浅议恒温恒湿空调系统在工业厂房中的设计

黄炜良

摘要：当前社会经济发展进入了一个全新的模式，面对国际化市场机遇与国内市场机遇不断扩大的今天，各行业在进行工厂的建设中都需要完善内部的工作环境，确保工厂内部产品加工工作的正常开展。所以完善内部恒温恒湿空调系统的设计将变得尤为重要。

关键字：恒温恒湿；空调系统；工业厂房

前言：空调系统在工业厂房中的应用在最近几年的发展中已经变得十分的常见，但是面对当前社会市场竞争趋势的不断加强，提高工业厂房内部空调系统设计的可靠性、有效性就变得尤为重要，本文将参照某合资工业电子厂房恒温恒湿空调的设计进行研究论述。

一、工程概况

本工程是一合资工业厂房，厂房的生产制造精密度较高，所以在设计中对空调参数等相关要求较高，对恒温恒湿空调的设计也提出了较为明确的要求。

二、原空调及洁净工程设计方案

工业厂房内部进行恒温恒湿空调系统的设计以及建造将能够有效的改善内部的工作环境，确保相关生产工作能够顺利有效的进行，所以对空调以及洁净工程的设计工作严格进行实施，才能够提高工业厂房内部恒温恒湿空调系统的利用价值，使相关设计能够满足工业厂房的建设发展需求。

2.1概述

本空调系统设计为一万级的洁净空调车间。

2.2空调设计参数

温度：22℃±2℃；相对湿度：50%±10%；洁净度：10000级（0.5μ）；正压：5Pa～10Pa。

2.3空调系统

2.3.1底层洁净车间空调系统

（1）围护结构

车间在外部维护方面所使用的壁板为双金属壁板，在双金属壁板的中间需要添加适当的岩棉类保温材料，内部设置彩钢板，对外部壁板进行镀锌，所有壁板不安装小窗口，采用专业净化顶板与PVC专业型防静电地板砖。

（2）洁净车间空调系统

①空气处理方案

本系统采用一次回风方案，设置粗、中、高效三级过滤器。高效空气过滤设于空调箱末段。各级过滤器的效率分别为：

粗效过滤器η≥25%，中效过滤器η≥85%，高效过滤器η≥99.99%。

②空气处理流程为：

新风→新回风混合粗效过滤→中效过滤→空气冷却→空气加热或微调→空气加湿→送风机→均流段→高效过滤→送风箱→洁净室→回风（去新、回风段）→工艺设备排风，正压漏风。

③系统各项参数为：

风量：60000m3/h；冷量：377kw；换气次数：31次/h；新风比：17.85%（冬季≤31%）；再热微调：33.5kw；自净时间：23.5min；单位面积冷量：577W/m2·h；加湿量：142kg/h。

④气流组织

系统送风采用乱流形式，平顶上部送风，两侧外墙壁板下回风。送风口为405mm×405mm方型散流器，面板尺寸595mm×595mm，共计61只，颈部风速4.5m/s，作用半径1.2m，每只送风量为1166m3/h。经计算温度波动为0.73℃，小于±2℃的波动要求。回风口为900mm×500mm百叶风口，回风速度2m/s。

⑤系统运转

系统运转初期过滤器阻力较小，此时控制风机进口导叶，以调整风机风量不大于设计工况。由于系统运转为三班制，本系统不考虑值班风机，节假日停机时可采用一台空调机组运转，并调小进口导叶，使室内维持正压。系统运转，先打开新风阀启动空调机组，然后开启排风机，系统停止先关闭排风机，再停空调机组，最后关闭新风阀，新风系统总管外墙处设置保温总阀，当系统停止时，以防冬季表冷器冻结。

⑥系统控制方案：

夏季工况：室内温度由表冷器进口三通调节阀调节冷水量控制，室内相对湿度由加热器进口三通阀微调热水量控制。表冷器冷水供回水温度为4℃/9℃考虑，加热器供回水温度为60℃～50℃考虑。

