防爆控制室通风空调设计分析

摘要：介绍了防爆控制室的空调设计过程、室空调系统的设计原则和冷热源及系统划分。此防爆控制室采用全空气一次回风恒温恒湿空调系统，采用上送上回的气流组织方式。根据空调房间的冷热指标，确定了空调的型号。空调采用2台双冷源恒温恒湿空调机（1用1备），确定了空调系统的组成。介绍了其内部气体污染、颗粒物污染、噪声污染和热污染的排除方法，为防爆控制室的空调设计过程进行了详细的探讨。

关键词：防爆控制室"""空调系统"""一次回风"""上送上回"""污染物排放

Analysis"of"Ventilation"and"Air"Conditioning"Design"of"Explosion-Proof"Control"Rooms

TANG"Zhengwen

Guizhou"East"China"Engineering"Co.，Lid.，Guiyang，"Guizhou"Province，"550003"China

Abstract："This"article"introduces"the"design"process"of"air"conditioning"of"explosion-proof"control"rooms，"the"design"principles"of"room"air"conditioning"system，"and"the"division"of"cold"and"heat"sources"and"systems."This"explosion-proof"control"rooms"adopt"a"full-air"primary"return"air"constant"temperature"and"humidity"air"conditioning"system，"and"adopts"the"airflow"organization"method"of"sendingnbsp;up"and"returning"up."According"to"the"cold"and"heat"indicators"of"the"air-conditioned"room，"the"model"of"the"air"conditioner"is"determined."Two"sets"of"dual"cold"source"constant"temperature"and"humidity"air"conditioners（one"for"use"and"one"for"backup）"are"adopted"to"confirm"the"composition"of"the"air"conditioning"system."The"elimination"methods"of"internal"gas"pollution，"particulate"matter"pollution，"noise"pollution"and"thermal"pollution"are"introduced，"providing"a"detailed"exploration"of"the"design"process"of"air"conditioning"in"explosion-proof"control"rooms.

Key"Words："Explosion-proof"control"rooms;"Air-conditioning"system;"Primary"return"air;"Sending"up"and"returning"up;"Pollutant"discharge

防爆控制室是设置在具有爆炸危险的工业场所或环境中的一种特殊的控制室。防爆控制室通常在需要处理或操作易燃材料或气体的工业环境中使用。防爆控制室最主要的作用是保障工作人员和设备的安全和隔离室内环境与外部环境。本文以某公司原料适应性技改项目配套公用系统项目为例，对防爆控制室通风空调设计过程进行介绍。

1防爆控制室建筑概况

建筑由机柜室、外操室、交接班室、排烟机房、工程师房、隔离室、补风机房、电信机柜间、空调机房、走廊、UPS室组成。其中，进行空调设计的房间有机柜室、工程师室、UPS室、电信机柜间。外操室和交接班室仅送入新风。建筑面积677"m2，建筑高度6.7"m。

2通风空调系统设计原则

防爆控制室通风空调系统的设计要求需严格遵循防爆安全标准和特殊环境的操作需求，确保系统的安全、可靠运行。防爆控制室在设计时应该满足《石油化工建筑物抗暴设计标准》（GB/T"50779-2022）中的规定。

（1）空调系统的设置应根据工艺要求和房间的需求确定。

（2）空调机应选用自带冷源的风冷式单元空调机，空调机宜安装在空调机房内。无条件设置空调机房时，空调机可直接设在空调房间内，但应釆取防止加湿水、冷凝水泄漏的措施。

（3）功能性房间的空调系统应设置1台空调机备用。

（4）当空调冷源为厂区供给的冷冻水时，功能性房间的空调机应采用双冷源型。

除此之外，防爆控制室设计满足以下原则。

（1）满足防爆等级和认证要求：防爆控制室所有通风空调设备、材料和电气组件必须符合相应的防爆等级和认证标准。

（2）满足空气质量要求：确保防爆控制室内空气中的粉尘、有害气体或蒸汽浓度维持在安全水平以下，防止爆炸或毒气泄漏的风险。

（3）满足空气温湿度要求：稳定控制室内的温度和湿度，以适应特殊环境下设备和人员的工作要求。

（4）满足安全监控系统要求：空调系统在运行时实施全面的实时监测系统，包括空气质量、温度、湿度和压力等关键参数，及时发现异常并采取应急措施。

（5）满足备份和应急系统要求：设计备用的通风和空调系统，确保在主系统故障或紧急情况下能够保持连续、安全运行。

（6）备份和应急系统要求：在设计时空调系统采取1用1备的方式，确保在主系统故障或紧急情况下能够保持连续、安全运行。

3冷热源与系统划分

防爆控制室的冷热源及系统划分通常需要按照安全性、防爆性能和功能需求进行严格的划分和设计。

3.1冷热源

由于防爆控制室重要性，且室内主要有电气配电柜、控制柜等散热设备，一年四季都是需要制冷的工况，故考虑为双冷源系统。双冷源系统是指两种不同形式的冷源，互为备用关系，一般第一种冷源是由厂区集中冷冻站提供的7/12℃的冷冻水，另外一种冷源是由直膨式风冷热泵机组提供分散式冷源，为了确保防爆控制室的安全性，当某一冷源出现故障停机时，室内空调区域环境温度会发生变化，送回风温差会偏离设定值，当达到设定温差报警时，连锁启动切换至另外一种冷源。当采用双冷源系统时，末端空调器需采用双表冷段的形式，每一个表冷段对应一种冷源，双冷源系统可以自由切换，紧急状态下应保证能自动切换；同时，双冷源系统也可以就地和机房控制中心手动操作。

