浅析某厂房恒温恒湿间空调系统改造试运行阶段问题

浅析某厂房恒温恒湿间空调系统改造试运行阶段问题

李侠 ,张芳兰

中国航发西安航空发动机有限公司  陕西西安  710021

摘  要：针对某厂房恒温恒湿间空调系统改造调试、试运行阶段，出现涂料工段湿度不满足设计精度要求，陶芯及组合工段送风风速过高等问题，通过现场实际考察，跟踪记录各生产时段及夜间停产时段生产区温、湿度数据，以及生产线设备开启负荷情况，分析查找出问题产生的原因。同时结合相关生产线搬迁规划，制定出近期及远期整改措施，以保证生产区域的温、湿度精度要求。

关键词 ：温度精度；湿度精度；新风比；制冷量； 除湿量；排风量  

0引言

某厂房恒温恒湿间包含涂料、蜡膜、陶芯及组合四个工段，各工段温湿度精度要求均为温度：21℃±2℃ ，湿度：30%-60% 。四个工段分别独立设置空调系统以保证各工段生产区域温、湿度要求。该项目空调系统在调试、试运行阶段，涂料工段出现湿度不能满足设计精度要求，陶芯及组合工段送风风速过高等问题。

1 涂料工段湿度超标问题的原因分析及解决

1.1 湿度超标问题的原因分析

涂料工段原设计空调系统采用一次回风系统，空调机组制冷量345KW，总送风量60000m3/h，回风量54000m3/h，排风量6000m3/h，新风量6000m3/h，新风比10%。针对涂料工段存在的湿度精度问题，深入现场实际考察，跟踪记录空调机组采用露点温度控制方式时，白天从8:00至晚12:00生产时段及夜间停产时段生产区域的温、湿度数据。通过对上述时段的温湿度数据的统计分析，发现白天生产区温度基本满足设计要求，湿度只有少数时段处于30%-60%范围内，大部分时段湿度超标，处于60%-75%之间。夜间停产时段温、湿度基本满足要求。同时在现场跟踪过程中，发现从8:00至晚12:00生产时段，涂料工段中的面层、沙桶生产区域存在大量排风，此部分生产线在项目前期设计条件提供阶段，已明确应进行封闭改造，但现场并未对其封闭。由于生产现场实际条件与原设计条件差距较大，需依据现状条件对涂料工段的空调系统负荷进行重新核算。

1.2 重新核算空调系统负荷

根据涂料工段中面层、沙桶生产线生产时段排风开启情况，分为两种工况进行负荷核算。

1.2.1工况一制冷量计算

白天9:00至晚11:00时段，面层排风（风量为25000m3/h左右）和沙桶排风2台（风量为30000m3/h左）同时开启。

空调系统风量为：排风量55000m3/h，新风量55000m3/h，回风量5000m3/h，总送风量60000m3/h。新风、回风混合后混合点状态见下：（新风比91.67%）

计算结论：依据  制冷量=1.2×风量×焓差/3600

制冷量=1.2×60000×43.451/3600=869kW  可达到理想工况 温度21℃ 湿度55% 

目前现有空调系统机组制冷量为345 kW ，新风比10%。

1.2.2工况二制冷量计算

晚11:00以后，面层排风持续，沙桶排风停止。

空调系统风量为：排风量25000m3/h，新风量25000m3/h，回风量35000m3/h，总送风量60000m3/h。新风、回风混合后混合点状态见下：（新风比41.67%）

计算结论：依据  制冷量=1.2×风量×焓差/3600

制冷量=1.2×60000×24.84/3600=496kW  可达到理想工况 温度21℃ 湿度55% 

目前现有空调系统机组制冷量为345 kW ，新风比10%。

1.2.3 室内余湿量的计算

总送风量为60000m3/h

计算结论：依据  除湿量=1.2×风量×含湿量差值/3600

达到理想工况1：除湿量=1.2×60000×4.179/1000=300kg/h

达到理想工况2：除湿量=1.2×60000×3.595/1000=258 kg/h

1.2.4解决湿度超标的措施

通过上述两种生产现场条件下，需达到理想工况所需制冷量、除湿量的核算，分析总结出涂料工段湿度超标的根本原因：由于涂料工段中面层、沙桶生产区域的大量排风，造成生产现场实际冷负荷（869 kW/496 kW）远大于原空调系统机组制冷量（345 kW），导致生产区白天湿度达不到理想工况。

