阴凉库通风空调设计探讨

2021-12-24陈敏

工程建设与设计 2021年23期

关键词：阴凉新风射流

陈敏

（福州市城乡规划设计院有限公司，福州350007）

1 项目概况

项目位于福州某工业物流园内，地上5层，建筑高度为22.2 m，为多层医药仓库，建筑面积为1.8×104m2。仓库标准层长为100 m，宽为37 m，划分为2个防火分区，按建设方提供的标准，每层的设计工作人员按50人计。

2 空调系统设计

根据建设方的要求，仓库按阴凉库标准设计空调系统，根据GB 51073—2014《医药工业仓储工程设计规范》第3.0.1条[1]，阴凉库室内设计参数为温度≤20℃，相对湿度35%～75%。阴凉库空调系统主要有2个特点：（1）空调系统需要不间断地保证库内的温湿度要求，运行时间正常情况下为24 h不间断，应选择技术成熟可靠、运行费用经济以及便于后期维护管理的空调系统。（2）阴凉库内的除湿防结露要求较高，室内温度较低，一旦室外高温高湿的空气进入室内，容易造成室内结露，导致药品储存时的潮化变质，造成严重的经济损失。

2.1 新风量的确定

为了保证室内正压，防止室外空气的无组织侵入影响室内空调参数甚至造成室内结露，同时为了仓库工作人员的卫生需求，本项目设置新风集中处理系统，补充经过冷冻除湿降温后的新风。由于本项目每层工作人员较少，按人均≥30 m3/h的新风量设计时，无法满足仓库的正压要求，参考GB 51157－2016《物流建筑设计规范》第12.4.5条，当不具备计算条件时，新风量按不小于空调系统送风量的10%计算。

2.2 空调系统冷负荷及冷源系统设置

本项目空调系统负荷主要由5个方面构成：（1）通过围护结构传热；（2）通过窗户的太阳辐射传热；（3）仓库内的热湿源主要有人体、设备以及照明等；（4）进出仓库物料的散热量；（5）新风冷负荷。按上述因素采用天正暖通负荷计算软件计算，经计算，本项目空调系统冷负荷约1 800 kW，其中标准层折合单位体积指标25 W/m3，最顶层折算成单位体积指标35 W/m3。

根据上述负荷计算结果，本项目冷源采用2台制冷量为900 kW离心式冷水机组，设置于仓库1层冷水机房内，冷却塔设于屋面，采用膨胀水箱定压。

2.3 末端空调机组的选择

本项目标准层层高均为4.5 m左右，因建设方为了增加货架高度，要求尽量少设风管，最后决定采用吊挂式射流空调机组均匀设置在阴凉库长边两侧，在工作人员较频繁出入工作的装卸区域设置吊式射流新风机组，新风机组在侧墙上开新风口。

末端设备采用射流空调机组主要是有2个方面的考虑：（1）仓库具有大开间、对噪声和舒适性要求不高的特点，比较适合采用吊挂式射流空调机组，可不需要空调机房，可节约一定的仓储面积；（2）空调射流机组是将吊挂式空调机组与球形喷头结合成一体的空调机组，具有射程远的特点，可以布置于大空间的四周，实现无风道的空调系统。

关于经济性分析，参考文献[2]表示采用无风道的射流送风空调系统后与常规全空气空调系统相比较，在一次性投资和后期运行费方面均有减少，经济效益明显。

值得注意的是，一般情况下产品样本上的供冷量是指名义工况，即风干球温度27℃、湿球温度19.5℃、进口水温7℃、温升5℃的条件下测得的。由于大部分建筑工程均采用了向末端空调设备提供7℃冷冻水的做法，并且室内空气设计参数也与样本工况相差不多，因此在建筑空调设计的实际过程中，设计人员往往不会因为设计工况和样本工况存在一些差别而去修正末端空调设备的实际可提供的冷量。

而本项目设计工况（室内温度为20℃，相对湿度60%时，湿球温度约15℃）与样本工况相差较大，会导致机组设计工况制冷冷量与产品名义供冷量有较大不同。不同工况下空调机组制冷量在风量、水量和水初温不变的情况下换算如下[3，4]：

式中，Qs、Qt分别为射流空调机组在设计工况和名义工况下的全热制冷量，kW；T1为射流空调机组在设计工况下的进风湿球温度，℃；Tw1为冷冻水初温，℃。

按式（1）计算，本项目射流空调机组在设计工况下，实际制冷量仅为名义工况制冷量的64%。

2.4 空调水系统

本项目空调冷水系统采用目前应用最广泛的一级泵压差旁通控制变流量系统，冷水机组定流量，负荷侧变流量。冷水机组与冷水循环泵、冷却水循环泵采用一对一独立接管的形式，可取消冷水机组与水泵采用共用集管连接时所需要的支路电动隔断阀。考虑到机组检修时，阴凉库内可能仍需维持一定的温度，在机组和冷水泵连接管之间设置互为备用的手动转换阀。

考虑到本项目末端设备形式单一，同时射流空调机组均匀布置在仓库长边两侧，水系统管道水平同程布置并不会增加管道长度，所以本项目用户侧水系统采用竖向异程，水平同程的布置方式，为了水系统调试时水力平衡，在每层的水平回水干管上设置静态平衡阀。

2.5 防结露措施总结

在防结露上，可采取的措施有：

1）阴凉库的室内温度常年＜20℃，在梅雨季节以及夏季高温高湿室外环境时，本项目设置集中新风处理系统，补充经过冷冻除湿降温后的新风维持阴凉库相对室外为正压，能够防止室外热湿空气从风管、门缝、墙缝处倒灌，造成结露。同时末端处理设备布置均匀，尽量保证库内所有空间的温湿度均达到设计要求。

2）为尽量减少阴凉库内与室外相连通的风管，本项目不设置机械排风系统。因本项目设有排烟系统，对排烟风管采用防结露保温措施，包裹应≥50 mm离心玻璃棉，同时排烟风管的连接采用密封性更好的角钢法兰，不建议使用共板法兰，减少因系统漏风带来的热交换，降低结露风险。

3）在阴凉库的运行过程中，为了尽可能隔绝室外空气的侵入，在经常开启的外门和货物物流通道设置空气幕，有效减少新风渗入量以及库内冷空气的流出。同时建议建设方配置移动除湿设备，防止库内局部位置湿度过高。

3 排烟系统设计

3.1 机械排烟系统和自然通风排烟系统的确定

本项目排烟窗的面积和数量是能够达到自然排烟要求的，但对防烟分区内任一点与最近的自然排烟窗（口）的水平距离要求，工业建筑还需要满足GB 51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》第4.3.2条规定“……当工业建筑采用自然排烟方式时，其水平距离尚不应大于建筑内空间净高的2.8倍；”本项目多层仓库标准层室内净高为4.3 m，按上述条文要求，防烟分区内任一点与最近的自然排烟窗（口）的水平距离要求应≤12.6 m。仓库标准层平面长100 m，宽37 m，无法满足此要求。

3.2 机械排烟系统的设置

本项目仓库水平方向按防火分区设置竖向机械排烟系统，排烟风机设置于屋面，每个防火分区内采用挡烟垂壁划分防烟分区，长宽均≤36 m，防烟分区的面积均控制在250～300 m2。各防烟分区的支管上设280℃排烟防火阀与排烟阀。发生火灾时，开启排烟风机与着火防烟分区的排烟阀，利用可开启的门洞和窗户自然补风。