淺議恒溫恒濕空調系統在工業廠房中的設計

黃煒良

摘要：當前社會經濟發展進入了一個全新的模式，面對國際化市場機遇與國內市場機遇不斷擴大的今天，各行業在進行工廠的建設中都需要完善內部的工作環境，確保工廠內部產品加工工作的正常開展。所以完善內部恒溫恒濕空調系統的設計將變得尤為重要。

關鍵字：恒溫恒濕；空調系統；工業廠房

前言：空調系統在工業廠房中的應用在最近幾年的發展中已經變得十分的常見，但是面對當前社會市場競爭趨勢的不斷加強，提高工業廠房內部空調系統設計的可靠性、有效性就變得尤為重要，本文將參照某合資工業電子廠房恒溫恒濕空調的設計進行研究論述。

一、工程概況

本工程是一合資工業廠房，廠房的生產制造精密度較高，所以在設計中對空調參數等相關要求較高，對恒溫恒濕空調的設計也提出了較為明確的要求。

二、原空調及潔凈工程設計方案

工業廠房內部進行恒溫恒濕空調系統的設計以及建造將能夠有效的改善內部的工作環境，確保相關生產工作能夠順利有效的進行，所以對空調以及潔凈工程的設計工作嚴格進行實施，才能夠提高工業廠房內部恒溫恒濕空調系統的利用價值，使相關設計能夠滿足工業廠房的建設發展需求。

2.1概述

本空調系統設計為一萬級的潔凈空調車間。

2.2空調設計參數

溫度：22℃±2℃；相對濕度：50%±10%；潔凈度：10000級（0.5μ）；正壓：5Pa～10Pa。

2.3空調系統

2.3.1底層潔凈車間空調系統

（1）圍護結構

車間在外部維護方面所使用的壁板為雙金屬壁板，在雙金屬壁板的中間需要添加適當的巖棉類保溫材料，內部設置彩鋼板，對外部壁板進行鍍鋅，所有壁板不安裝小窗口，采用專業凈化頂板與PVC專業型防靜電地板磚。

（2）潔凈車間空調系統

①空氣處理方案

本系統采用一次回風方案，設置粗、中、高效三級過濾器。高效空氣過濾設于空調箱末段。各級過濾器的效率分別為：

粗效過濾器η≥25%，中效過濾器η≥85%，高效過濾器η≥99.99%。

②空氣處理流程為：

新風→新回風混合粗效過濾→中效過濾→空氣冷卻→空氣加熱或微調→空氣加濕→送風機→均流段→高效過濾→送風箱→潔凈室→回風（去新、回風段）→工藝設備排風，正壓漏風。

③系統各項參數為：

風量：60000m3/h；冷量：377kw；換氣次數：31次/h；新風比：17.85%（冬季≤31%）；再熱微調：33.5kw；自凈時間：23.5min；單位面積冷量：577W/m2·h；加濕量：142kg/h。

④氣流組織

系統送風采用亂流形式，平頂上部送風，兩側外墻壁板下回風。送風口為405mm×405mm方型散流器，面板尺寸595mm×595mm，共計61只，頸部風速4.5m/s，作用半徑1.2m，每只送風量為1166m3/h。經計算溫度波動為0.73℃，小于±2℃的波動要求。回風口為900mm×500mm百葉風口，回風速度2m/s。

⑤系統運轉

系統運轉初期過濾器阻力較小，此時控制風機進口導葉，以調整風機風量不大于設計工況。由于系統運轉為三班制，本系統不考慮值班風機，節假日停機時可采用一臺空調機組運轉，并調小進口導葉，使室內維持正壓。系統運轉，先打開新風閥啟動空調機組，然后開啟排風機，系統停止先關閉排風機，再停空調機組，最后關閉新風閥，新風系統總管外墻處設置保溫總閥，當系統停止時，以防冬季表冷器凍結。

⑥系統控制方案：

夏季工況：室內溫度由表冷器進口三通調節閥調節冷水量控制，室內相對濕度由加熱器進口三通閥微調熱水量控制。表冷器冷水供回水溫度為4℃/9℃考慮，加熱器供回水溫度為60℃～50℃考慮。

