浅谈工位空调节能设计要求

孙自松

浅谈工位空调节能设计要求

孙自松

（奇瑞商用车（安徽）有限公司，安徽 芜湖 241000）

文章主要阐述了涂装车间操作工位空调在规划设计前期需注意的相关事项、常用工业空调的基本操作原理、使用过程中极端环境如何采取相关改善以及未来车间工位空调如何设计、如何能切合实际、利用现有资源实现动能节约、提升环保质量的设想。

空调；温度；加湿；制冷；燃烧；过滤

1 前言

涂装车间常为封闭状态，环境影响是占重要因素，内部必须设有送排风系统，也就是工业空调，其主要目的提升洁净度，保障操作人员舒适度及油漆车身的外观要求。环境影响主要包括温度、湿度及洁净度三大块，其中洁净度直接影响的是车身的外观颗粒掉脏等问题，提升洁净度重在保洁清理和工艺设备维护等，而温湿度稳定性相对来说显得更为复杂，喷漆室的温湿度满足不了要求，会直接影响安全和车身质量，控制喷漆室的温湿度是严谨性的，其主要来自空调系统，常规分为两种：新风空调和循环风空调，目前该设计处于成熟阶段。操作工位内部温湿度较比喷漆室温湿度要求相对于来说要求宽松，其主要作用是考虑操作人员的舒适性、安全性及车身质量稳定性，特别是高温及寒冷极端气候，企业必须要重视以人为本，但又不得不考虑如何节约动能，本文就如何在设计考虑保障工位温湿度为前提，同时又考虑如何节约动能进行了相关阐述。

2 工位空调常规设计要求

在设计空调首先要考虑到各地区的温湿度差异（南方的温湿度一般均在-15℃-40℃、50%RH- 80%RH，而北方一般均在-35℃-37℃、10%RH-50%RH），因此常规空调系统主要分为空调机组主要由进风段、燃烧段、初效过滤段、表冷段、中间段、加湿段、风机段、均流段、消声段、中间段、中效过滤段、送风段、底座及电控系统组成。（见图1）

其中要关注的进风段入的风为室外自然新鲜风，空调入口要设置沉降室，室外风口要求安装百叶窗，有些地域季节性会产生柳絮，在不影响入口风量的前提下建议增加过滤网，以免柳絮进入空调存在火灾隐患或过滤堵塞等因素，或将燃烧段设计在初效过滤段后端。另空调机组很多设计在车间顶楼，还有考虑到供水压力是否达到3-4bar，若存在水压不足情况，还需设计增压系统。（见图2）

图1

图2

3 工位空调常规动能节约设计要求

影响工位空调的温湿度主要来源于室外环境及油漆车身环境，例如：夏季空调入口沉降室内温度达到36℃，40%RH，那么常规空调在未开启任何温湿度调控功能的前提下，送风到工位温湿度约为36℃±2，40±10%RH，冬季与夏季效果一样，也就是说光靠送排风进行处理，只能解决工位室体内空气质量和提升车身洁净度，无其他功能效果。那么控制工位室体内温湿度，常规空调内设计主要为燃气直燃、表冷、喷淋加湿三项控制，如何有效节能控制以上功能，举例说明：

正常夏季在未开启空调相关功能（只开启送排风）的工位室体内，温度：36℃±2℃，湿度40±10%RH（南北方差异），含湿量10-14/kg。极端天气≥38℃需同时开启制冷表冷段和加湿段，一般工业水给水温度为20℃，为节约动能正常夏季开启加湿喷淋系统（较比外部环境温度降低≤8℃）就能满足要求，（见表1）温度降低：焓值减少就是空气能量少了，温度也就低了。相对湿度升高：温度越低空气吸收水份越低。

