浅谈工业厂房暖通空调的节能设计探讨

浅谈工业厂房暖通空调的节能设计探讨

胡瑾闫俊黄靓云

(中国联合工程有限公司浙江杭州310022)

摘要：在经济和社会快速发展的今天，人们对舒适度的要求逐步提高，暖通空调与人们的日常生活越来越密切，节能减排作为环境保护里面的重要环节，也越来越多的为人们所关注。化工工业厂房是工厂里面重要的组成部分，承担着工厂主要的化工生产工艺活动。由于建筑设计防火规范和职业卫生以及职业病防治等相关规定的要求，暖通空调设备大量应用在化工工业厂房当中，所以如何做好暖通设备节能设计、减少能源浪费等问题已经出现在人们面前。本文根据笔者多年工作经验主要分析和探讨化工工业厂房中暖通空调的节能设计，根据厂房自身特点、工艺需要以及周围环境的具体情况，提出厂房暖通空调的节能减排方案。

关键词：工业厂房节能设计暖通空调节能减排

工业厂房暖通空调设计非常重要，为使暖通空调设计达到技能减排的效果，要求在厂房暖通设计中，应结合厂房的实际情况，根据厂房负荷进行冷热源的控制、选择合适的冷热源方式以及合理制定厂房暖通空调设计形式，以使工业厂房暖通空调的设计达到节能、高效、经济的效果。

1冷热负荷问题探讨

冷热负荷的计算是暖通设计中节能控制的重要环节，化工工业厂房中的冷热负荷计算与民用建筑冷热负荷计算有着不小的区别。根据《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015，化工工业厂房工作地点按劳动强度确定设计温度大多在12~21℃，以不同的劳动强度和生产工艺的温湿度要求来作为设计温度选择的依据，例如极重劳动应为12~14℃之间，重劳动应为14~16℃之间，中劳动应为16~18℃之间，轻劳动应为18~21℃之间，此为设计温度的依据之一。同时需要注意的是由于厂房内的生产工艺会产生热量，所以实际计算出的热冷负荷除了围护结构的冷热负荷外，还应考虑厂房散发的热量等具体情况，全面兼顾厂房内对冷热负荷造成影响的因素。

2供热源与冷源选择的节能问题探讨

根据《公共建筑节能设计标准》，有可利用的废热或工业余热的区域，热源宜采取废热或工业余热，不满足上述条件厂房的供热源一般由厂区的锅炉房提供。由于厂区内不同种类的建筑对温度有着不同的要求，所以有时采暖热媒也不尽相同，如以生产工艺用热为主导的厂房，大多可采取蒸汽来作为热媒；以采暖用热的厂房或者办公楼，一般采取高温热水作为热媒。由于工业电价成本比较高，消耗能源较大，所以一般不采取使用电力给工业厂房内供热。工厂冷源应该根据工厂自身条件和当地环境、建设标准来选择，尽量选择高效节能、性价比较高的冷源，使用较小的投资成本获得更大的能源效益。有可利用的浅层地表水并且可以百分百回灌的，可以选择地表水或地下水作为冷源，如果厂区较大而且综合管理的情况下可选择集中式制冷站，不仅经济实用还能节约能源。

3厂房大门热空气幕的设计问题探讨

众所周知，大部分化工工业厂房由于人员在厂区内经常活动，所以大门会较长时间保持

开放状态，使得厂房内会有大量冷风侵入，会对厂房内的温度产生较大影响。特别是在我国西部和北部寒冷地区，冷风渗透量会更为严重，因此为了减轻厂房内部热量的流失，建议在对经常开启的外门且不设门斗和前室的厂房门口设置热空气幕装置。大门热空气幕装置是通过电机带动离心风机产生强大的气流，形成一道热空气门帘，能有效防止热空气的外泄，保持厂房内的温度，有效的减小能源浪费达到节能减排的目的。当工业厂房外门宽度小于3m时最好采用单侧送风，宽度为3~18m时，采用单侧、双侧或者由上到下的送风方式比较合理，当大门宽度超过18m时用由上到下的送风方式。

4末端系统节能问题探讨

末端系统的散热器应明装，应采用外表面刷非金属性涂料的散热器，并且宜安装在外墙窗台下，确实需要暗装的时候，装饰罩里面要预留足够的通道面积和合理气流通道，以方便维修。设计变风量全空气调节系统时，应采用变频自动调节风机转速的方式。变频自动调节风机转速方式在节能方面有明显优势，采用变频控制后使得风机软启动，能有效把对风机的冲击电流减小，节约能源。并且变风量系统是通过改变送入房间的风量来满足房间的负荷要求和变化，如果根据温度来减小送入的风量，就可以在满足室内温度舒适要求的情况下，减小风机能耗。通常情况下，空调系统大部分时间在部分负荷的情况下运行。所以设计时应该根据厂房实际情况选择合适的换气次数，计算出每台风机的风量最后确定每台风机的选型，如果选择风机过大，会造成风机耗能增加。

5化工工业厂房通风的节能问题探讨

化工工业厂房的通风方式多种多样，根据不同的化工工艺车间厂房和通风要求，可以做自然通风、机械通风、事故通风等。在满足环保、卫生、生产工艺要求的条件下，最好采用自然通风，如开启外窗可以节约能源，减少能耗。如果外窗开启的通风量不够，可以采用安装自然通风器装置，例如屋顶自然通风器其利用建筑内部空气的热压差，使得热空气上升，在建筑上部设置排风口将污浊的热空气排出，外部的新鲜空气从建筑周围的通风口送入室内，从而使得厂房车间通风换气。自然通风器没有电机和电力消耗，成本较低，绿色环保。

6.根据厂房内部工作人员的需求，合理开展负荷计算

工业厂房的采暖及制冷要求往往要比普通的民用建筑高，这是因为工业厂房配备大量的生产机械，这些生产机械在运作时会产生巨大的容量。为使厂房工作人员以及机械设备的工作能够正常进行，应该借助暖通空调将厂房的温度控制在合理的范围内。通常而言，工业厂房的内部温度在26℃～27℃最为适宜，室内采暖温度应控制在14摄氏度到16摄氏度的范围内。依照这一标准，在暖通空调设计中，设计温度值的差距很小，部分设计人员往往会将工业厂房暖通空调设计与普通民用建筑保持一致，其实这样是不合理的。工业厂房受生产期间的类别不同，产生的生产负荷也不同，有的厂房的负荷为热负荷；有的厂房为新风负荷；有的厂房人员密度较高，暖通空调需要保持环境有合适的冷、湿负荷。因此暖通空调的节能设计应根据厂房的实际负荷进行计算。

结束语

如何在节能环保方面取得突破是我国可持续发展的关键环节，化工工业厂房应该逐步加强并关注如何节能减排，提高效率，减小能耗。所以在满足工艺生产的需要、消防安全的要求和工人在厂房内的舒适度要求的情况下，设计者要统筹考虑厂房的冷热负荷和冷热源的选择，要合理的对暖通设备进行选型，这样既能减少投资又能节约能源；要充分利用厂房自身条件，尽量利用工业余热、地热能、太阳能等可再生能源，从而减小电能消耗、降低运行成本。我相信在多方共同努力之下，一定会在工业厂房中的暖通空调节能问题上取得突破，为我国可持续发展贡献力量。

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