针对上述问题分析结论，结合生产单位的生产线搬迁改造规划，制定近期和远期整改措施。

近期措施：鉴于短期内涂料工段中的面层、沙桶生产线无法进行封闭改造，为保证涂料工段的湿度精度，按实际最不利工况（面层和沙桶排风同时开启条件），在该区域增加6台除湿机，总除湿量为300kg/h。

远期措施：按前期原设计条件要求，对面层、沙桶生产线进行封闭改造，彻底消除面层、沙桶区域大量排风对原空调系统的影响。

2陶芯工段风速过高问题的原因分析及解决

2.1 陶芯工段风速过高问题的原因分析

    陶芯工段原设计空调系统采用一次回风系统，空调机组制冷量235KW，总送风量21500m3/h，回风量12500m3/h，排风量9000m3/h，新风量9000m3/h，新风比40%。该生产区域原设计有两个通风除尘系统，总排风量9000m3/h。经现场实地考察发现，由于上述两个通风除尘系统为之服务的工艺设备还未安装到位，故两个通风系统均未开启，造成陶芯工段空调系统总送风量偏大，送风风速过高问题。

2.2 解决陶芯工段风速过高的措施

鉴于上述通风除尘系统为之服务的工艺设备暂时未到位，为解决目前风速过高问题，采取了在空调系统总送风管道与总回风管道之间增加旁通风管的措施，增加一套1000mm×630mm风管及多叶调节阀，用于调节系统总送风量，降低送风风速，改善陶芯间空调系统气流组织。

3 组合工段风速过高问题的原因分析及解决

3.1 组合工段风速过高问题的原因分析

组合工段原设计空调系统采用一次回风系统，空调机组制冷量135KW，总送风量12000m3/h，回风量5000m3/h，排风量7000m3/h，新风量7000m3/h，新风比60%。在前期提供施工图设计条件阶段，使用单位未提出该区域有需要通风除尘的工艺设备，后期又增加了部分需要通风除尘的工艺设备，导致该空调系统的新风比由10%增加至60%，空调系统的制冷量和总送风量均增大。由于时间仓促，设计人员在施工图修改过程中，只对空调机组的负荷进行了调整，未对空调系统的风管、风口进行调整，造成该区域风速偏高，人员体感不适等问题。

3.2 解决组合工段风速过高的措施

针对上述问题的原因分析，通过重新核算组合工段空调系统风管、风口参数，采取增大送风风管截面积，增加送风风口-散流器数量等措施，降低了空调系统送风口风速。同时在每个散流器下端增加挡风板，避免送风口直接对人吹而造成的人员体感不适，进而亦改善了生产现场的工作环境。

4 结论

通过以上对涂料、陶芯和组合工段空调系统调试、试运行阶段问题的分析

计算，得出如下结论：首先，明确了项目前期的设计条件提供对于空调系统施

工图设计的重要性。其次，生产现场是否满足设计条件，对空调系统的运行能

否满足设计的温、湿度精度要求至关重要。最后，应重点关注空调系统新风比

因素对空调系统的影响。尤其对于生产区域既有空调系统，又同时存在通风系

统的恒温恒湿空调系统。由于空调系统的新风比对于系统的冷、热负荷和除湿

量影响非常大，因此，不仅应在设计阶段进行详细核算，同时更应该在空调系

统实际运行过程中，严格按照设计参数控制新风比，才能确保空调系统的温、

湿、度达到设计精度要求。

参考文献：陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社，1993：538-539 888-890.