聯合廠房空調通風系統設計

龍從勇（上海科元燃化工程設計有限公司，上海200122）

聯合廠房空調通風系統設計

龍從勇
（上海科元燃化工程設計有限公司，上海200122）

介紹了某聯合廠房的空調通風系統設計，重點闡述了崗位空調設計以及復合通風方式在生產廠房內的應用，可供類似的設計借鑒參考。

聯合廠房；崗位空調；復合通風；節能

0 引言

現代化大型工業廠房的空間大，自動化生產程度高，生產設備散熱量大，室內操作人員較少。因而針對該類廠房的暖通空調設計，在滿足人員舒適性和衛生標準要求的情況下，如何節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膠粘劑項目，設計單體為聯合廠房。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）鋼結構，輕鋼屋面，建筑檐口高度為10m。主要分為兩個區域:丙類生產廠房和原料庫（儲存物品類別:丙類2項）區域。

2 設計參數

2.1 室外設計參數

參照上海地區的室外氣象資料[1]。

2.2 室內設計參數

空調通風換氣要求見表1。

3 空調系統

根據業主要求及廠房內各功能房間的用途，室內空調系統主要設置在如下區域:散熱較大操作區域的崗位空調，變配電房間的降溫空調，辦公區域的舒適性空調，以及溫控儲存間及部分封閉生產區域的工藝性空調。

3.1 空調負荷

全新風崗位送風夏季空調總冷負荷約為798k W；變配電間夏季空調總冷負荷約為61.1k W；其他空調房間夏季空調總冷負荷約為375k W，冬季空調總熱負荷約為129k W。

3.2 崗位空調

崗位送風空調設計參考相關規范標準和設計資料進行計算[2-3]。項目所在地夏季通風室外計算溫度tw= 31.2℃，則根據《簡明通風設計手冊》中的計算方法，夏季車間內工作地點空氣溫度限值為tn=35℃。車間崗位設置局部送風系統，業主要求送風口相對高度2.5m，吹到人體1.5m高度的風速為1.5m/s，溫度26±2℃。則送風口至工作地點距離S=1m，取送風氣流作用范圍Ds=1m。則取局部工作點送風射流的平均溫度tsp=26℃，局部工作地點平均風速vsp=1.5m/s。

3.2.1 計算送風口當量直徑

局部送風系統采用旋轉送風口，則參考紊流系數a=0.2。所需送風口當量直徑D可根據系統式局部送風射流計算公式求得:

表1 空調通風要求

式中Ds—送風氣流作用范圍，m；

D0—所需送風口當量直徑，m；

a—風口紊流系數；

S—送風口至工作地點距離，m。

選用N o.1旋轉式送風口，其送風口面積F0= 0.109m2，當量直徑D0=0.443m。

3.2.2 確定送風溫度

根據系統式局部送風射流計算公式:

式中tn—工作地點最高溫度，35℃；

tsp—局部工作點送風射流的平均溫度，26℃；t0—送風溫度，℃。

3.2.3 確定送風口出流速度及風量

根據系統式局部送風射流計算公式:

式中vsp—局部工作地點平均風速，取值1.5m/s；

v0—送風口出口流速，m/s。

則有:

3.3 空調風系統

熱熔膠生產車間、水基膠生產車間均設置全新風吊裝式空調機為室內操作人員崗位送風。一層崗位送風空調機組吊裝于4.500m走道平臺下，二層空調機組吊裝于屋面下。室外新風經吊裝式空調機處理后通過風管接至操作崗位送風降溫。根據生產車間實際操作情況，熱熔膠生產車間共設置19個崗位空調送風點，總風量為19000m3/h，采用4個獨立的空調系統；水基膠生產車間共設置12個崗位空調送風點，總風量為12000m3/h，采用2個獨立的空調系統。

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

聯合廠房辦公室采用風機盤管加新風系統的空調形式。

配電間均采用吊裝式空調機。設備設置于相鄰房間，采用全空氣系統為房間提供空調降溫送風。

溫控儲藏間吊裝式空調機組直接設置于該房間內以保證室內溫度要求。

3.4 空調水系統

煙草膠生產車間上下封閉操作平臺區域的兩臺吊裝式空調機采用冷熱雙盤管的四管制系統；崗位送風空調機組及變配電間空調機組均采用單冷盤管雙管制系統；其他空調設備則采用單盤管的四管制系統。

