淺談工位空調節能設計要求

孫自松

淺談工位空調節能設計要求

孫自松

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241000）

文章主要闡述了涂裝車間操作工位空調在規劃設計前期需注意的相關事項、常用工業空調的基本操作原理、使用過程中極端環境如何采取相關改善以及未來車間工位空調如何設計、如何能切合實際、利用現有資源實現動能節約、提升環保質量的設想。

空調；溫度；加濕；制冷；燃燒；過濾

1 前言

涂裝車間常為封閉狀態，環境影響是占重要因素，內部必須設有送排風系統，也就是工業空調，其主要目的提升潔凈度，保障操作人員舒適度及油漆車身的外觀要求。環境影響主要包括溫度、濕度及潔凈度三大塊，其中潔凈度直接影響的是車身的外觀顆粒掉臟等問題，提升潔凈度重在保潔清理和工藝設備維護等，而溫濕度穩定性相對來說顯得更為復雜，噴漆室的溫濕度滿足不了要求，會直接影響安全和車身質量，控制噴漆室的溫濕度是嚴謹性的，其主要來自空調系統，常規分為兩種：新風空調和循環風空調，目前該設計處于成熟階段。操作工位內部溫濕度較比噴漆室溫濕度要求相對于來說要求寬松，其主要作用是考慮操作人員的舒適性、安全性及車身質量穩定性，特別是高溫及寒冷極端氣候，企業必須要重視以人為本，但又不得不考慮如何節約動能，本文就如何在設計考慮保障工位溫濕度為前提，同時又考慮如何節約動能進行了相關闡述。

2 工位空調常規設計要求

在設計空調首先要考慮到各地區的溫濕度差異（南方的溫濕度一般均在-15℃-40℃、50%RH- 80%RH，而北方一般均在-35℃-37℃、10%RH-50%RH），因此常規空調系統主要分為空調機組主要由進風段、燃燒段、初效過濾段、表冷段、中間段、加濕段、風機段、均流段、消聲段、中間段、中效過濾段、送風段、底座及電控系統組成。（見圖1）

其中要關注的進風段入的風為室外自然新鮮風，空調入口要設置沉降室，室外風口要求安裝百葉窗，有些地域季節性會產生柳絮，在不影響入口風量的前提下建議增加過濾網，以免柳絮進入空調存在火災隱患或過濾堵塞等因素，或將燃燒段設計在初效過濾段后端。另空調機組很多設計在車間頂樓，還有考慮到供水壓力是否達到3-4bar，若存在水壓不足情況，還需設計增壓系統。（見圖2）

圖1

圖2

3 工位空調常規動能節約設計要求

影響工位空調的溫濕度主要來源于室外環境及油漆車身環境，例如：夏季空調入口沉降室內溫度達到36℃，40%RH，那么常規空調在未開啟任何溫濕度調控功能的前提下，送風到工位溫濕度約為36℃±2，40±10%RH，冬季與夏季效果一樣，也就是說光靠送排風進行處理，只能解決工位室體內空氣質量和提升車身潔凈度，無其他功能效果。那么控制工位室體內溫濕度，常規空調內設計主要為燃氣直燃、表冷、噴淋加濕三項控制，如何有效節能控制以上功能，舉例說明：

正常夏季在未開啟空調相關功能（只開啟送排風）的工位室體內，溫度：36℃±2℃，濕度40±10%RH（南北方差異），含濕量10-14/kg。極端天氣≥38℃需同時開啟制冷表冷段和加濕段，一般工業水給水溫度為20℃，為節約動能正常夏季開啟加濕噴淋系統（較比外部環境溫度降低≤8℃）就能滿足要求，（見表1）溫度降低：焓值減少就是空氣能量少了，溫度也就低了。相對濕度升高：溫度越低空氣吸收水份越低。

