工業廠房車間空調冷負荷及氣流組織改進

王曉華

（甘肅煙草工業有限責任公司蘭州卷煙廠，甘肅 蘭州 730000）

工業廠房車間屬于大空間建筑，因此它的空調系統設計與普通的室內空調系統不太相同。廠房內部空間高大，工業機械設備較多，相應地產熱量也很多，但廠房內空調不必對所有的空間區域作用，一般只要求人們活動區附近可以滿足人員舒適要求即可，這便要求在空調設計時方案需要合理化，對氣流組織進行改進，減少耗能現象。

1 負荷設計改進

工業廠房內部空間較大，機械設備多。而工人的人數也是比較多的。因此廠房的溫度一般都比較高。所以廠房內部負荷的設計應當視不同的廠區情況處理。根據最新的《采暖通風與空氣調節設計規范》 （GB50019-2003），普通的工業廠房在設計時需要把內部的溫度控制在12℃-21℃，但是對于那些以機械加工類設備居多的廠房而言，采暖室內設計溫度則應該比普通廠房的溫度略低一些。一般控制在14℃-16℃，但是空調的室內設計溫度則與前面兩種都不同，它的溫度稍微高一些，在26℃-27℃這個范圍內。廠房的功能不同，其負荷大小和組成要求標準也是差別比較大的。根據其不同的生產工藝要求，像新風、排風量這些因素都是不一樣的，要求比較大的廠房，其新風負荷在總負荷中占的比重很大。而對常年進行熱加工處理的工業廠房而言，廠房內部的發熱量是比較大的。而有些廠房工人勞動強度大，廠房內人員數量也很多，這會使空調處于冷負荷狀態中，相應的濕負荷也就比較大。

為了對空調系統的冷負荷狀況進行改善，首先從熱源選擇方面入手。從現實情況來看，處在工業地區的大部分廠房，一般是通過燒鍋爐，給整個廠區內部提供蒸汽的。而蒸汽作為熱媒，一般只有在當廠區的供熱為工藝用蒸汽為主的情況下，但是這是有一個前提條件的，那就是廠區只有采暖用熱或者是采暖用熱為主，必須滿足這個前提條件，才能考慮以蒸汽為熱媒。之后還必須考慮到技術、衛生和節能的限制條件。顯然。電力資源是最環保、方便的能源，但是整個工業廠房車間的空間太大，需要的電能較多，相應地，其造價也較高，考慮到經濟原因，廠房的供暖是不適合使用電采暖的。還有一種采暖方式，那就是燃氣輻射采暖。對于某些不存在易燃易爆物質，沒有爆炸危險，同時廠區內沒有條件產生蒸汽或者熱水熱源的車間，可以選用這種采暖方式。

在選擇冷源的時候，可以考慮選用VRV 制冷機組或者蒸汽熱源溴化鋰吸收制冷機組。在溫度不是十分低的地區，風冷熱泵機組就已經足夠在冬季供熱了，而且該系統還可以有兩用性，既可以在夏季制冷，也能夠在冬季制熱，環保節約，效果比較好。

當然還有一種特殊的情況存在，那就是對于加熱工種的車間，不僅需要考慮一般的情況，還需要考慮隔熱的設計這個因素。這樣的一些車間可能會出現某個工作區域溫度過高，為了防止工人中暑或者燙傷，保證安全，就需要廠方為工人提供隔熱防護措施。

2 氣流組織改進

廠房車間的通風方式多種多樣，并不只有外窗的自然通風方式這一種，進行同個工種加工的車間是能夠做到全室通風換氣的。當然，對于加工不同工種的車間，能夠進行車間局部污染、散熱區域可以進行局部的除塵處理，排風處理，以減少對不必要的通風量出現。如果車間里的散熱量不是特別大的時候，就不必進行復雜的排氣散熱系統的安裝，可以通過屋頂自然采光通風器，在熱流的自然上升原理下，形成不需要動力的散熱排風作用，這樣還可以達到節能節排的目的。

