【HVAC】雅昌文化艺术中心印刷车间空调通风系统设计

图1雅昌文化艺术中心效果图

印刷厂房的特点

印刷厂房不同于一般的生产车间，印刷车间对室内空气的温湿度及精度、空调送风速度、空气洁净度等均有较高的要求。设计之前应由工艺专业对车间内的空气温湿度及精度，印刷设备的功率及电热功率、设备的同时使用系数及操作人员数量等提出明确的要求。

印刷设备在运行时电动机及辅助电热设备的发热量很大（约为200～350W/m2），再加上丝网印刷、胶印、五色印刷等使用的生产用UV灯（紫外线灯）的散热量，用于空气处理的能量远大于一般工业车间。

为 保证室内空气的洁净度，送入室内的新风要经粗效、中效两级过滤器过滤。与传统印刷车间主要产生的是油墨废气不同，印刷高档铜版纸印刷品时需要添加白电油 （正己烷），印刷设备在运行时会产生这些化学制剂的蒸气，应根据GBZ2.1—2007《工作场所有害因素职业接触限值》的要求设机械排风系统，避免对室 内空气造成污染。

主要房间室内设计参数（见表1）

冷热源系统

冷源

夏 季空调冷水由直燃型吸收式冷温水机组提供，供冷负荷为5963kW。在地下1层设3台直燃型吸收式冷温水机组，单台机组制冷量为2325kW。经计算，印 刷车间与版房车间的冷负荷约为1台机组的制冷量。由于这2个车间全年需要供冷时间与其他区域不同（全天24h供冷，且冬季也需要供冷），所以单独设1台机 组进行供冷，其余2台供其他区域。3台机组之间设旁通阀，可互相切换，互为备用，保证生产车间全年供冷。循环水泵三用一备。冷水供回水温度为 7℃/12℃，冷却水供回水温度为32℃/37.5℃。

机组根据负荷变化自动调节供给的燃气量，同时溶液泵采用变频控制，自动调节溴化锂溶液的循环量，可在负荷率为30％～100％范围内调节运行。

冷却塔设于屋面，台数和规格与直燃机组相对应。冷却塔设置变频控制系统，根据室外空气湿球温度与冷却塔出水温度之差自动调节冷却塔风机的转速。该控制系统纳入空调制冷系统的群控系统进行管理。

热源

冬季热源由直燃型吸收式冷温水机组提供，除1台机组为印刷车间与版房车间供冷外，另外2台机组为集中空调系统供热水，供回水温度为60℃/56℃。冬季空调总热量为5270kW。

因空调热水供回水温差（4℃）与冷水供回水温差（5℃）相差不大，热水流量（1133.1m3/h）与冷水流量（1025.6m3/h）也相差不多，因此空调热水循环泵与冷水循环泵共用，按热水流量选择设备，不再单独设置冷水循环泵。冷、热源总管均设冷、热量计量装置。

空调水系统

空调水为一级泵两管制定流量系统，Ⅰ区空调水管路竖向、横向均为异程布置；Ⅱ区离直燃机房距离较远，为保证水力平衡，空调水管干管为环路布置。

空调冷却水系统变流量运行，变频冷却水泵的最小流量受机组的压差或流量保护的限制，最小流量限制在设计流量的70％～75％。

系统补水为软化水，采用隔膜式气压罐定压方式，补水的定压设备设在冷热源机房内。

空调风系统

空 调冷负荷主要是印刷机的散热，其散热量占印刷车间总热负荷的80％以上，尤其是设备中上部的散热量较大。根据这个特点，在每台印刷机上方安装集风罩，将刚 产生的高温废气在印刷设备上部集中排走，一方面防止了有害物质的扩散，另一方面也保证了工作区的环境温度，减小了空调负荷。

根据GBZ2.1—2007《工作场所有害因素职业接触限值》的要求，可以计算出局部排风系统的风量，再由排风温度与室内温度的差值，得出由局部排风系统带走的热量，其余部分则计入车间空调系统的冷负荷。

