前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的高大廠房分層空調系統設計探析，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要:
本文首先分析了某高大廠房的熱源特點，探討了需要采取的氣流組織方式，剖析了其分層空調的設計方法，運用此方法所設計的空調系統，除了能夠較好的滿足空調運行需求之外，還有助于初投資及運行費用的節省。
關鍵詞:
高大廠房;分層空調系統;熱源;設計
某廠有一用于機械零部件生產的高大廠房，其房長為91m，房寬48m，房高為24m。該廠房的第一層高度為8m，主要用作大型精密機械的加工與制造。當此廠房投產之后，由于所使用的工藝具有比較大的發熱量，另外，在室內溫度上也普遍、持續偏高;因進深長度達48m，車間中部位置的新風供應存在顯著不足;工藝設備運行過程中產生加大噪音，且伴隨有各種工藝廢氣產生，具有比較惡劣的環境條件。為保障廠房內工人及數控機床等精密設備擁有比較優質的工作環境，建設單位要求要求增設送、排風系統及單制冷的中央空調系統。
1高大廠房空調方案對比
對于該工程當中的高達廠房而言，工藝設備發熱乃為其主要得熱來源，而照明發熱以及操作工人人體發熱乃為其次，圍護結構得熱在整個熱量來源構成中，僅占有較小部分。因廠房內工藝設備發熱部分在高度上大多小于2.0m，所以，此工程當中的廠房在實際使用過程中，并未要求全區域空調，而是對處于2.0m以下部分，即工作區，實施相應溫濕度控制。在此方案招投標時，多家工程公司分別制定了各種系統形式來參標，如分層空調、崗位送風空調及全空間空調。
1．1全空間空調系統
全空間空調方案實際即為將組合式空調器全空氣系統應用到廠房當中，將風道增加于車間上方位置，選用散流器，進行頂送風，而在其下方位置，則設置集中回風口。此方案由于在實際布設中需要運用較多的系統管道，易阻礙行車運行，另外，對工藝廢氣的外排也造成阻滯，系統具有比較大的裝機容量，較高的初投資等，這些不足與弊端使得此方案未被認可。
1．2崗位送風空調系統
崗位送風空調方案實際即為將吊頂柜機全空氣系統運用到廠房中，將大量的送風管道布設在車間的上部，針對工人的操作崗位給予持續性的降溫、送風。此方案初投資較少，且具有較小的裝機容量，但需要增設更多的送風管道，這些管道與工藝管線之間縱橫交叉，此外，沒有對工藝設備、通道、休息及辦公等操作崗位之外的區域開展空調調度與處理，最終此方案也未通過。
1．3分層空調系統
所謂分層空調，實際就是僅將空調設置在下部區域，而在上部區域則不設置空調的一種方式。分層空調相比于全室空調，在夏季，冷量節省可達30%。因此，能夠較好的降低運行能耗以及節省初投資。分層空調對于那些比較高大的建筑物較為適用，當建筑物體積V＞1萬m3，高度H＞10m時，此時的空調去高度與廠方高度之間的比值為h1H≤12時，則最為經濟核算。該工程建筑物總高度H0=24m，1層的高度H=8m，1層建筑物的體積V＞3萬m3，則空調區的高度相比于1層車間高度，比值為14，因此，最為適宜的方式便為分層空調。對于分層空調方案而言，其所選用的乃是吊頂柜機全空氣系統，分別在車間的中部以及兩側位置，設置吊頂柜機，依據等靜壓噴射風口側送風方式，進行風口與風管的計算與選擇。
2工程設計
該工程共有13個軸布置在長度方向，軸距9m，伸縮縫的長度為1m;寬度方向共有5個軸，軸距12m。要求工作區為2m以下區域，新風量8m3/(m2•h)，空調室內溫度為tn=26℃。
2．1氣流組織與確定設備
于車間中部及兩側外墻位置，將對吹的噴射風口均勻布置。于靠外墻處，直接把室外的新風向吊頂柜機回風靜壓箱內輸送;在車間中部位置，運用送風機，把室外新風向吊頂柜機回風靜壓箱持續輸送。構建其工作區集中頂回、分層側送的氣流組織形式。將排風機設置在車間上部，以此將聚集于天棚處的廢氣、熱氣排走，最大程度減少頂棚室外熱輻射對于工作區所造成的不良影響，此外，將車間上部行車運行過程中所產生的粉塵迅速排走，以此來達到改善車間環境的目的。通過細致計算，該廠房1層車間空調的負荷為878kW(75.5×104kcal/h)，結合氣流組織需要，運用35臺KKGD－3.5型吊頂柜式空調機組，此性機組的單臺風量為3600m3/h;運用T35－11No．4型新風機4臺，單臺的送風量為4600m3/h;依據總送風量的15%來計算排風量，運用DZ－11N0.3.2D型排風機，單臺的排風量為3000m3/h。
