某大型厂房通风系统节能改造

姚　微　谢雨东

浙江省天正设计工程有限公司　杭州　310007



某大型厂房通风系统节能改造

姚微*谢雨东

浙江省天正设计工程有限公司杭州310007

在对某大型厂房现场勘察的基础上提出节能改造方案，并进行经济性分析，有效解决大型厂房夏季温度过高的问题且节能效果显著。

大型厂房通风系统节能改造经济分析

某大型厂房长120m，宽120m，层高9m。西侧有条10m的走廊，东侧紧挨办公楼，南侧紧临另一幢建筑，间距约为0.9m。

厂房南北方向共20个柱跨，东西方向15个柱跨；西侧每跨有推拉窗，尺寸为5.5m×1.5m，北侧每跨有推拉窗，尺寸为7.5m×1.5m，南侧每跨同样有推拉窗，尺寸为7.5m×1.5m，东侧无外窗。

厂房已有机械排烟设施，通风设施有屋顶排风机7台，单台风量为25000m3/h，总风量约为800000m3/h，功率为2.2kW；屋顶送风机总共57台，单台风量为25000m3/h，功率为3.67kW。

厂房内布置13条生产线，每条生产线动力由配备的电机提供，各生产线电机功率见表1。

表1　生产线的电机功率　(kW)

1　通风系统节能改造

现场调查发现，车间通风效果不佳，夏季室温有时会超过40℃，为改善室内工作环境，一些岗位新增了送风装置，暂时改善了工作环境。而通风系统的耗电大，每年花在排风设备上的费用很高，企业拟对厂房通风系统进行改造。

由《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015查得杭州地区冬季通风室外计算温度4.3℃，夏季通风室外计算温度32.3℃。

根据《供热空调设计手册》(第二版)计算电动设备散热量和设备散热所需通风量。

厂房室内工作地点温度约为40℃，由《供热空调设计手册》查得Δth为0.9，排风口中心距地面的高度为9m，故排风温度tp为46.3℃。

自然通风进风口面积和排风口面积采用如下公式计算：

式中，Fj为自然通风进风口面积，m2；Fp为排风口面积，m2；Gj、Gp为进风量及排风量，kg/h；hj、hp为进风口及排风口与中和面的高差，m。假定中和面为6m，故hp为3m，hj为4.8；ρwf为夏季通风室外计算温度下的空气密度，kg/m3，本项目为1.157kg/m3；ρp为排风温度下的空气密度，kg/m3；本项目为1.107kg/m3；ρnp为室内空气的平均密度，kg/m3，按作业地带和排风口处空气密度的平均值采用，本项目为1.1175kg/m3；ξj、ξp为进风口及排风口的局部阻力系数，本项目ξj为2.8，ξp为3.9；g为重力加速度，9.81m/s2。

1#生产线电机功率465kW，电机容量利用系数取0.8，负荷系数取0.65，同时使用系数取0.75，电动机功率取1。

计算得设备散热量181kW，散热所需通风46633kg/h。

自然通风进风口面积和排风口面积采用上述公式计算，各条生产线的计算见表2。

表2　各条生产线自然通风进风口面积、排风口面积及设备参数

厂房总全面排风量为900070m3/h；总补风量720060m3/h。

本厂房采用6个10型通风天窗(开敞式)，洞口宽度8000mm，洞口长度采用3000mm×6mm，天窗对应高度5000mm，每米长有效通风面积7.2m2，单个天窗通风面积为129.6m2。天窗均匀布置在散热量高的机头位置

将厂房西侧、北侧、南侧所有外窗全部打开(厂房内部设备噪音小，厂房外窗可开启；外窗上部有雨棚挑出，可防雨)，可开启外窗有效面积西侧81m2，南侧84m2，北侧33m2，总可开启的有效面积满足自然通风进风窗的面积需求。 但是，由于东侧没有可开启外窗，因此本厂房保留13台屋顶送风机，其余的屋顶排风机全部取消。从气流组织的角度考虑，送风机的下方接喷口送风，喷口尺寸Φ800。

改造后厂房通风条件大为改善，本厂房可省电功率：176.88kW；总通风能耗降低了78.8%。改造后的通风布置情况见图1。

2　经济性分析

根据概算结果，改造总价约57.67万元。

装置每小时节省用电约176.88kW，每天风机运行按照12小时，每年运行350天，总省电量74×104kWh，电费按0.67元/kWh计，年节省电费约50万元。

图1　改造后的通风情况

项目投资不大，静态回收期为1.2年。

若考虑银行2.1%贷款利率，项目两年内可收回成本，因此此改造方案可行。

3　结语

通过对厂房的节能计算和分析可知，屋顶的排风机全部取消，送风机保留东侧13台，屋顶采用6个10型天窗 18mx8m，便可满足厂房内的通风

需求。厂房通风能耗降低了78.8%。采用本方案改造厂房，2年就能收回成本。

1GB50019-2015,工业建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].

2陆耀庆.实用供热空调设计手册(第二版).[M]中国建筑出版社.

3HG/T20698-2009,化工采暖通风与空气调节设计规范[S].

4GB50243-2002,通风与空调工程施工质量验收规范[S].

*姚微：工程师。2010年毕业于大连理工大学暖通专业。从事暖通工程设计。联系电话：18858118336，E-mail:yaowei@zpcdi.com。

2016-04-20)