防爆控制室通風空調設計分析

摘要：介紹了防爆控制室的空調設計過程、室空調系統的設計原則和冷熱源及系統劃分。此防爆控制室采用全空氣一次回風恒溫恒濕空調系統，采用上送上回的氣流組織方式。根據空調房間的冷熱指標，確定了空調的型號。空調采用2臺雙冷源恒溫恒濕空調機（1用1備），確定了空調系統的組成。介紹了其內部氣體污染、顆粒物污染、噪聲污染和熱污染的排除方法，為防爆控制室的空調設計過程進行了詳細的探討。

關鍵詞：防爆控制室"""空調系統"""一次回風"""上送上回"""污染物排放

Analysis"of"Ventilation"and"Air"Conditioning"Design"of"Explosion-Proof"Control"Rooms

TANG"Zhengwen

Guizhou"East"China"Engineering"Co.，Lid.，Guiyang，"Guizhou"Province，"550003"China

Abstract："This"article"introduces"the"design"process"of"air"conditioning"of"explosion-proof"control"rooms，"the"design"principles"of"room"air"conditioning"system，"and"the"division"of"cold"and"heat"sources"and"systems."This"explosion-proof"control"rooms"adopt"a"full-air"primary"return"air"constant"temperature"and"humidity"air"conditioning"system，"and"adopts"the"airflow"organization"method"of"sendingnbsp;up"and"returning"up."According"to"the"cold"and"heat"indicators"of"the"air-conditioned"room，"the"model"of"the"air"conditioner"is"determined."Two"sets"of"dual"cold"source"constant"temperature"and"humidity"air"conditioners（one"for"use"and"one"for"backup）"are"adopted"to"confirm"the"composition"of"the"air"conditioning"system."The"elimination"methods"of"internal"gas"pollution，"particulate"matter"pollution，"noise"pollution"and"thermal"pollution"are"introduced，"providing"a"detailed"exploration"of"the"design"process"of"air"conditioning"in"explosion-proof"control"rooms.

Key"Words："Explosion-proof"control"rooms;"Air-conditioning"system;"Primary"return"air;"Sending"up"and"returning"up;"Pollutant"discharge

防爆控制室是設置在具有爆炸危險的工業場所或環境中的一種特殊的控制室。防爆控制室通常在需要處理或操作易燃材料或氣體的工業環境中使用。防爆控制室最主要的作用是保障工作人員和設備的安全和隔離室內環境與外部環境。本文以某公司原料適應性技改項目配套公用系統項目為例，對防爆控制室通風空調設計過程進行介紹。

1防爆控制室建筑概況

建筑由機柜室、外操室、交接班室、排煙機房、工程師房、隔離室、補風機房、電信機柜間、空調機房、走廊、UPS室組成。其中，進行空調設計的房間有機柜室、工程師室、UPS室、電信機柜間。外操室和交接班室僅送入新風。建筑面積677"m2，建筑高度6.7"m。

2通風空調系統設計原則

防爆控制室通風空調系統的設計要求需嚴格遵循防爆安全標準和特殊環境的操作需求，確保系統的安全、可靠運行。防爆控制室在設計時應該滿足《石油化工建筑物抗暴設計標準》（GB/T"50779-2022）中的規定。

