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探讨工业厂房暖通空调的节能设计

时间:2022-11-01 09:50:03 来源:网友投稿

【摘要】本文旨在从工业厂房暖通空调节能设计的基本内容和方法要点,如对工业厂房暖通空调的冷热负荷进行计算,对工业厂房暖通空调的冷热源进行选择和设计,根据厂房大门的类型规格进行合适的空气幕设计,针对不同厂房选择和设计出相应的采暖、通风、空调方式等几个方面出发,探讨工业厂房暖通空调节能设计方面的相关问题。

【关键词】暖通空调;节能设计;工业厂房

前言

如今,节能环保的生产生活方式已经成为世界为实现可持续发展达成的共识,而随着近年来我国工业的迅速发展,暖通、供暖行业巨大的能源消耗逐渐成为阻碍人们实现节能环保的一大问题。工业厂房对采暖、通风、空调的需求很大,如何尽可能地降低这其中的能源消耗,达到节能环保的要求,为企业实现低成本支出提供助力是当务之急。而要实现节能的暖通空调方式,就要从设计师的设计理念和方法入手进行改善了。

一、对工业厂房暖通空调的冷热负荷进行计算

由于自身性质不同,工业厂房与一般的民用住房的有很大的差异,在暖通空调的设计方面,其冷热负荷也与民用建筑的要求不同。根据近年来新出台的《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)相关规定,寒冷地区和严寒地区主要房间应采用18℃~24℃,夏热冬冷地区主要房间宜采用16℃~22℃,而辅助建筑物及辅助用室的温度根据其功能与类别在12℃~25℃不等。如果设计师仅仅从室内设计的温度就妄自断言厂房车间类型的建筑所具有的冷热负荷并不大,设计出来的暖通空调的冷暖负荷与一般民用建筑的没有差别,这种做法是错误的。事实上,不同的车间其负荷大小和形成负荷的因素都是各种各样的,而生产工艺的差别造就了车间厂房的负荷差别。根据《化工采暖通风与空气调节设计规范》HGT20698—2009规定,工业厂房的温度是根据季节以及热辐射程度来进行设计的,当热辐射程度在350—1400(W/m²)时,夏季温度应在20—25℃之间,冬季应在26—31℃之间,而当热辐射程度1401—2800(W/m²)之间时,冬季温度应在18—22℃之间,夏季应在24—29℃之间。有的工业厂房其新排风量需求较大,新风负荷在总负荷中可以占到一半以上的比重;而有的工业厂房由于内部自身能够产生很大的热量,因而在设计中时对热负荷的要求不大,对冷负荷的要求较严格,对其中的湿负荷的要求较高。

二、对工业厂房暖通空调的冷热源进行选择和设计

厂房类型的建筑一般都设置在工业区内部,可以依靠厂区内的锅炉房进行蒸汽的供给。当工业厂房只需要采暖用热或者制冷需求不高时,可以采用高温热水作为供暖源。而当工业厂区的供热采用工用蒸汽时,那么在符合卫生、节能与相关技术要求的前提下,可以将蒸汽作为热媒。值得注意的是,由于工业用电需求量大,价格高,工业厂房一般都不考虑采用电力作为供暖源。即使是一般的民用建筑,要使用电力进行取暖都必须获得当地供电部门的相关特殊优惠政策批准,否则,其取暖价格将令业主们无法承受。此外,对于一些工业厂房内既没有蒸汽可以作为热媒,又没有热水可以提供热源的工业厂房,如果工厂内没有易燃易爆的车间厂房,可以采用燃气辐射进行取暖,这种采暖方式既适宜于这类车间厂房,而且比较经济实惠。

另一方面,在冷源的选择上,设计师在设计时也应将冷源选择与厂房的实际情况相结合,尽可能选择出适用于厂房需求且成本较低的采冷源,达到节能、减投的目的。在这里着重推荐使用多联机制冷型机组和蒸汽热源溴化锂吸收制冷型机组。此外,如果工业厂房处于非严寒地带,风冷热泵型机组非常适用,能实现夏季制冷冬季供热一体化。

