工业厂房车间空调冷负荷及气流组织改进

王晓华

（甘肃烟草工业有限责任公司兰州卷烟厂，甘肃 兰州 730000）

工业厂房车间属于大空间建筑，因此它的空调系统设计与普通的室内空调系统不太相同。厂房内部空间高大，工业机械设备较多，相应地产热量也很多，但厂房内空调不必对所有的空间区域作用，一般只要求人们活动区附近可以满足人员舒适要求即可，这便要求在空调设计时方案需要合理化，对气流组织进行改进，减少耗能现象。

1 负荷设计改进

工业厂房内部空间较大，机械设备多。而工人的人数也是比较多的。因此厂房的温度一般都比较高。所以厂房内部负荷的设计应当视不同的厂区情况处理。根据最新的《采暖通风与空气调节设计规范》 （GB50019-2003），普通的工业厂房在设计时需要把内部的温度控制在12℃-21℃，但是对于那些以机械加工类设备居多的厂房而言，采暖室内设计温度则应该比普通厂房的温度略低一些。一般控制在14℃-16℃，但是空调的室内设计温度则与前面两种都不同，它的温度稍微高一些，在26℃-27℃这个范围内。厂房的功能不同，其负荷大小和组成要求标准也是差别比较大的。根据其不同的生产工艺要求，像新风、排风量这些因素都是不一样的，要求比较大的厂房，其新风负荷在总负荷中占的比重很大。而对常年进行热加工处理的工业厂房而言，厂房内部的发热量是比较大的。而有些厂房工人劳动强度大，厂房内人员数量也很多，这会使空调处于冷负荷状态中，相应的湿负荷也就比较大。

为了对空调系统的冷负荷状况进行改善，首先从热源选择方面入手。从现实情况来看，处在工业地区的大部分厂房，一般是通过烧锅炉，给整个厂区内部提供蒸汽的。而蒸汽作为热媒，一般只有在当厂区的供热为工艺用蒸汽为主的情况下，但是这是有一个前提条件的，那就是厂区只有采暖用热或者是采暖用热为主，必须满足这个前提条件，才能考虑以蒸汽为热媒。之后还必须考虑到技术、卫生和节能的限制条件。显然。电力资源是最环保、方便的能源，但是整个工业厂房车间的空间太大，需要的电能较多，相应地，其造价也较高，考虑到经济原因，厂房的供暖是不适合使用电采暖的。还有一种采暖方式，那就是燃气辐射采暖。对于某些不存在易燃易爆物质，没有爆炸危险，同时厂区内没有条件产生蒸汽或者热水热源的车间，可以选用这种采暖方式。

在选择冷源的时候，可以考虑选用VRV 制冷机组或者蒸汽热源溴化锂吸收制冷机组。在温度不是十分低的地区，风冷热泵机组就已经足够在冬季供热了，而且该系统还可以有两用性，既可以在夏季制冷，也能够在冬季制热，环保节约，效果比较好。

当然还有一种特殊的情况存在，那就是对于加热工种的车间，不仅需要考虑一般的情况，还需要考虑隔热的设计这个因素。这样的一些车间可能会出现某个工作区域温度过高，为了防止工人中暑或者烫伤，保证安全，就需要厂方为工人提供隔热防护措施。

2 气流组织改进

厂房车间的通风方式多种多样，并不只有外窗的自然通风方式这一种，进行同个工种加工的车间是能够做到全室通风换气的。当然，对于加工不同工种的车间，能够进行车间局部污染、散热区域可以进行局部的除尘处理，排风处理，以减少对不必要的通风量出现。如果车间里的散热量不是特别大的时候，就不必进行复杂的排气散热系统的安装，可以通过屋顶自然采光通风器，在热流的自然上升原理下，形成不需要动力的散热排风作用，这样还可以达到节能节排的目的。

