-yong
（Shanghai Keyuan Chemical&Gas Engineering Design Co.，Ltd.，Shanghai 200122，China）

P re s ent air con d itionin g an d v entilation s y s tem d e s i g n f or j oint f actory b uil d in g.E xp oun d t h e met h o d an d a pp lication o f p o s t air con d itionin g an d h y b ri d v entilation in t h i s p ro j ect,a v aila b le a s a re f erence f or s imilar d e s i g n.

j oint f actory b uil d in g；p o s tair con d itionin g；h y b ri d v entilation；ener g y-s a v in g

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.03.021

T U83

B

2095-3429（2017）03-0084-04

2017-04-05

修回日期：2017-05-31

龍從勇（1982-），男，湖北崇陽人，碩士，暖通工程師，從事暖通空調(diào)設(shè)計工作。