印刷车间的新风量需求比一般工业厂房大，这是因为印刷过程中会产生有害气体，为满足卫生条件的要求，一般新风量约占总送风量的20％～45％。车间工作区的截面风速控制在允许值范围内（平均速度0.2～0.3m/s），防止气流影响纸张印刷。

集中空调系统应根据印刷车间不同的特点、使用时间及温湿度精度要求进行空调系统划分。生产用房（印刷车间、版房车间）主要考虑生产工艺要求，一般室温允许波动幅度为2～3℃，相对湿度允许波动幅度为5％～20％，设在建筑的内区，以避免室外环境对室内温湿度的影响。

因为车间内的发热量很大，冬季利用生产线的排风对新风进行预热可达到节能的目的，但车间的排风含有害气体成分，不可采用全热回收方式，而应采用显热回收方式。空调系统采用双风机系统形式。气流组织为上送上回，新风量为排风量的1.1倍，以保证印刷车间的正压。

该工程印刷车间采用6台45000m3/h的热管式热回收组合式空调机组，空调机组内设置混合段，粗效、中效两级过滤器，热回收段，表冷段（加热段），加湿段，风机段。

过滤采用自洁式卷绕粗效过滤器＋中效过滤器，对粒径大于5μｍ的颗粒过滤效率可达98％以上，可将对人体有害的有机挥发物完全拦截，完全满足国家标准对室内空气标准或工业厂区卫生的要求。

送 风口的布置是需要引起重视的一个问题，如果风口布置在印刷机出纸的端部上方，容易引起纸张干燥速度过快而造成叠影的现象，降低产品的合格率，因此送风口应 避免布置在印刷机上方，而应布置在两侧的存储区通道上方，这里也是操作人员的主要活动区域。风口形式可选用条缝型下送风口。印刷车间空调系统气流组织见图 2。

​图2印刷车间空调系统气流组织剖面图

版 房车间需设置单独的恒温恒湿空调系统，气流组织为上送上回。印刷车间的湿度较大，为防止通风管道腐蚀及发霉影响送风的洁净度，可采用玻璃纤维和镁质硫酸盐 水泥复合风管，这种风管具有质量轻、强度高、不燃烧、保温隔声、使用寿命长的特点，尤其是耐潮防水，适合用在温湿度较高的场所。其余部分空调通风管道采用 镀锌钢板制作。

1层门庭采用全空气空调系统，1层挑空部分喷口侧送风，其余部分采用上送上回方式，顶部设空调排风系统。2层展示厅、3层休息厅、4层开敞部分创意工艺车间均采用全空气双风机空调系统。

办公室、会议室及面积较小的创意工艺车间采用风机盘管加新风系统。

地下1层木工车间设直流式空调系统及对应的空调排风系统。单独设置除尘系统，用以收集木材加工时产生的粉尘。

Ⅱ区员工生活综合楼的活动中心、员工宿舍楼及公寓采用风机盘管加热回收新风空调系统；职工餐厅及小型超市采用全空气空调系统。

水泵房、变配电间冬季对室外空气进行加热处理后送入。消防控制室、电梯机房、值班室设置独立的分体空调。

印刷车间的加湿

如 纸张过于干燥，印刷时会出现叠影及纸张卷曲变形的现象。为避免发生这种情况，应合理选择空调系统的加湿方式。印刷设备开机后连续工作，电动机及电热设备的 发热量巨大，因而过渡季及冬季车间内的加湿尤为重要。印刷车间内相对湿度要求为60％±5％，需要的加湿量约为200～800kg/h。

