大面积机电工业厂房的暖通空调设计

1 概况

宁夏小巨人机床有限公司为一种日合资企业，生产当前世界水平的数控车床和立式加工中心。系一智能化机床制造厂，其联合厂房包括机械加工车间、钣焊车间、立体仓库、装配车间及涂装车间等，其中涂装车间设采暖及补热风系统，为使产品精度达到工艺要求，其余车间均设中央空调；厂房总建筑面积12298m2，办公楼部分3014m2，空调面积共12119m2，生产厂房为轻钢结构复合彩色夹心板墙体及屋面，轨顶标高7.8m。厂房于2000年6月建成并投入使用，随后进行了夏季工况的运行调试，空调区域的温湿度及精度、气流速度等参数均达到了设计要求，效果良好，得到了用户的好评。

2 室内温湿度参数

3 空调方式及特点

3.1 采用高大厂房分层空调

由于联合厂房较高，最高处达14.2m，而空调区高度仅5.5m，故采用分层空调技术。

气流组织为车间中部侧送，风机盘管下部回风，仅对送风口以下区域空调，从而节省了初投资和运行能耗。机加工车间为30m跨，采用双侧送风，其他车间均采用单侧送风。

3.2 车间采用大型风机盘管加新风系统的空调方式，新风机组亦采用大型风机盘管，就近取新风，大大降低了输送能耗。

大型风机盘管均架设在车间钢柱的中部，经过特殊改装，送、回风静压箱及风口与风机盘管均为一体，没有风管，外形非常美观整洁，空调器的颜色与整个车间的彩板墙体、屋面颜色协调一致，融为一体，更加和谐整齐。此种方式在为业主节省了大量空调机房面积的同时，也节省了大量的土建费用。

冬夏季采用最小新风量10%，过渡季风机盘管停开，新风系统通过将部分风机盘管转换为新风工况运行，将新风量加大至30%，充分利用室外空气的自然冷却能力，节能效果显著，同时，夏季可根据银川市的气候特点，即早晚气温较低，提前开启1-2小时的新风系统，利用室外空气的自然冷却能力，推迟制冷剂的开启时间，同样可达到节能的目的。

精密加工、精密研磨、精密测定及精密部装室均采用大风机盘管集中式系统，各房间自成独立的系统，可灵活开启，灵活调节，风机盘管和风管均敷设在以上各房间的屋顶上（装配车间的室内），既不影响车间的美观，又节省了空调机房面积；气流组织均为上部散流器顶送，房间下部侧回风。

3.3 在空调厂房的屋面上设置了屋顶风机，有两个作用

第一，夏季可排除积聚在屋面下的余热；

第二，过渡季大量使用新风时，排除热风，维持车间正压不过大。屋顶风机设有自动关闭阀，冬季屋顶风机停开，关闭阀自动切断与室外的通路。

考虑到厂房较高，冬季热气上升，故在空调厂房的屋面檩条上设置了36台轴流风机，冬季当空调机组送出水平热气流时，则启动轴流风机，产生向下垂直气流，从而确保了热气流下送至空调区。

4 空气处理

厂房内使用的空调器具有对空气进行过滤、冷却去湿、加热等功能，在新风入口处均增设了一级粗效过滤；新风机组进风口处设中效过滤网以保证车间的洁净度。

精密加工、精密研磨、精密测定及精密部装室的空调器具有对空气进行过滤（中效）、冷却去湿、加热、加湿（湿膜加湿）等功能，在新风入口处均增设了一级粗效过滤，新风管上设有预热器（热水预热），冬季将新风预热至+5。C，再与回风混合进入空调器进行处理。

5 空调冷、热源

5.1 冷源

冷源为两台SSC-32型蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机，供汽压力600kPa，安装总冷量为2392kW。冷水供水温度7。C，回水温度12。C。考虑到精密测定室的温湿度要求，为其单独选用一台风冷冷水机组，安装冷量为27.2kW，供水温度5。C。

5.2 热源

热源为两台BEM600型整体热交换机组，每台换热量为840kW，将300kPa蒸汽（来自城市热网）换热为热水供给空调系统，供水温度60。C，回水温度55。C。

冷、热水系统采用闭式循环，双管制，由落地膨胀水箱对系统进行补水、定压。

6 自动控制

本设计选用西门子S600集散式中央监控系统。它由中央主机、直接数字控制器（DDC）和联结总线组成。

6.1 温、湿度控制

A：装配、机加、钣焊车间、仓库、展示厅

夏季——用电动双通阀调节进入风机盘管的冷水量来控制温度；

用电动双通阀调节进入新风机组的冷水量及电加热来控制相对湿度；

冬季——用电动双通阀调节进入风机盘管的热水量来控制相对温度；

用电动双通阀调节进入新风机组的热水量及回风电动阀的开度来控制送风温度；

春秋季——增加新风机组开启台数，全部使用新风，根据室外焓值调整新风量。

B：精密测定室、精加工室、精密研磨室、精密部装室

夏季——用电动双通阀调节进入空调器的冷水量来 控制相对湿度，用电动热器控制温度；

冬季——用电动双通阀调节进入空调器的热水量或电加热器来控制温度；

用电动阀调节湿膜加湿器的水量来控制相对湿度。

6.2 遥测

A类房间：新风温湿度、表冷（加热）器后温湿度、送风温湿度、室内温湿度。

B类房间：新风温湿度、送风温湿度、室内温湿度。

冷水、冷却水、热水供回水温度；冷、热水总管、蒸汽总管流量。

6.3 压差控制

夏季利用分水器和集水器之间的旁通阀，根据供回水压差调节旁通流量，当旁通流量达到一台制冷剂的流量时即停开一台机组，相对应的水泵、冷却水泵、冷却塔均停止运行。

当系统冷水量增加而需要启动制冷机时，旁通阀压差检测器发出信号，手动或自动开启制冷机，相对应的水泵等设备也开启。

冬季用电动双通阀调节汽水换热器的蒸汽量控制热水出水温度不超过60。C。

6.4 遥控与运行工况指示

风机盘管、新风空调器、电加热器、电东风阀、屋顶风机、冷水泵、热交换器均可在中央主机实行遥控，并有运行工况指示，制冷机、电动双通阀亦有运行工况指示。

6.5 联锁保护

用于过渡季节转换为新风工况运行的风机盘管，冬、夏季时新风电动阀关闭，回风电动阀开启，春秋季时，新风电动阀开启，回风电动阀关闭。

新风空调器的新风电动阀与新风空调器联锁。当空调器停开时，电动新风阀自动关闭。

电加热器与空调器联锁。当空调器停开时，电加热器自动断电。

冷水机组与冷水泵、冷却水泵、冷却塔风机联锁。只有当泵和风机启动后，冷水机组才能启动；只有当冷水机组停开后，泵和风机才能停止运行。

7 主要设计指标

空调面积（包括办公楼）m2 12119

制冷机房面积 m2 338

机房面积占空调面积百分比% 3

空调体积m3 124000

空调送风量m3 480670

平均换气次数h-1 3.88

设计总冷量 kW 1682

安装总冷量 kW2419

单位空调面积设计冷量W/m2 139

单位空调面积安装冷量 W/m2 200

空调设计总热量 kW1407

空调、制冷用电量 kW387

单位空调面积耗电量 W/m232