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工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設計探討

2018-02-16 07:07錢剛
建筑與裝飾 2018年5期
關鍵詞:熱源暖通廠房

錢剛

上海集成電路研發(fā)中心有限公司 上海 201203

前言

近年來,快速發(fā)展的市場經(jīng)濟讓我國的工業(yè)企業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展,但是,空調(diào)、暖通行業(yè)巨大的能源的消耗量也對可持續(xù)發(fā)展提出嚴格的限制。當前空調(diào)、暖通等能源的消耗在我國建筑行業(yè)能源消耗的總量中占據(jù)一半以上,由于研發(fā)再生能源的力度不夠,綠色環(huán)保活動開展的不夠深入,致使我國在能源供應方面存在著間斷的、短缺的現(xiàn)實性危機。怎樣有效地提高工業(yè)廠房能源的使用率成為當前工業(yè)企業(yè)所面臨的一個重要問題。

1 根據(jù)廠房的實際情況,合理地進行負荷計算

工業(yè)廠房和民用建筑不一樣,工業(yè)廠房的制冷和采暖負荷計算比較復雜,我們應該按照相關的暖通空調(diào)設計規(guī)范來確定出設計溫度的范圍。一般來說,工業(yè)廠房設計的溫度范圍應該控制在12~15℃間。采暖的溫度可以設計在14~16℃之間。在設計廠房空調(diào)的溫度時則可以設計在26℃到27℃之間。據(jù)此,我們可以發(fā)現(xiàn),設計的溫度差其實不大,但有的設計者卻誤以為工業(yè)廠房的建筑冷暖負荷的變化是有限的,因此在計算暖通空調(diào)負荷時和一般的民用住宅沒有顯著的區(qū)別,這種論斷是不合理、不科學的。其實,類別不同的工業(yè)廠房或是車間,其負荷的組成或是大小可以是千變?nèi)f化的。有的廠房其新風負荷能夠占總負荷的一半多,有的廠房則需要常年進行熱加工方面的處理,另外還有的廠房因為內(nèi)部的勞動強度比較大,員工的分布比較密集,從而發(fā)熱能量持續(xù)上升,所以導致空調(diào)冷、濕負荷的比例一直都很高。據(jù)此可以看出,依據(jù)實際情況進行科學的負荷計算,并且合理控制廠房的暖通空調(diào)設計的溫度,這樣才能減排、高效、節(jié)能的生產(chǎn),才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求[1]。

2 根據(jù)廠區(qū)的分布情況,合理的選擇暖通空調(diào)冷熱源形式

工業(yè)廠房暖通空調(diào)冷熱源的調(diào)配,應該結合能源的供給情況及廠房分布情況進行設計。如果工業(yè)廠房的供熱源主要采取蒸汽熱源,那么熱源媒介也應是蒸汽,這樣主要是為了實現(xiàn)節(jié)能,并且保護自然環(huán)境;而如果工業(yè)廠房中,暖通空調(diào)供熱源為暖熱源,其熱源媒介應該是經(jīng)過高溫加熱后的水。一般情況下,采暖系統(tǒng)應盡可能避免使用電能轉化為熱能的形式,因此采取電能供熱,勢必會產(chǎn)生巨大的成本。如果工業(yè)廠房在暖通空調(diào)熱源上既沒有充足的熱水源,又沒有蒸汽熱源,那么可以使用燃氣輻射供熱的方式,這種熱源供給方式不但成本低,而且經(jīng)濟高效,但是在使用這種供熱方式,應該做好必要的安全措施,尤其是放置廠房出現(xiàn)明火。同時,在廠房冷源的供應上,也應該根據(jù)廠房實際情況進行設計,以達到成本低以及能源利用率高等效果[2]。