冬季工况：室温采用改变新风与一次回风之比例来调节送风温度至定值，室内相对湿度通过喷蒸加湿调节加湿量控制。

2.4排风系统

（1）洁净车间工艺设备排风设2个排风系统，每个排风系统排风量为4500m3/h。

（2）后道生产工艺设备排风总量为26500m3/h，设置2個排风系统，每个系统排风量15000m3/h，车间换气为4.5次/h。另设一台5000m3/h的排风机，此排风机受CO2浓度感测信号控制，车间CO2浓度超标时，启动排风机，同时开大空调箱之新风阀，由自控系统完成。

2.5冷热源

冷源由机房设置二台700kW和二台211kW螺杆压缩机组，分别提供9℃～4℃和12℃～7℃冷水。9℃～4℃主机供洁净室及后道生产和更衣室空调系统用。12℃～7℃主机供办公楼及工艺冷却水之用。

2.7恒温恒湿控制系统

在恒温恒湿控制部分，夏季采用制冷盘管以及二次再热段控制温湿度，冬季采用表冷段及蒸汽加湿控制温湿度。

三、调试运行中发现的问题

该厂是在夏季完成的空调系统组装，所以紧接着就展开了空调的调试工作。在进行调试的时候工作人员发现由于内部湿度相对过高，二次加热管的热量已经达到了符合，其他的房间也都达到了80%左右，所以依靠原有设计的二次再热管进行湿度的调节已经失去了意义。为了提高设备的运行效率，通过对设计、研发、组装等各个步骤的分析，最终发现空调在运行中部分生产工艺设备并没有投入使用，控制人员短缺。内部负荷较小，造成湿度偏大，所以为了达到无负荷恒温恒湿的要求，必须进行二次改造设计。

四、改造的设计方案及调试

面对恒温恒湿空调在调试过程中出现的问题，为了能够有效的达到起初设计的目的，在原有设计思路的基础上进行方案的改进，才能够解决调试过程中出现的问题，达到恒温恒湿空调利用效率的最大化。

4.1空调改造方案

首先将回风系统改变成二次回风系统，在空调箱的上部加装相应的回风管路，对原设计中的二次再热功能进行保留，操作测试工作在空调厂房内进行，保证关闭一条生产线的同时另一条生产线可以正常运行，确保厂内相对湿度。

4.2第一次自控改造方案

如果是在夏季，在进行温度控制的时候，需要对二次回风开度进行调节，当温度超过二十二摄氏度的时候需要减小回风开度，如果超过就需要增大。对于湿度，可以利用冷水阀开度调节的方式对回风湿度进行控制，一般湿度大于50%就需要增加开度，反之亦然。

如果是在冬季，在进行温度控制的时候需要将二次回风开关彻底关闭，如果温度大于二十二摄氏度就需要增加冷水阀的开度，反之亦然。同样，在进行湿度控制调节的时候，二次回风依旧需要完全关闭，需要对加湿阀进行控制，当湿度小于50%的时候就增大阀门开度，反之亦然。

五、运行效果

经过设计调试之后虽然出现了一定的问题，但是经过设计改造处理之后，工厂内部的空调调节温湿度彻底达到了稳定的状态，并且满足了企业工作的要求，就算工作的状况相对恶劣也能够保证在工况下进行运行。通过一段时间的调试研究之后，发现更正后的空调设计完全满足工厂需要的恒温恒湿的要求，运行效果非常出色。

结语：恒温恒湿空调的设计工作需要对工厂厂房内部的各种因素进行综合考虑，本文通过实例分析的方法，对恒温恒湿空调的设计以及设计改进工作进行了详细的分析以及论述。面对工业厂房建设数量的不断增加，完善恒温恒湿空调的设计，对工业的发展具有一定的积极促进作用。

参考文献：

【1】周祖毅 关于恒温恒湿类和对湿度有高限控制要求空调工程的节能设计探讨 暖通空调 2010年02期

【2】李申 沈嘉 张学军 郑幼明 恒温恒湿空调系统的优化控制与性能模拟 制冷学报 2012年01期

【3】张兰英 边玉国 洁净厂房恒温恒湿空调系统设计 企业技术开发 2014年08期