表1

冬季常規只能開啟天然氣加熱直燃，溫度升高：空氣被加熱了，能量增加，焓值變大。含濕量增加：溫度增高，空氣吸收水份欲望更高，不斷從空氣中吸收水分。相對濕度減小：不斷從空氣中吸收水份，依然滿足不了隨溫度變高而大大增加的吸收水份欲望，空氣依然需求水份。因為空氣不斷吸收水份，所以冬季會很干燥。所以考慮在室體上端增加干霧加濕噴淋，讓空氣吸收干霧噴淋水份，同時起到降塵作用。

4 工位空調未來規劃設想

一般7-9月份大部分地域最高溫度均在36-38℃，通過對常用水井測試，地下5米區域溫度在33℃左右，而地下10米左右溫度均≤30℃，反之冬季原理一樣。另北方的冬天，水面溫度低于0度，水下溫度越來越高，水底的溫度約為10～12度。

南方的夏天，水面溫度能達到30多度，水下溫度越來越低，水底溫度約為18～20度。因此若能合理地抽取地下冷熱風或水底冷熱水換熱制冷投入到工位室體內的話，將能成功的實現節能減排，目前有部分發達國家逐步使用該原理在公共場所利用地下冷熱原理安裝相應設備投入使用，直接收益將節約15-25%的動能。

5 工位空調未來設計要求

地下冷熱風節能利用，在工廠前期規劃將要規劃大型地下室其土建工程投入成本較大，與直接效益不成比例，另存在一定的安全隱患風險，地下的空氣往往有動植物腐爛生成的CO.CO2.CH4等，其中CO2.CO是對人體有害的，在設計過程中還要額外增設送排風系統，還要考慮到入工位室體內的相關風量等，或許沒有CO等有毒氣體，但是CO2由于密度比空氣大，在地下室體積聚是很容易的，CO2濃度過大會使人窒息，所以還是謹慎使用為好。

因此利用水底溫度來實現節能減排相對來說投入成本小，施工方便，大部分制造工廠都必須設有污水處理池及工業水儲水池等，部分工廠還設有池塘。利用現有資源“池塘”，在規劃時，將工位空調的送風風管安裝在各水池內部，通過水表溫度與水底溫度的垂向和橫向的關系來改善工位室體溫度。（見圖3）

圖3

表2

風管材質與水接觸段材質要求為SUS304不銹鋼材質，風管口徑要求扁平性（5000mmX2000mm），其主要目的增加換熱面積，同時材質厚度考慮地下水壓等因素要求≥5mm，涉水面要求滿焊，風管吸口段設防塵過濾網，以防止雜質入風管內，出水段到空調沉降室段風管設有旁通進風口或直接在沉降室設百葉窗，日常百葉窗關閉狀態（水底風管日常及異常漏水檢修開啟旁通），除與水面接觸風管其他風管進行保溫，另考慮到水池體積受限性，水底內風管設計環繞S性或盤管式，提升換熱或制冷效果。另空調內部設計表冷段，采用工業給水制冷，表冷段末端接各工位洗手池或辦公區域生活用水，使之表冷段工業給水循環降溫，最終設計節能效果分析見表2。

6 結語

以上是對工位空調未來規劃設計和相應節能減排效果分析進行的相關闡述，后期隨著能源的緊張性、局限性，公共區域辦公及工廠將會得到普遍使用。

[1]王子云,喻渝,鐘星燦,雷波.地下工程通風風能主動利用的可行性分析[J]鐵道工程學報.2010年02期.

Discussion on Energy Saving Design requirements of Station Air conditioning

Sun Zisong

( Qirui Commercial car (Anhui) Co., Ltd., Anhui Wuhu 241000 )

This paper mainly elaborates the relevant matters needing attention in the early stage of planning and design of the operation station air-conditioning in painting workshop, the basic operation principle of common industrial air-conditioning, how to improve the extreme environment in the use process, and how to design the operation station air-conditioning in future, how to be practical and how to realize kinetic energy saving by using existing resources. Enhancing the quality of environ -mental protection.

Air conditioning; Temperature; Humidification; Refrigeration; Combustion; Filtration

U462

A

1671-7988(2019)18-120-03

U462

A

1671-7988(2019)18-120-03

孫自松，就職于奇瑞商用車（安徽）有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.040