1、工厂空调设计的特点

工厂空调节能设计主要应从以下三个方面人手;

1)由于工厂空调通常是为生产工艺所需而设，而不是以人员舒适性为目的，所以要详细了解生产工艺对厂房环境的具体要求及环境参数的变化对生产的影响，从而与工艺人员共同确定出既满足工艺要求又利于降低能耗的室内环境参数。

2) 根据工艺生产特点及空调负荷特性，确定合理的空调方案，在满足工艺需求的前提下尽可能减少空调系统能耗。

3)针对选定的空调系统，根据其运行特性，确定适宜的系统控制方案，确保空调系统节能运行。上述第一、二项与各个行业的特点、工艺要求密切相关，是工厂空调能否节能的基础。本文通过对某薄膜厂房空调设计实例分析，从工程设计角度探讨工厂空调系统在室内参数设计方案确定等方面的具体节能措施，希望起到抛砖引玉的作用，引起更多同仁对工厂空调节能设计的重视。

2、薄膜生产厂房空调负荷分析

2.1 薄膜生产过程简介

改革开放以来，我国引进了多条欧洲和日本的薄膜生产线，各地建设了许多薄膜生产工厂，主要生产 BOPP塑料薄膜。常用的 BOPP 薄膜包括普通型双向拉伸聚丙烯薄膜、热封型双向拉伸聚丙烯薄膜、香烟包装膜、双向拉伸聚丙烯珠光膜、双向拉伸聚丙烯金属化膜、消光膜等。各种薄膜作为包装材料广泛应用于工业生产和日常生活中。双向拉伸聚丙烯薄膜的生产是将高分子聚丙烯的颗粒状熔体首先通过狭长机头挤压制成片材或厚膜，然后在专用的拉伸机内，在一定的温度和设定的速度下，同时或分步在垂直的两个方向(纵向、横向)上进行拉伸并经过适当的冷却或热处理或特殊的加工(如电晕、涂覆等)制成薄膜，然后通过收卷机收卷、分切后包装为成品。

2.2厂房空调负荷特性

由于薄膜生产会产生大量的余热，为消除余热，保证适宜的生产、工作环境，需设置以降温为主要目的的空调系统。薄膜生产厂房中用于空调的能耗通常占全厂能耗的 1/3 左右。一些薄膜生产厂家为降低能耗关闭了空调系统，使得生产厂房的温、湿度得不到有效控制，致使产品的质量受到影响，工人的生产环境恶化，机电设备使用寿命缩短如何控制室内的温、湿度，使之既满足生产要求又消耗较少的能源，成为业主和设计人员共同关注的重要问题。

2.3 厂房设计参数

薄膜生产厂房室内环境参数见表 1。

2.4厂房空调冷负荷组成

由于薄膜生产散热量很大，排除余热是空调设计的关键所在。空调负荷计算的重点是夏季的冷负荷。

从挤出到收卷工序，每条薄膜生产线生产过程的总散热量约为1500~2 000 kw其中挤出和铸片区散热量高达 1000 kw 左右，挤出区的单位面积热指标高达1000w/m%。引进不同国家的生产线各功能区域的散热量见表 2。

与民用建筑不同，对于薄膜生产广房而言，用于消除上述生产过程产生的余热的空调冷负荷(此部分冷负荷一年四季基本恒定)约占房间冷负荷的80%左右。其他负荷(围护结构、灯光和人员)则占较小的份额。

另外，由于工艺生产过程中需要大量排风，空调总负荷中用于风平衡的补风导致新风负荷占相当大的比例。

3、空调节能设计方案

31确定适宜的室内设计参数

生产线供应商要求夏季室内温度不超过 28C，若按照此设计条件计算，空调系统所需的制冷量很大，从而导致消除余热的能耗较大、生产成本较高，业主难以接受。

空调方案的节能性首先体现在确定适宜的室内温、湿度，使之既满足生产的要求又可以尽量少地消耗能源。针对薄膜生产厂房各区域的功能不同空调系统服务对象的不同可以分别设定各功能区域的室内参数。