但是對于工業廠房中，一些面積超大的工業車間來說，因為車間作業量十分大，導致產生的熱量也是很大的，在這種情況下，采用簡單的自然通風方式是不可能完全滿足通風要求的。畢竟廠房的通風不僅僅需要滿足新風、散熱的空氣方面的要求，還需要滿足除塵、排煙類環境保護的要求。有些工業車間的工種操作是會產生有害氣體或煙塵的，像焊接這個工種，實際操作中，會有火花迸濺，鐵水流淌出，刺鼻氣味產生，這對空氣的凈化是有很高要求的。設計師要充分了解該工藝的操作特點以及過程結果，與工藝專業密切的配合，按照不同的生產規模，準確測量有害煙塵或氣體量，由此來決定是采取全車間煙塵凈化還是局部排風凈化處理。于此同時，在排放有害氣體之前，必須先進行處理，去掉有害部分，使排出的氣體滿足《工業企業設計衛生標準》。

常見的氣流組織方式有三種：下送風方式、側送風方式、上送風方式。第一個便是側送風方式，側送風方式是廠房常用的最廣泛的一種空調送風方式，其中采用噴口送風方式最為常見。其次便是上送風方式，上送風方式是指將送風口安裝在廠房頂棚，而回風口與送風口不是處于一個地方，它是設在周邊側墻或頂棚上的。因為廠房空間過于高大，上下距離很寬，所以一般使用噴口和旋流風口這兩種風口，其中旋流風口具有風量大、送風深度廣、噪音低、送風流型可調、人員區風速易控制、阻力特性穩定等特點，因此，它在廠房的應用范圍更加廣泛。根據實際的使用效果來看，上送風方式是相對來說比較優良的，因為它能將處理好的空氣均勻送到各個部位，不會只聚集在某一個地方，這樣可以滿足不同區域所需的不一樣的空調參數，協調性較好，能夠隨意切換。當然這種方式也有缺點，那就是將懸浮于上部的熱和污濁空氣帶入工作人員周圍區域去，與比其他方式相比，更加耗費能源，不是很經濟適用。最后一種便是下送風方式了。下送風方式是指將送風口安裝在地面上，與人員距離最近，直接向室內人員送風，不必回旋繞向，節省空間距離，而其回風口則是設在頂棚或側墻上部。這種送風方式的優點是能夠空氣直接送至人員區，不會經過中途的空氣混合，最后送出的空氣品質好，避免了將燈光和屋面負荷的對流部分帶入空調區域，減少了設計負荷和空間設備，節省了能耗，人員區域的溫度和速度場是比較均勻的，帶給人的舒適感強。但它的缺點也是存在的，因為風口數量多，所以地下管道的布置比一般的布置要復雜，較為困難；與此同時，室內清潔工作較難處理；風口占用地面面積，使工廠的車間利用率大大降低，不便于生產。

對于氣流流通方式而言，上述三種送風方式是可供選擇的。但是當溫度過高，熱流散發緩慢的時候，散熱器的選擇就很有必要了，一般來說，應該遵循以下幾個原則：①設備應具有實用性，工業廠房本來就是大型建筑基地，在考慮到設備用途時，實用性是很重要的一個方面，設備應該要適合廠房的使用條件，要體現經濟性，不能過于昂貴。②對于散熱負荷比較大的車間，像焊接之類的工種車間，需要選取散熱面積大同時單位體積散熱量大的散熱器，鋼制翅片管散熱器就是現在市面上一個很好的選擇。③如果上述提供的原則和方案依舊不能滿足工廠散熱要求，那么在符合專業工藝的要求，不破壞原有生產條件的基礎上，可以增加暖風機進行輔助采暖。不過對于容易產生粉塵的車間鋼制散熱器則不適用，這種散熱器的翅片會積累粉塵，并且難清理、需要散熱的時間長，對散熱效果有很大的影響，所以可以更換另一種鋼制柱式散熱器，來解決現有的粉末問題。對于存在腐蝕粉塵的廠房，在選擇散熱器時需要考慮耐腐蝕性這個要素，以使散熱器的使用年限可以增長，不至于損壞率太高。對于輔助用房，如果經濟預算足夠的話，可以選擇銅鋁復合式或鋼制柱形散熱器。相對于車間熱負荷不是特別高的工業車間，可以選用光管散熱器，這種散熱器比較容易清理，節省人力。而鑄鐵散熱器則是希望節省造價的車間的一個最佳選擇。

3 結語

通過對工業廠房車間的空調系統的負荷設計的分析以及對不同的氣流組織方式的比較，從經濟性、實用性、環保性等角度共同參考，得到適用于不同參數情況下的改進方案，給工廠車間的空調冷負荷及氣流組織改進提供了思路。