表1

冬季常规只能开启天然气加热直燃，温度升高：空气被加热了，能量增加，焓值变大。含湿量增加：温度增高，空气吸收水份欲望更高，不断从空气中吸收水分。相对湿度减小：不断从空气中吸收水份，依然满足不了随温度变高而大大增加的吸收水份欲望，空气依然需求水份。因为空气不断吸收水份，所以冬季会很干燥。所以考虑在室体上端增加干雾加湿喷淋，让空气吸收干雾喷淋水份，同时起到降尘作用。

4 工位空调未来规划设想

一般7-9月份大部分地域最高温度均在36-38℃，通过对常用水井测试，地下5米区域温度在33℃左右，而地下10米左右温度均≤30℃，反之冬季原理一样。另北方的冬天，水面温度低于0度，水下温度越来越高，水底的温度约为10～12度。

南方的夏天，水面温度能达到30多度，水下温度越来越低，水底温度约为18～20度。因此若能合理地抽取地下冷热风或水底冷热水换热制冷投入到工位室体内的话，将能成功的实现节能减排，目前有部分发达国家逐步使用该原理在公共场所利用地下冷热原理安装相应设备投入使用，直接收益将节约15-25%的动能。

5 工位空调未来设计要求

地下冷热风节能利用，在工厂前期规划将要规划大型地下室其土建工程投入成本较大，与直接效益不成比例，另存在一定的安全隐患风险，地下的空气往往有动植物腐烂生成的CO.CO2.CH4等，其中CO2.CO是对人体有害的，在设计过程中还要额外增设送排风系统，还要考虑到入工位室体内的相关风量等，或许没有CO等有毒气体，但是CO2由于密度比空气大，在地下室体积聚是很容易的，CO2浓度过大会使人窒息，所以还是谨慎使用为好。

因此利用水底温度来实现节能减排相对来说投入成本小，施工方便，大部分制造工厂都必须设有污水处理池及工业水储水池等，部分工厂还设有池塘。利用现有资源“池塘”，在规划时，将工位空调的送风风管安装在各水池内部，通过水表温度与水底温度的垂向和横向的关系来改善工位室体温度。（见图3）

图3

表2

风管材质与水接触段材质要求为SUS304不锈钢材质，风管口径要求扁平性（5000mmX2000mm），其主要目的增加换热面积，同时材质厚度考虑地下水压等因素要求≥5mm，涉水面要求满焊，风管吸口段设防尘过滤网，以防止杂质入风管内，出水段到空调沉降室段风管设有旁通进风口或直接在沉降室设百叶窗，日常百叶窗关闭状态（水底风管日常及异常漏水检修开启旁通），除与水面接触风管其他风管进行保温，另考虑到水池体积受限性，水底内风管设计环绕S性或盘管式，提升换热或制冷效果。另空调内部设计表冷段，采用工业给水制冷，表冷段末端接各工位洗手池或办公区域生活用水，使之表冷段工业给水循环降温，最终设计节能效果分析见表2。

6 结语

以上是对工位空调未来规划设计和相应节能减排效果分析进行的相关阐述，后期随着能源的紧张性、局限性，公共区域办公及工厂将会得到普遍使用。

[1]王子云,喻渝,钟星灿,雷波.地下工程通风风能主动利用的可行性分析[J]铁道工程学报.2010年02期.

Discussion on Energy Saving Design requirements of Station Air conditioning

Sun Zisong

( Qirui Commercial car (Anhui) Co., Ltd., Anhui Wuhu 241000 )

This paper mainly elaborates the relevant matters needing attention in the early stage of planning and design of the operation station air-conditioning in painting workshop, the basic operation principle of common industrial air-conditioning, how to improve the extreme environment in the use process, and how to design the operation station air-conditioning in future, how to be practical and how to realize kinetic energy saving by using existing resources. Enhancing the quality of environ -mental protection.

Air conditioning; Temperature; Humidification; Refrigeration; Combustion; Filtration

U462

A

1671-7988(2019)18-120-03

U462

A

1671-7988(2019)18-120-03

孙自松，就职于奇瑞商用车（安徽）有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.040