冬季工況：室溫采用改變新風與一次回風之比例來調節送風溫度至定值，室內相對濕度通過噴蒸加濕調節加濕量控制。

2.4排風系統

（1）潔凈車間工藝設備排風設2個排風系統，每個排風系統排風量為4500m3/h。

（2）后道生產工藝設備排風總量為26500m3/h，設置2個排風系統，每個系統排風量15000m3/h，車間換氣為4.5次/h。另設一臺5000m3/h的排風機，此排風機受CO2濃度感測信號控制，車間CO2濃度超標時，啟動排風機，同時開大空調箱之新風閥，由自控系統完成。

2.5冷熱源

冷源由機房設置二臺700kW和二臺211kW螺桿壓縮機組，分別提供9℃～4℃和12℃～7℃冷水。9℃～4℃主機供潔凈室及后道生產和更衣室空調系統用。12℃～7℃主機供辦公樓及工藝冷卻水之用。

2.7恒溫恒濕控制系統

在恒溫恒濕控制部分，夏季采用制冷盤管以及二次再熱段控制溫濕度，冬季采用表冷段及蒸汽加濕控制溫濕度。

三、調試運行中發現的問題

該廠是在夏季完成的空調系統組裝，所以緊接著就展開了空調的調試工作。在進行調試的時候工作人員發現由于內部濕度相對過高，二次加熱管的熱量已經達到了符合，其他的房間也都達到了80%左右，所以依靠原有設計的二次再熱管進行濕度的調節已經失去了意義。為了提高設備的運行效率，通過對設計、研發、組裝等各個步驟的分析，最終發現空調在運行中部分生產工藝設備并沒有投入使用，控制人員短缺。內部負荷較小，造成濕度偏大，所以為了達到無負荷恒溫恒濕的要求，必須進行二次改造設計。

四、改造的設計方案及調試

面對恒溫恒濕空調在調試過程中出現的問題，為了能夠有效的達到起初設計的目的，在原有設計思路的基礎上進行方案的改進，才能夠解決調試過程中出現的問題，達到恒溫恒濕空調利用效率的最大化。

4.1空調改造方案

首先將回風系統改變成二次回風系統，在空調箱的上部加裝相應的回風管路，對原設計中的二次再熱功能進行保留，操作測試工作在空調廠房內進行，保證關閉一條生產線的同時另一條生產線可以正常運行，確保廠內相對濕度。

4.2第一次自控改造方案

如果是在夏季，在進行溫度控制的時候，需要對二次回風開度進行調節，當溫度超過二十二攝氏度的時候需要減小回風開度，如果超過就需要增大。對于濕度，可以利用冷水閥開度調節的方式對回風濕度進行控制，一般濕度大于50%就需要增加開度，反之亦然。

如果是在冬季，在進行溫度控制的時候需要將二次回風開關徹底關閉，如果溫度大于二十二攝氏度就需要增加冷水閥的開度，反之亦然。同樣，在進行濕度控制調節的時候，二次回風依舊需要完全關閉，需要對加濕閥進行控制，當濕度小于50%的時候就增大閥門開度，反之亦然。

五、運行效果

經過設計調試之后雖然出現了一定的問題，但是經過設計改造處理之后，工廠內部的空調調節溫濕度徹底達到了穩定的狀態，并且滿足了企業工作的要求，就算工作的狀況相對惡劣也能夠保證在工況下進行運行。通過一段時間的調試研究之后，發現更正后的空調設計完全滿足工廠需要的恒溫恒濕的要求，運行效果非常出色。

結語：恒溫恒濕空調的設計工作需要對工廠廠房內部的各種因素進行綜合考慮，本文通過實例分析的方法，對恒溫恒濕空調的設計以及設計改進工作進行了詳細的分析以及論述。面對工業廠房建設數量的不斷增加，完善恒溫恒濕空調的設計，對工業的發展具有一定的積極促進作用。

參考文獻：

【1】周祖毅 關于恒溫恒濕類和對濕度有高限控制要求空調工程的節能設計探討 暖通空調 2010年02期

【2】李申 沈嘉 張學軍 鄭幼明 恒溫恒濕空調系統的優化控制與性能模擬 制冷學報 2012年01期

【3】張蘭英 邊玉國 潔凈廠房恒溫恒濕空調系統設計 企業技術開發 2014年08期