但是对于工业厂房中，一些面积超大的工业车间来说，因为车间作业量十分大，导致产生的热量也是很大的，在这种情况下，采用简单的自然通风方式是不可能完全满足通风要求的。毕竟厂房的通风不仅仅需要满足新风、散热的空气方面的要求，还需要满足除尘、排烟类环境保护的要求。有些工业车间的工种操作是会产生有害气体或烟尘的，像焊接这个工种，实际操作中，会有火花迸溅，铁水流淌出，刺鼻气味产生，这对空气的净化是有很高要求的。设计师要充分了解该工艺的操作特点以及过程结果，与工艺专业密切的配合，按照不同的生产规模，准确测量有害烟尘或气体量，由此来决定是采取全车间烟尘净化还是局部排风净化处理。于此同时，在排放有害气体之前，必须先进行处理，去掉有害部分，使排出的气体满足《工业企业设计卫生标准》。

常见的气流组织方式有三种：下送风方式、侧送风方式、上送风方式。第一个便是侧送风方式，侧送风方式是厂房常用的最广泛的一种空调送风方式，其中采用喷口送风方式最为常见。其次便是上送风方式，上送风方式是指将送风口安装在厂房顶棚，而回风口与送风口不是处于一个地方，它是设在周边侧墙或顶棚上的。因为厂房空间过于高大，上下距离很宽，所以一般使用喷口和旋流风口这两种风口，其中旋流风口具有风量大、送风深度广、噪音低、送风流型可调、人员区风速易控制、阻力特性稳定等特点，因此，它在厂房的应用范围更加广泛。根据实际的使用效果来看，上送风方式是相对来说比较优良的，因为它能将处理好的空气均匀送到各个部位，不会只聚集在某一个地方，这样可以满足不同区域所需的不一样的空调参数，协调性较好，能够随意切换。当然这种方式也有缺点，那就是将悬浮于上部的热和污浊空气带入工作人员周围区域去，与比其他方式相比，更加耗费能源，不是很经济适用。最后一种便是下送风方式了。下送风方式是指将送风口安装在地面上，与人员距离最近，直接向室内人员送风，不必回旋绕向，节省空间距离，而其回风口则是设在顶棚或侧墙上部。这种送风方式的优点是能够空气直接送至人员区，不会经过中途的空气混合，最后送出的空气品质好，避免了将灯光和屋面负荷的对流部分带入空调区域，减少了设计负荷和空间设备，节省了能耗，人员区域的温度和速度场是比较均匀的，带给人的舒适感强。但它的缺点也是存在的，因为风口数量多，所以地下管道的布置比一般的布置要复杂，较为困难；与此同时，室内清洁工作较难处理；风口占用地面面积，使工厂的车间利用率大大降低，不便于生产。

对于气流流通方式而言，上述三种送风方式是可供选择的。但是当温度过高，热流散发缓慢的时候，散热器的选择就很有必要了，一般来说，应该遵循以下几个原则：①设备应具有实用性，工业厂房本来就是大型建筑基地，在考虑到设备用途时，实用性是很重要的一个方面，设备应该要适合厂房的使用条件，要体现经济性，不能过于昂贵。②对于散热负荷比较大的车间，像焊接之类的工种车间，需要选取散热面积大同时单位体积散热量大的散热器，钢制翅片管散热器就是现在市面上一个很好的选择。③如果上述提供的原则和方案依旧不能满足工厂散热要求，那么在符合专业工艺的要求，不破坏原有生产条件的基础上，可以增加暖风机进行辅助采暖。不过对于容易产生粉尘的车间钢制散热器则不适用，这种散热器的翅片会积累粉尘，并且难清理、需要散热的时间长，对散热效果有很大的影响，所以可以更换另一种钢制柱式散热器，来解决现有的粉末问题。对于存在腐蚀粉尘的厂房，在选择散热器时需要考虑耐腐蚀性这个要素，以使散热器的使用年限可以增长，不至于损坏率太高。对于辅助用房，如果经济预算足够的话，可以选择铜铝复合式或钢制柱形散热器。相对于车间热负荷不是特别高的工业车间，可以选用光管散热器，这种散热器比较容易清理，节省人力。而铸铁散热器则是希望节省造价的车间的一个最佳选择。

3 结语

通过对工业厂房车间的空调系统的负荷设计的分析以及对不同的气流组织方式的比较，从经济性、实用性、环保性等角度共同参考，得到适用于不同参数情况下的改进方案，给工厂车间的空调冷负荷及气流组织改进提供了思路。