此工程由于面积较小，且只有1层建筑。分散式冷热源适用于小型防爆控制室或局部制冷需求。因此，此工程的冷热源采用分散式冷热源，可选择防爆型分体空调器、移动式空调器等。这些设备应符合防爆要求，确保使用安全。

3.2系统划分

根据防爆控制室的具体结构和功能需求，可以将空调系统划分为多个独立控制单元，每个单元负责一个特定区域的温度控制。这种设计便于维护和管理，并且可以根据实际需要进行灵活调整。对每个机柜室、工程师室、UPS室进行划分单独的控制单元[1]。

3.3备用系统

为了确保系统的可靠性和稳定性，设计时应考虑设置备用系统或冗余设备。一旦主系统或某个分系统出现故障，备用系统可以迅速启动，保证控制室的环境稳定。在对机组进行选型的时候可以选择2台（1用1备）。

3.4排风系统

排风系统的合理设计能够有效排除控制室内的有害气体或蒸汽，防止外部气体污染物进入室内。

3.5消声隔振系统

在对空调系统进行设计时，应考虑空调的消声和隔振。设计时，在容易产生噪声的部位进行消声隔振设计，避免产生噪声污染。

4系统选择与设计

4.1空调负荷计算

空调负荷计算是空调设计的基础。空调冷热负荷根据建筑自控电气所提条件计算。机柜室、电信机柜间、工程师室、UPS室空调冷负荷约为118"kW（含新风），冷指标为318"W/m2，空调热负荷约为66"kW（含新风），热指标为183"W/m2[2]。

4.2空调系统

在一次回风空调系统中，回风与新风在热湿处理设备前混合，适用于送风温差可取较大值时或室内散湿量较大时，且其具有设备简单，节省最初投资，可以实现全年多工况节能运行调节等优点。

4.3气流组织

气流组织的形式关系到空调房间的舒适性。考虑到上送上回的送回风口均在房间顶部，不需要在墙体和地面开口设置出风口。因此，空调气流组织采用上送上回的方式。

5设备选型及材料选择

（1）选择2台双冷源恒温恒湿空调机A74G-AHU-0001/A～B（1用1备）；空调新风由新风化学过滤机组A74G-CFU-0001处理。恒温恒湿空调机组采用双冷源，冷源一为厂区冷冻站提供的7/12"℃冷冻水；冷源二为机组自带直膨式热泵机组（环保冷媒）[3]。

（2）恒温恒湿空调控制系统由空调设备配套：恒温恒湿空调进、出风口处设置电动风阀。根据回风温、湿度传感器测的温、湿度来控制恒温恒湿空调机制冷、电加热、加湿等各功能部件的工作[4]，并应具有回风过滤器差压报警、无风状态报警、送风电机过载报警、加热超温报警、消防连锁控制、压缩机过载报警等功能，使空调房间保持在设定的温湿度范围内。

（3）新风入口处电动密闭阀与可燃、有害气体探测报警连锁，报警时将联动信号送至新风化学过滤机组自带电控箱，联动关闭电动密闭阀和新风化学过滤机组，并联动关闭电动密闭阀及排风机。报警解除后，手动开电动密闭阀、新风化学过滤机组及排风机，送风管、排风管进出外墙处设置抗爆阀，以确保建筑物外发生爆炸时自动关闭；冲击波过后自动复位，以保证室内正常通风[5]。

（4）UPS室设柜式分体空调，满足冬季或过渡季节室内电气设备运行对环境的要求。

（5）风管采用镀锌钢板制作。风管外部有一层30"mm难燃B1级闭孔橡塑材料进行保温。难燃B1级闭孔橡塑材料外部有一层0.5"mm铝板外覆，用于室外保温[6]。

（6）风机出口上微穿孔板结构形式为孔径0.8"mm，板厚0.8～1.0"mm，内壁面穿孔率为1%，外壁面穿孔率为3%，材质为镀锌钢板。

6污染物排放

6.1气体污染

新风入口处电动密闭阀与可燃、有害气体探测报警连锁。可以防止可燃有害气体进入室内。

6.2颗粒物污染

新风化学过滤机组A74G-CFU-0001由进风段、初效过滤段、二级化学过滤段、中效过滤段、风机段、出风段组成，可以有效减少颗粒物的排放。

6.3噪声污染

本工程为了减少噪声污染采用高效率、低噪声、低振动的空调、通风设备，采用吊装振动设备时采用减震吊杆。所有通风设备均选用低噪声产品，采用软管连接。在风机出口上和弯头处安装消声设备。

6.4热污染

设备运行和人员产生热量，可能导致周围环境温度升高，2台双冷源恒温恒湿空调机A74G-AHU-0001/A～B可以将热污染排除。

7结语

本文从防爆控制室的空调系统设计原则、冷热源与系统划分、系统的选择与设计、设备选型与材料选择、污染物排放5个方面探究了防爆控制室通风空调设计的过程。为防爆控制室的设计提供一个思路。防爆控制室空调设计不仅关乎安全和环境舒适度，更是一项关键的技术保障措施，直接影响生产运行的连续性和可靠性。

参考文献

[1]"胡添熠.中央空调群控系统设计与实现[D].武汉：武汉理工大学，2022.

[2]"杨琪.空调设计室外计算参数适用性及设计负荷修正方法[D].长沙：湖南大学，2022.

[3]"曹涛，徐鸿，马友才，等.某调度通信楼空调系统节能减碳改造设计实践[J].暖通空调，"2024，54（6）：59-64.

[4]"张宏刚.公共建筑装饰装修工程通风空调安装技术难点分析[J].居舍，2024（19）：62-65.

[5]"陆刚.空调控制系统节能设计探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2024（16）：190-192.

[6]"张洁.节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用浅析[J].建材发展导向，2024，22"（12）：130-132.