空調冷水系統采用二次泵變流量系統。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末端設備回水支管上部均設排氣裝置。空調末端設備的排氣閥采用手動型，其它均采用自動排氣型。

空調冷（熱）水系統采用異程式。每個生產區域空調用水支管在與水平主管連接的回水支管上設置自力式壓差平衡閥，用來平衡水系統水平支管間的阻力損失。

圖1 煙草膠生產車間封閉平臺區空調自控原理圖

風機盤管設帶三擋風速開關及室內溫控器。溫控器控制空調回水管上的電動三通調節閥的啟閉，停機時該閥關閉。

煙草膠生產車間及溫控儲藏間空調機組由回風溫度（室溫）控制空調回水管上的電動調節閥的開度進行調節，停機時該閥關閉。煙草膠生產車間封閉平臺區空調自控原理圖如圖1所示。

其他生產車間空調新風機組經由送風溫度控制空調回水管上的電動調節閥的開度來進行調節，停機時該閥關閉。風機設有自動和手動轉換選擇開關，非空調季節可僅開啟風機送新風以節約能源。

冷凍站提供7℃/12℃冷凍水，公用站房導熱油換熱系統提供60℃/50℃空調熱水。

4 通風系統

熱熔膠生產車間和水基膠生產車間均設置兩臺管道式離心風機為一、二層生產區域送新風，送風口設置于人員高度位置，以提高巡檢工作人員在該區域時的送風舒適度。同時該送風又可以加強該區域的通風換氣，吹出的熱空氣和有害氣體再通過設置于屋頂的排風機排至室外。該區域通風換氣量見表2。

熱熔膠生產車間和水基膠生產車間室內全面通風采用自然通風與機械通風相結合的復合通風方式，全面通風中20%的排風量通過離心式屋頂風機排至室外，其他80%的排風量通過無電機渦輪式屋頂風機來保證，全面通風量計算考慮機械送風、崗位空調送風以及工藝除塵局部排風之間的風量平衡，室內維持微負壓。該生產車間空調通風示意圖如圖2所示。

煙草膠生產車間開放區域另設置排風系統以排出室內有害氣體。為便于對室內溫度要求的控制，排風系統采用兩臺離心式屋頂風機機械排風。

五氧化二礬車間設置正常通風系統并考慮事故通風。采用2臺排風機，平時開啟1臺排風機進行正常通風換氣，當檢測到室內儀表探頭事故報警時，連鎖開啟2臺排風機同時排風以滿足事故通風要求。事故排風機分別在室內、外便于操作地點設置手動開關。

圖2 熱熔膠和水基膠生產車間空調通風示意圖

生產原料庫均采用無電機渦輪式屋頂風機為室內通風換氣，根據房間換氣要求及特點，通風設備于屋面上均勻布置。外側墻設置防雨百葉自然補風。

各衛生間均單獨設置一臺吸頂式換氣扇為室內通風換氣，換氣扇自帶止回閥，通過排風總管直接排至室外。門窗自然補風。

5 結語

聯合廠房層高較高、面積大，部分生產操作區域由于設備的發熱量大，該區域溫度較高，設置崗位送風空調系統既可以提高該區域操作人員的舒適性，又可以靈活地調整送風氣流方向以適應操作人員的活動空間，同時相對于房間全室空調可以大量節省空調能耗。

聯合廠房熱熔膠生產車間和水基膠生產車間采用自然通風與機械通風相結合的復合通風方式，既能靈活配置室內的通風條件又可以節省能耗，特別是相對于該區域通風量較大的情況下具有可觀的經濟效益。

表2 通風換氣量

[1]G B50019-2015，工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].

[2]G B Z 1-2010，工業企業設計衛生標準[S].

[3]孫一堅.簡明通風設計手冊[M].1版.北京:中國建筑工業出版社，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，從事暖通空調設計工作。