3 節(jié)能減排,為廠房大門科學設計空氣幕裝置

我們都知道,大部分廠房為了方便生產(chǎn)管理,其大門一直保持開放狀態(tài),從而導致大量的冷風侵入廠房內(nèi),這樣不僅大幅提高了冷負荷比例,還會破壞掉廠房內(nèi)部的熱源,特別是在東北等比較寒冷的地區(qū),更能凸顯出廠房內(nèi)部熱源被破壞的現(xiàn)象。為降低廠房內(nèi)部熱能的流失,我們在大門上面合理的設計空氣幕,以有效解決這一問題。然而,在實際的考察過程中,我們經(jīng)常看到廠房大門的空氣幕直接串聯(lián)在了暖氣片上,該做法很明顯是設計人員圖省事,沒有按照暖通與空調(diào)的相關設計要求進行設計,這種設計理念有違合理性、科學性。其正確的設計方法是,如果廠房出口比較高,為了將風口控制在廠房大門的兩側,則應在大門上方設計裝配式的熱空氣幕;如果廠房屬于中等規(guī)模,則在大門上面設計貫流模式的空氣幕,通過上方熱空氣幕吹送熱風進而形成一道熱風幕屏障,從而有效的阻礙了外部冷空氣的入侵,使廠房內(nèi)部的溫度一直處于合理范圍之間。另外,在選擇廠房大門熱空氣幕的熱源類型時,通常不使用電能加熱,多采用蒸汽供熱模式和熱水供給模式,其原因是廠房大門有大量冷風負荷侵入,如果使用電能熱源,會大幅提高工業(yè)廠房的供應成本,而且既不經(jīng)濟,也不節(jié)能[3]。

4 合理制定工業(yè)廠房暖通空調(diào)的設計方式

在工業(yè)廠房暖通空調(diào)的設計上,應該結合廠房實際情況,選擇合適的節(jié)能設計方式,并且在設計形式上,也應該打破傳統(tǒng)設計的禁錮,應切合實際進行積極的設計創(chuàng)新。

4.1 廠房車間通風設計

為了保證工業(yè)廠房內(nèi)部的空氣流通,需要在廠房中進行通風設計,在廠房通風設計中,應該結合廠房的生產(chǎn)類別、工種類別以及廠房的布置方式進行合理的節(jié)能設計,不應以以往單一形式的開窗通風為主體,而是采取多樣化的通風形式。比如對于同一工種的車間,在通風設計上,可以采取全室通風的方式,而對于工種不同的車間,則可以根據(jù)局部工種制造的污染物含量以及散熱需求,做一些適當?shù)某龎m以及排風處理。在散熱需求較低的廠房,根據(jù)暖通空調(diào)節(jié)能設計的需求,可以將屋頂作為散熱,借助熱源上升的作用,使熱源無須排熱機械就能夠自行排出,減少機械本身耗能。然而如果車間的排熱量大、廠房面積達以及通風需求高,不建議使用自然排熱的方式,而是應借助相應的排熱及通風機械來滿足廠房除塵、散熱的需求。

4.2 合理配置工業(yè)廠房散熱器

在選擇散熱器時,我們應遵循合理、經(jīng)濟的原則。鋼制翅片散熱器帶熱面積較大,適用于負荷比例較大的廠房,假如該散熱器還是不能滿足廠房的熱量需求,可以再增加一臺暖風機,以補充熱能,使廠房達到負荷標準。鋼制翅片散熱器結構比較復雜,如果使用在的廠房車間含有大量的粉塵,那么粉塵很容易藏積在散熱器中,從而在一定程度上破壞了其散熱效能,所以,為了使熱量供應滿足高效、節(jié)能的要求,可以用鋼柱式散熱器來代替。另外,對于化工廠房存在的腐蝕現(xiàn)象,我們則可科學的選擇耐腐抗蝕的散熱器滿足不同的用熱需求。一般來講,工業(yè)廠房車間的占地面積與立體空間均較大,因此選擇全廠房加熱的方式顯然是不科學的,這樣會產(chǎn)生較大的能源消耗。所以,如果條件許可的話,可使用地板輻射或區(qū)域輻射的采暖方式,設計比較寒冷的區(qū)域,但是,這種方式只適合于地面結構荷載量較低的輕工業(yè)廠房采暖系統(tǒng)[4]。