三、根据厂房大门的类型规格进行合适的空气幕设计

由于工业厂房人员流动较大,一般的厂房大门都是长时间敞开的,这在冬天很容易造成冷风入侵降低厂房内热负荷的现象,因此,在大门上方设置空气幕是非常必要的。一些设计师为图省事,会将设置的空气幕与暖气片串联起来,这种做法不但违反了相关采暖通风和空气调节规范和条例,而且是不科学不合理的做法,是不可取的。一般来说,工业厂房大门都设置的比较高大宽阔,常规的贯流型空气幕的送风距离过短,无法满足这种高大型大门的使用需求,而选择离心式空气幕会更加更合适。而对于厂房内的超大型出入口,最好采用装配型的厂房热空气幕,这种空气幕一般都被安装在大门的上方,而出风口却在大门的两边,热风同时相互吹送,以此来形成热风空气幕,抵挡室外冷空气的入侵,保证厂房内的温度适宜,热负荷不被室外吹进来的冷空气所降低。需要注意的是,由于工业用电的价格很高,而加热空气幕所需要的电力又很高,最好不要选择用电力加热空气幕,用电力加热空气幕,十几千瓦不在话下,对于稍大一点的厂房大门,单是空气幕就会消耗掉上百上千瓦的电荷。为避开这一笔大花销,可以考虑采用蒸汽作为热源和热水热媒进行空 气幕的加热,以保证有效抵制冷风入侵厂房内部的同时尽可能节约能源,降低支出。

四、针对不同厂房选择和设计出相应的采暖、通风、空调方式

厂房的采暖、通风、空调的方式应根据厂房的实际情况进行设计,不应拘泥于某一种单一的方式,应灵活进行,多样化处理。

1、工业厂房暖通空调通风设计

对工业厂房内进行通风设计不单只有开启外窗进行自然通风这一种方式,一个车间厂房内如果所进行的工种类型相同,则可以设计出全室通风换气方法,而如果同一车间内所进行的工种是不相同的,那么可以针对需要祛除污染、驱散热量的某一局部位置进行除尘、排气的处理。这样不但达到了车间厂房通风的需求,也减少了不必要的通风,降低了不必要通风造成的浪费。对于散热量需求不大的车间厂房,可以采用屋顶自然通风采光器,依靠热量的自然上升达到自主散热排风的效果,无须外加动力,既节能又环保,还能满足厂房散热通风的需求;但对于一些面积非常大,散热需求大的车间厂房,自然通风散热器所起的效用远远不能满足它们散热通风的需求。

车间厂房进行通风除了换入新风、进行散热,还要除尘除烟,将污染物及时排出,保证厂房内空气的清新、洁净。一些车间厂房在生产过程中会产生一些有害气体,这类厂房的通风设计需要更加严谨和细致。设计师在对此类车间厂房进行设计时应事先了解清楚厂房所进行的具体工艺,确定有害气体产生的位置和具体的量,然后根据这些来确定要进行全厂房净化还是局部厂房净化设计。

2、对散热器进行合理选择

对散热器进行选择应遵循的三大原则是:经济、实用、适用。负荷较大的车间厂房可以采用钢性材质的翅片管散热器,它的散热面积很大,而且单位面积内的散热量也很大,能够满足散热需求。如果仍不能满足厂房的散热需求,那么就需要加设暖风机进行辅助取暖。如要进行增设,设计师须事先事先征得厂房管理人员的许可。但这种翅片管散热器并不适用于粉尘多的车间厂房,因为粉尘很容易沉积早翅片管内,造成堵塞很难清理,时间一长,它的散热效果将大打折扣,这时候,钢型材质的柱式散热器就派上用场了。另一方面。,对于负荷不大的厂房车间,光管型散热器比较适宜,不但能满足散热需求,它还具备容易清理的优势。如果车间厂房需要节省散热器的造价,可以选择比较经济实惠的铸铁型散热器。

结语

综上所述,工业厂房要减小暖通空调所耗费的能源和成本支出,就应从设计师的设计入手,在适宜工业厂房工艺的前提下计算出出最佳的冷暖源负荷;选择出最适宜的冷源和 热源;对车间厂房大门进行空气幕的设计;对通风器和散热器进行灵活选用。

参考文献:

[1] 宋良雨, 逯轩武. 工业厂房暖通节能设计中存在的问题及解决措施研究[J]. 甘肃冶金,2015(01):136-138.

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