由于生产线上挤出机所在区域单位面积散热量非常大，且无人值守，故设计该区域温度不超过40℃，以保证设备正常工作。而对车间其他部分考虑到我国的国情和现行的国家规范，根据《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1-2002)第 49 条规定“车间内工作地点的夏季空气温度，应按车间内外温差计算，其室内外温差的极限，根据各地夏季通风室外计算温度确定”。根据各地区的室外空气参数，薄膜车间其他工作区域夏季室内温度一般可设定为32~34℃。

3.2 经济、合理地确定空调面积

按生产线供应商提供的设计要求，整个薄膜生产区域均需设置空调，考虑到业主节约资金和降低成本的要求，设计中根据具体情况，在保证正常生产的前提下，适当减小空调面积，也可以达到降低空调能耗的日的。

1)在薄膜生产拉伸机及之前区域，工作人员很少，所以可将该部分的全面空调改为局部空调即仅在拉伸区巡视通道设置空调。

2)分切区的工作人员较多，为满足人员舒适性要求，应设置全面空调。

3)膜生产的设备需大量使用电动机、尤其是异步电动机作为原动力。这些电动机功率高、发热量大，如不对其工作环境进行降温处理，电动机将因散热困难导致功率降低并会影响使用寿命;尤其在高海拔地区，由于空气稀薄致使问题更加严重。云南地区的某薄膜厂就因为为降低生产成本不启用空调系统，其挤出机电动机使用不到3 年就被迫更换。为了延长电动机的使用寿命，可以仅对挤出机的电动机送空调风散热，而不必对整个区域送风降温。

3.3 合理运用自然通风

薄膜厂房原料供给区域设备较高，厂房高度较其他区域高出近 10 m，呈烟状。在此处设置自然排风，以便将薄膜厂房挤出机区域的余热排除。以上节能设计方案的采用，既满足了最基本的室内环境要求，又可以使空调能耗大幅度下降，在生产环境要求和相应的能源消耗之间达到了较好的平衡，得到业主和工艺设计人员的认可。

4、工程实例

4.1工程概况

本工程为 BOPP 薄膜生产厂，地处我国中原地区，厂房建筑面积12 332㎡，其中空调面积6894㎡。厂房包括薄膜生产区域、变配电站、冷冻站、原料成品库等。工艺流程为原料供应混合一挤出、铸片一纵拉一横拉牵片一收卷一分切包装成品。

4.2室内设计参数及空调系统划分(见表3)

4.3空调方案及空气处理过程针对不同的生产工艺要求及特点，本工程采用不同的空调方案和空气处理过程。

对于有大量散热同时又有大量排风的拉伸区域，考虑热平衡和风平衡，设置组合式全新风空调机组(服务于巡回通道)和机械通风系统。夏季室外空气经过冷却降温后送入室内，以消除室内的热负荷，维持室温在要求的范围内。冬季进风不必加热升温。

分切区域操作人员较多，生产设备散热量不大。空调系统采用一次回风全空气空调系统。室外空气与室内的回风混合过滤，夏季经过冷却降温、冬季经过加热后送入室内，维持室温在要求的范围内。

以AC-3和AC-4，AC-5 系统为例，空调系统流程见图1，2。

若按照生产线供应商提出的室内参数及空调区域要求设计相应的空调系统，经计算所需制冷量为1850 kw。本工程从满足工艺要求和节约能源的原则出发，确定了适宜的室内参数和合理的空调方案，使空调的耗冷量降至 936 W。同时由于空调冷源及末端设备容量的减少，使得空调设备总用电负荷降低约 60%。

系统多年来的运行实践显示，上述方案完全满足业主的生产要求。

5、结语

行业不同，空调系统的节能设计具体措施各异，只要把握住生产要求、工艺特点，就能够设计出好的空调方案。空调节能设计必须以满足生产工艺要求为前提，所以在确定室内温湿度等环境参数时，要充分了解空调系统服务对象的使用特点，进而选择适宜的空调方案。特别是当工艺技术条件是由发达国家的供应商提供时，要正确分析其相对较高的环境要求是针对人员舒适性还是工艺要求适合我国国情与否。同时，我们应做到知己知彼方不会唯节能而节能。