（1）空調系統的設置應根據工藝要求和房間的需求確定。

（2）空調機應選用自帶冷源的風冷式單元空調機，空調機宜安裝在空調機房內。無條件設置空調機房時，空調機可直接設在空調房間內，但應釆取防止加濕水、冷凝水泄漏的措施。

（3）功能性房間的空調系統應設置1臺空調機備用。

（4）當空調冷源為廠區供給的冷凍水時，功能性房間的空調機應采用雙冷源型。

除此之外，防爆控制室設計滿足以下原則。

（1）滿足防爆等級和認證要求：防爆控制室所有通風空調設備、材料和電氣組件必須符合相應的防爆等級和認證標準。

（2）滿足空氣質量要求：確保防爆控制室內空氣中的粉塵、有害氣體或蒸汽濃度維持在安全水平以下，防止爆炸或毒氣泄漏的風險。

（3）滿足空氣溫濕度要求：穩定控制室內的溫度和濕度，以適應特殊環境下設備和人員的工作要求。

（4）滿足安全監控系統要求：空調系統在運行時實施全面的實時監測系統，包括空氣質量、溫度、濕度和壓力等關鍵參數，及時發現異常并采取應急措施。

（5）滿足備份和應急系統要求：設計備用的通風和空調系統，確保在主系統故障或緊急情況下能夠保持連續、安全運行。

（6）備份和應急系統要求：在設計時空調系統采取1用1備的方式，確保在主系統故障或緊急情況下能夠保持連續、安全運行。

3冷熱源與系統劃分

防爆控制室的冷熱源及系統劃分通常需要按照安全性、防爆性能和功能需求進行嚴格的劃分和設計。

3.1冷熱源

由于防爆控制室重要性，且室內主要有電氣配電柜、控制柜等散熱設備，一年四季都是需要制冷的工況，故考慮為雙冷源系統。雙冷源系統是指兩種不同形式的冷源，互為備用關系，一般第一種冷源是由廠區集中冷凍站提供的7/12℃的冷凍水，另外一種冷源是由直膨式風冷熱泵機組提供分散式冷源，為了確保防爆控制室的安全性，當某一冷源出現故障停機時，室內空調區域環境溫度會發生變化，送回風溫差會偏離設定值，當達到設定溫差報警時，連鎖啟動切換至另外一種冷源。當采用雙冷源系統時，末端空調器需采用雙表冷段的形式，每一個表冷段對應一種冷源，雙冷源系統可以自由切換，緊急狀態下應保證能自動切換；同時，雙冷源系統也可以就地和機房控制中心手動操作。

此工程由于面積較小，且只有1層建筑。分散式冷熱源適用于小型防爆控制室或局部制冷需求。因此，此工程的冷熱源采用分散式冷熱源，可選擇防爆型分體空調器、移動式空調器等。這些設備應符合防爆要求，確保使用安全。

3.2系統劃分

根據防爆控制室的具體結構和功能需求，可以將空調系統劃分為多個獨立控制單元，每個單元負責一個特定區域的溫度控制。這種設計便于維護和管理，并且可以根據實際需要進行靈活調整。對每個機柜室、工程師室、UPS室進行劃分單獨的控制單元[1]。

3.3備用系統

為了確保系統的可靠性和穩定性，設計時應考慮設置備用系統或冗余設備。一旦主系統或某個分系統出現故障，備用系統可以迅速啟動，保證控制室的環境穩定。在對機組進行選型的時候可以選擇2臺（1用1備）。

3.4排風系統

排風系統的合理設計能夠有效排除控制室內的有害氣體或蒸汽，防止外部氣體污染物進入室內。

3.5消聲隔振系統

在對空調系統進行設計時，應考慮空調的消聲和隔振。設計時，在容易產生噪聲的部位進行消聲隔振設計，避免產生噪聲污染。

4系統選擇與設計

4.1空調負荷計算

空調負荷計算是空調設計的基礎。空調冷熱負荷根據建筑自控電氣所提條件計算。機柜室、電信機柜間、工程師室、UPS室空調冷負荷約為118"kW（含新風），冷指標為318"W/m2，空調熱負荷約為66"kW（含新風），熱指標為183"W/m2[2]。

4.2空調系統

在一次回風空調系統中，回風與新風在熱濕處理設備前混合，適用于送風溫差可取較大值時或室內散濕量較大時，且其具有設備簡單，節省最初投資，可以實現全年多工況節能運行調節等優點。