5 其他應注意的問題

5.1 通風管道的布置

在重工業(yè)的車間內(nèi),一般會布置有鐵軌,供火車和軌道小車使用;柱子上面也會有牛腿,上面布置軌道,供門式吊車使用。這就對我們布置采暖管道和風管提出了新的要求。有鐵軌的地方一般很難布置暖溝,管道架空敷設時,應于多個專業(yè)相配合,與壓縮空氣管道,電氣橋架,乙炔管道等保持合適的間距,諧調(diào)布置。管道系統(tǒng)的設計中,不光是要考慮到車間內(nèi)的氣流組織,同時要注意了解車間內(nèi)的可動機械設備的動作范圍和生產(chǎn)流程,避免出現(xiàn)管道布置的位置與吊車或滑軌等工藝裝置的沖突。車間內(nèi)的空調(diào)設計更為靈活。除了設置風管機,靠風管送風外;當廠房內(nèi)由于橋式起重機等設備的存在或由于生產(chǎn)工藝的要求,限制了風管的布置時,可以選用屋頂式高大空間通風單元空調(diào)或大空間區(qū)域空調(diào)機,這種空調(diào)形式,免去了風管的布置,既可以將機組布置在屋頂,也可以將機組布置在側墻上,設計更為靈活。

5.2 熱加工車間的隔熱設計

有熱加工工種存在的車間內(nèi),不光是考慮以上提到的一般性內(nèi)容,還有一項隔熱設計。一些車間內(nèi)工作區(qū)域內(nèi)溫度過高,需要為工人提供相應的隔熱防護措施,防止工人中暑或燙傷。同時應設計有供工人降溫休息的區(qū)域性小房間。

5.3 有些車間是有防爆要求的,需要特別引起注意,這是一個重要的安全問題

此類車間內(nèi)的電氣設備,包括空氣幕、排風機、暖風機,空調(diào)機等均應選擇防爆型的。除此之外,車間內(nèi)的風管上的風閥選擇也要注意,如果風管內(nèi)傳輸可能爆炸的氣體,就要選用開啟、關閉不會由于碰撞而出現(xiàn)火花的風閥。

5.4 潔凈通風空調(diào)設計的關注點

對于有潔凈度要求的廠房,要設計潔凈通風空調(diào)。設計時,要嚴格遵守工藝的潔凈度等級要求,來設計系統(tǒng)方式。潔凈空調(diào)的設計有幾個需要注意的地方。①確定是否為單向氣流。②選擇合適的氣流方向,是水平氣流還是垂直氣流。③選擇合適的空氣過濾器,除了初效過濾器,中效過濾器外,高效過濾器的選擇也尤為重要。此外過濾器的阻力損失,和使用壽命,也是關鍵的參數(shù)。④潔凈空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的,吹淋室、傳遞窗是容易被設計者忽視的地方。⑤潔凈空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各個區(qū)域的壓差的設定是整個系統(tǒng)能否正常運作的關鍵[5]。

6 結束語

本文主要分析了工業(yè)廠房的暖通空調(diào)節(jié)能設計,同時,結和廠房的實際情況,提出了有效措施,解決工業(yè)廠房建筑的暖通空調(diào)設計中存在的問題。另外,在選擇工業(yè)廠房暖通空調(diào)的方式,以及暖通空調(diào)的冷熱源形式時,應根據(jù)國家相關條例的規(guī)定,同時綜合考慮廠區(qū)的分布情況,合理計算負荷,從而實現(xiàn)工業(yè)廠房的暖通節(jié)能方面的設計節(jié)能、經(jīng)濟、高效的目的。

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