在工業(yè)生產(chǎn)中,大型廠(chǎng)房面臨空間跨度大、設備熱源集中、人員 / 工藝對溫濕度敏感等挑戰,廠(chǎng)房中央空調系統的合理設計直接影響生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。通利結合工程實(shí)踐,解析降溫除濕一體化方案的核心技術(shù)與實(shí)施要點(diǎn),為制造業(yè)廠(chǎng)房環(huán)境控制提供專(zhuān)業(yè)參考。
(一)典型場(chǎng)景痛點(diǎn)
高溫高濕難題:機械加工、注塑車(chē)間等熱源密集區域,夏季室溫易超 35℃,濕度超過(guò) 70% RH,導致設備故障率升高、員工效率下降;
局部濕度失衡:電子、食品廠(chǎng)房對濕度波動(dòng)敏感,濕度過(guò)低易產(chǎn)生靜電,過(guò)高則引發(fā)產(chǎn)品受潮變質(zhì);
氣流組織復雜:廠(chǎng)房層高 8-15 米、跨度超 50 米,傳統分體式空調難以實(shí)現均勻送風(fēng),易形成冷熱死角。
(二)工藝標準適配
根據 GB 50019《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調節設計規范》,不同行業(yè)對環(huán)境參數要求差異顯著(zhù):
行業(yè)類(lèi)型 | 溫度控制范圍 | 濕度控制范圍 | 換氣次數要求 |
電子制造 | 22±2℃ | 45%-60%RH | ≥15 次 / 小時(shí) |
機械加工 | 26-30℃ | ≤65%RH | ≥10 次 / 小時(shí) |
食品加工 | 18-24℃ | 50%-65%RH | ≥20 次 / 小時(shí) |
(一)系統性負荷計算
熱濕負荷測算:采用冷負荷系數法(CLF)計算圍護結構傳熱、設備散熱、人員負荷等顯熱 / 潛熱,結合廠(chǎng)房容積確定總送風(fēng)量;
焓差分析:通過(guò)空氣處理焓濕圖(h-d 圖)規劃處理路徑,例如夏季工況需將室外 35℃/65% RH 空氣處理至 26℃/55% RH,需同時(shí)實(shí)現降溫 10℃與除濕 15g/kg。
(二)設備選型組合策略
針對大型廠(chǎng)房特點(diǎn),推薦采用 "集中式主機 + 分布式末端" 的組合方案:
1. 中央處理主機
螺桿式冷水機組:?jiǎn)螜C制冷量 500-3000kW,適用于萬(wàn)平米級廠(chǎng)房,能效比(COP)≥5.0,搭配變頻技術(shù)實(shí)現負荷動(dòng)態(tài)調節;
組合式空調機組(CAU):集成降溫段(表冷器)、除濕段(轉輪 / 冷凍除濕)、過(guò)濾段(G4 初效 + H11 中效),支持定制化空氣處理流程;
蒸發(fā)冷卻裝置:在西北干燥地區可作為預冷段,利用水蒸發(fā)吸熱降低新風(fēng)負荷,節能率達 30% 以上。
2. 末端送風(fēng)系統
旋流風(fēng)口 + 風(fēng)管:針對層高≥10 米廠(chǎng)房,采用射流送風(fēng)技術(shù),射程達 15-20 米,配合導流葉片實(shí)現垂直溫差≤3℃;
工業(yè)吊扇 + 微風(fēng)系統:在人員作業(yè)區增設低速吊扇(直徑 3-7 米),通過(guò)氣流擾動(dòng)增強人體舒適度,可等效降低體感溫度 2-3℃。
(一)氣流組織優(yōu)化設計
CFD 模擬驗證:利用計算流體力學(xué)(CFD)軟件模擬廠(chǎng)房?jì)攘鲌?chǎng),避免頂部熱空氣滯留,確保工作區風(fēng)速 0.3-0.5m/s(符合 GB 50736 室內環(huán)境標準);
分區控制策略:按生產(chǎn)區域功能劃分空調子系統,例如將高發(fā)熱設備區設定為 28℃/60% RH,辦公區設定為 24℃/55% RH,通過(guò) DDC 控制器實(shí)現差異化送風(fēng)。
(二)除濕技術(shù)方案比選
除濕方式 | 適用濕度范圍 | 能耗水平 | 投資成本 | 典型應用場(chǎng)景 |
冷凍除濕 | 50%-90%RH | 中(電耗 0.8-1.2kWh/kg 水) | 低 | 常規工業(yè)廠(chǎng)房 |
轉輪除濕 | 10%-50%RH | 高(電耗 1.5-2.5kWh/kg 水) | 高 | 電子 / 醫藥潔凈廠(chǎng)房 |
溶液除濕 | 40%-80%RH | 中(結合廢熱回收) | 中 | 有熱源回收場(chǎng)景 |
注:建議在夏季濕度≥70% RH 地區優(yōu)先采用冷凍除濕 + 轉輪輔助模式,冬季切換為新風(fēng)加熱 + 濕度補償。
(三)節能與智能控制
群控系統集成:通過(guò) BA(建筑自動(dòng)化)系統聯(lián)動(dòng)冷水機組、水泵、冷卻塔,根據負荷率自動(dòng)調整運行臺數,部分負荷能效比(IPLV)提升 20%;
溫濕度傳感器布局:每 500㎡廠(chǎng)房面積設置 1 組監測點(diǎn),采用 RS485 總線(xiàn)組網(wǎng),實(shí)時(shí)反饋數據至中央控制器,實(shí)現送風(fēng)參數動(dòng)態(tài)修正。
(一)管道與設備安裝規范
冷媒管道施工:DN50 以上管道采用無(wú)縫鋼管焊接,氮氣保護焊避免內壁氧化,保壓測試壓力為工作壓力 1.5 倍(R410A 系統不低于 4.0MPa);
風(fēng)管安裝要求:矩形風(fēng)管邊長(cháng)>1250mm 時(shí)采用角鋼法蘭連接,漏風(fēng)量測試符合 GB 50243 中低壓系統標準(≤0.1056m3/(m2?h))。
(二)調試驗收重點(diǎn)
聯(lián)合試運行:連續運行 48 小時(shí),記錄各區域溫濕度波動(dòng)(溫度偏差≤±1℃,濕度偏差≤±5% RH);
能效測試:測算系統綜合能效比(SEER),對比設計值偏差不超過(guò) 5%,年運行能耗低于設計指標 10% 以上。
周期性保養:每季度清洗空氣過(guò)濾器(壓降超過(guò)初阻力 1.5 倍時(shí)更換),每年對表冷器進(jìn)行化學(xué)清洗(垢厚>0.5mm 時(shí)效率下降 15%);
故障預警機制:通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)平臺監測壓縮機電流、風(fēng)壓差等參數,異常波動(dòng)超 10% 時(shí)自動(dòng)報警,減少停機損失。
大型廠(chǎng)房廠(chǎng)房中央空調系統的核心價(jià)值在于實(shí)現降溫除濕的精準協(xié)同,其方案設計需兼顧工藝需求、能效標準與投資成本。通過(guò)系統性負荷計算、設備組合優(yōu)化及智能控制集成,可有效解決廠(chǎng)房環(huán)境控制難題,為工業(yè)生產(chǎn)提供穩定可靠的環(huán)境保障。
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