2．2計算側送與等溫射流
(1)計算噴口設計。該工程設定計算溫差為△ts=8℃，假設噴口當量的直徑值為ds=0.2m，噴口射流角度為α=0°，依據以往文獻所給出的計算方法，將噴口半徑算出，即R=0.1m，噴口個數為5，各噴口送風量700m3/h，送風速度為v0=6.2m/s;(2)計算等靜壓送風風管。同樣依據相關文獻所給出的計算方法，依據兩側孔間管道末端、首端的動壓差，與兩側孔洞管段總壓力損失相等的原則，得出風道截面尺寸。
2．3冷凍機房設計
(1)冷水主機。此廠房中的冷凍機房位于其單層建筑內，冷水主機為3臺23XL－205型螺桿式冷水機組，單臺的制冷量為720kW(61.8×104kcal/h)，3臺的總制冷量為2160kW(185.6×104kcal/h);(2)冷卻塔。共有3臺冷卻塔，都設置在冷凍機房內。對于標準型冷卻塔而言，其設計供回水溫差通常為5℃。但如若是一些夏季高濕、高溫地區，冷卻塔具有過大的供回水溫差，則對循環水氣化造成不利影響，進而對冷卻塔相應冷卻效果造成影響。經以往工程實測得知，該廠房所在地區冷卻塔供回水溫差以3.5℃為宜，不僅能夠較好的滿足使用效果，而且不會出現太大的余量。
2．4工程實測
此工程設計于2013年，在竣工驗收時，對其實施了全方位的工程測試，即在各縱、橫軸之間相應9m×12m范圍內，設置1個測點;在垂直方向上，共設置測點32個，即各間隔0.5m設置1個測點，至天棚頂，共有測點16個，另外，還測試了噪聲、速度場及溫度場:(1)溫度場。2m高度以下的工作區域水平方向的溫度區間為25～26℃，垂直方向的溫差比值＜0.5℃;對于＞2m的工作區域，當高度每增加1m，則溫度相應約增加1℃，天棚下方的溫度＞30℃;(2)速度場。射流末端處的風速為0.3m/s，送風口處氣流均速為6.0～6.3m/s;(3)噪聲。在生產情況下，送、排風機噪聲以及吊頂柜式空調機的噪聲，均小于工藝設備噪，對于車間內噪聲，經測定，其值＜A聲級噪聲50dB;當處于非生產狀態下，室內噪聲于送、回風口處，其A聲級噪聲為67dB，基于工作區域內，都＜A聲級噪聲50dB以下;(4)通風。全部操作人均感受到新鮮空氣，不存在頭暈缺氧狀況，另無工藝廢氣異味;(5)工程質量等級。各項技術參數均與設計要求相滿足，另與建設單位要求相符，經評定，即優良工程。
3結論
(1)經實踐得知，針對那些僅對某一高度之下的區域設置相應空調的高大廠房，選用分層空調乃是一種有效、實用而又經濟的方式;(2)針對此種類型的高大空間廠房，對于其上部位置的非工作區域，安裝、設置排風系統尤為必要，能夠將聚集于上部的工藝廢氣、熱氣及時外排，使得頂棚室外熱輻射的減少，另可減少其對工作區的不良影響，對于工藝廢氣濃度具有降低效果，使得工作區溫、潔凈度以及濕度等，都得到了較好保證;(3)對于那些具有較大進深的廠房，將新風補送于車間中央部位，這樣除了能夠較好的提升廠房工作區域的控制質量之外，還有助于滿足操作人員的衛生需要;(4)選用噴口噴射送風，此種送風方式不僅能夠較好的滿足高大空間遠距離的送風需要，而且還保證獲得較好的空氣質量;選用等靜壓送風，則能夠滿足各風口在均勻送風方面的需要，此外，還可省掉調節閥成本;(5)國內外一些工程實踐及模型實驗證實，若建筑物的高度＞10m，建筑物體積＜1萬m3時，空調區的高度與廠房的高度比值應≤1/2，選用分層空調便能夠較好的節省運行費用與初投資成本。至此，本次實踐驗證正好證明此點。
參考文獻
［1］陳東哲，沈洪，張美玲．某高大廠房分層空調系統設計與氣流組織模擬［J］．建筑節能，2016，44(4):32－35．
［2］陳劍波，張振軍．某大空間廠房分層空調溫度場分布現場測試分析［J］．流體機械，2004，32(2):59－62．
作者:陳喜元 單位:河南黃大建設工程有限公司