4.3氣流組織

氣流組織的形式關系到空調房間的舒適性。考慮到上送上回的送回風口均在房間頂部，不需要在墻體和地面開口設置出風口。因此，空調氣流組織采用上送上回的方式。

5設備選型及材料選擇

（1）選擇2臺雙冷源恒溫恒濕空調機A74G-AHU-0001/A～B（1用1備）；空調新風由新風化學過濾機組A74G-CFU-0001處理。恒溫恒濕空調機組采用雙冷源，冷源一為廠區冷凍站提供的7/12"℃冷凍水；冷源二為機組自帶直膨式熱泵機組（環保冷媒）[3]。

（2）恒溫恒濕空調控制系統由空調設備配套：恒溫恒濕空調進、出風口處設置電動風閥。根據回風溫、濕度傳感器測的溫、濕度來控制恒溫恒濕空調機制冷、電加熱、加濕等各功能部件的工作[4]，并應具有回風過濾器差壓報警、無風狀態報警、送風電機過載報警、加熱超溫報警、消防連鎖控制、壓縮機過載報警等功能，使空調房間保持在設定的溫濕度范圍內。

（3）新風入口處電動密閉閥與可燃、有害氣體探測報警連鎖，報警時將聯動信號送至新風化學過濾機組自帶電控箱，聯動關閉電動密閉閥和新風化學過濾機組，并聯動關閉電動密閉閥及排風機。報警解除后，手動開電動密閉閥、新風化學過濾機組及排風機，送風管、排風管進出外墻處設置抗爆閥，以確保建筑物外發生爆炸時自動關閉；沖擊波過后自動復位，以保證室內正常通風[5]。

（4）UPS室設柜式分體空調，滿足冬季或過渡季節室內電氣設備運行對環境的要求。

（5）風管采用鍍鋅鋼板制作。風管外部有一層30"mm難燃B1級閉孔橡塑材料進行保溫。難燃B1級閉孔橡塑材料外部有一層0.5"mm鋁板外覆，用于室外保溫[6]。

（6）風機出口上微穿孔板結構形式為孔徑0.8"mm，板厚0.8～1.0"mm，內壁面穿孔率為1%，外壁面穿孔率為3%，材質為鍍鋅鋼板。

6污染物排放

6.1氣體污染

新風入口處電動密閉閥與可燃、有害氣體探測報警連鎖。可以防止可燃有害氣體進入室內。

6.2顆粒物污染

新風化學過濾機組A74G-CFU-0001由進風段、初效過濾段、二級化學過濾段、中效過濾段、風機段、出風段組成，可以有效減少顆粒物的排放。

6.3噪聲污染

本工程為了減少噪聲污染采用高效率、低噪聲、低振動的空調、通風設備，采用吊裝振動設備時采用減震吊桿。所有通風設備均選用低噪聲產品，采用軟管連接。在風機出口上和彎頭處安裝消聲設備。

6.4熱污染

設備運行和人員產生熱量，可能導致周圍環境溫度升高，2臺雙冷源恒溫恒濕空調機A74G-AHU-0001/A～B可以將熱污染排除。

7結語

本文從防爆控制室的空調系統設計原則、冷熱源與系統劃分、系統的選擇與設計、設備選型與材料選擇、污染物排放5個方面探究了防爆控制室通風空調設計的過程。為防爆控制室的設計提供一個思路。防爆控制室空調設計不僅關乎安全和環境舒適度，更是一項關鍵的技術保障措施，直接影響生產運行的連續性和可靠性。

參考文獻

[1]"胡添熠.中央空調群控系統設計與實現[D].武漢：武漢理工大學，2022.

[2]"楊琪.空調設計室外計算參數適用性及設計負荷修正方法[D].長沙：湖南大學，2022.

[3]"曹濤，徐鴻，馬友才，等.某調度通信樓空調系統節能減碳改造設計實踐[J].暖通空調，"2024，54（6）：59-64.

[4]"張宏剛.公共建筑裝飾裝修工程通風空調安裝技術難點分析[J].居舍，2024（19）：62-65.

[5]"陸剛.空調控制系統節能設計探討[J].城市建設理論研究（電子版），2024（16）：190-192.

[6]"張潔.節能減排理念在建筑暖通空調設計中的應用淺析[J].建材發展導向，2024，22"（12）：130-132.