加 湿设计的初始方案是在组合式空调机组的加湿段内安装高压微雾加湿喷头，与送风系统联动控制。这种方式便于运行管理和日常维护，但运行费较高，且加湿段的尺 寸较大，需要较大的机房空间。后改为在车间上方安装高压微雾加湿管线及喷头加湿，采用变频控制独立控制室内湿度。加湿用水若采用自来水容易产生白粉及堵 塞，采用软化水如处理不达标也会发生这种现象，影响印刷质量，因此加湿用水应为纯净水。为了避免加湿系统启动时个别喷头产生水滴造成的不利影响，高压微雾 加湿管线及喷头不应安装在印刷设备的正上方。

通风系统

印 刷过程中产生的主要有害物质为白电油（正己烷）废气，由甲方提供的印刷设备参数，每12h的废气产生量为4762mg/m3，根据GBZ2.1—2007 《工作场所有害因素职业接触限值》的要求，正己烷在8h工作时间内的最高质量浓度不得超过100mg/m3，要达到此要求，12h的总换气次数应为 4762mg/m3÷100mg/m3＝47.62次，即换气次数约为4h－1。印刷车间需要排废气的区域体积为35640m3，因此总排风量应不小于 35640m3×4h－1＝142560m3/h。

调墨房、存版房和印刷车间要求24h不间断排风。根据当地环保部门提供的环境评估报告，排风收集后必须经过危险废气吸附和专业电离解治理后从屋面集中排放，排风高度必须大于10m。

地下1层消防水泵房、水处理机房、直燃机房等设备用房均设机械通风系统。

直 燃机房设机械通风系统及事故排风系统。设1台平时排风机，排风次数为6h－1，为满足12h－1的事故排风要求，事故时平时排风系统兼事故排风系统，再单 设1台专用事故排风机，2台风机一起运行。排风机采用防爆风机，使用消防应急电源，并在制冷机房内外方便操作处设开关，可根据制冷剂泄漏报警自动或房间内 外的手动按钮启动设备。燃气调压和计量间设单独的机械排风系统。

地下室内的木材加工车间设机械排风系统，排风作防尘收集与处理后排出。

厨房设置独立新风、排风及排油烟系统。补风一部分由餐厅的空调风补入。要求灶具排风的排油烟罩具有油烟过滤装置，满足排放标准后方可排放。

防火及防排烟

印 刷厂房各车间火灾危险等级为丙类。印刷车间、装订车间、库房等面积均超过300m2，存储、摆放的都是易燃的印刷品，因此排烟系统的设计十分重要。虽然有 的库房有足够的外窗开启面积，可以通过开窗自然排烟，但如果开启面正好是主风向，可能会产生烟气倒灌，造成更大的损失。因此上述房间均设机械排烟系统，由 相应区域的空调系统兼作排烟补风系统。

地下1层木工车间、垃圾回收等房间也是防火的重点，需设机械排烟系统，并配有相应的补风系统。

设计心得

印刷车间印刷设备发热量巨大，且由于工艺要求，难以确定工作区和非工作区的分界，所以其冷负荷远远大于一般的公共建筑，因此在设计冷热源及空调系统时应予以着重考虑。

由于高端的印刷设备对空气的温湿度要求较高，在空调系统设计时要考虑到印刷工艺的需求，尤其对湿度的控制要特别注意。该工程单独设置一套独立的高压微雾加湿系统，可避免新风量过大（新风量约为送风量的40％）造成空调加湿效果不能满足要求的情况。

考虑到生产工艺的需求，设计空调系统的送回风口时要避开相应的生产设备。

印刷车间内有白电油等有害的挥发气体，排风系统设计要满足GBZ2.1—2007《工作场所有害因素职业接触限值》的相关规定。

车间内有空调送回风系统、排风（烟）系统、自动喷淋系统、消火栓系统、火灾自动报警系统、照明系统、给排水系统、动力配电系统及压缩空气系统等，各种管线繁多，建议梁底至印刷设备间预留1.2～1.8m的净高。

直燃机组冷却水量比常规空调系统大很多，冷却水系统的能耗占整个空调系统能耗的60％以上，部分负荷时冷却水供回水温差变小，冷却水系统的变流量运行有显著的节能效果。