大空间工业厂房暖通空调设计与节能策略探究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 107 大空间工业厂房暖通空调设计与节能策略探究 曹 倩 中国联合工程有限公司，浙江 杭州 310052 摘要：摘要：随着科技的发展和工业化进程的加速，大空间工业厂房已经成为现代工业生产的重要载体。在满足生产需求的同时，大空间工业厂房的暖通空调系统设计和节能策略也日益关键。在保证工业生产效率的同时，如何创造一个舒适、健康、节能的生产环境，成为了众多企业和设计师关注的焦点。大空间工业厂房暖通空调设计作为其中至关重要的一环，不仅关系到生产人员的工作环境，还影响着产品质量、生产效率及企业的可持续发展。本文本文所提出的这些系统和策略不仅影响着员工的工作环境和生产效率，还对企业的经济成本和环境责任产生重要影响。关键词：关键词：大空间工业厂房；暖通空调设计；节能策略 中图分类号：中图分类号：TU767 本文本文旨在为读者提供一个全面的视角，了解大空间工业厂房暖通空调系统设计和节能策略的重要性。本文本文将探讨大空间工业厂房暖通空调系统的设计和节能策略，以降低能源消耗、减少运行成本，实现绿色环保和可持续发展的目标。1 大空间工业厂房暖通空调设计 1.1 确定冷热负荷 大空间工业厂房暖通空调设计的第一步是确定冷热负荷。冷热负荷是衡量一个建筑物在特定气候条件下保持舒适温度所需的能量。为了确定大空间工业厂房的冷热负荷，需要考虑以下几个方面：1.建筑外围护结构的热工性能：分析厂房的外墙、屋顶、地面和门窗等外围护结构的热工性能，以确定厂房在不同季节的传热损失。2.设备散热：评估厂房内生产设备、照明和其他电气设备的散热情况，确定设备散热对室内温度的影响1。3.内部人员散热：根据厂房内工作人员的数量、工作活动和服装特点等因素，估算人员的散热量。4.内部热源：考虑厂房内其他热源，如工艺过程、食堂、办公室等，评估其对室内温度的影响。5.温度和湿度要求：根据生产工艺要求，确定室内温度的适宜范围，以及湿度控制要求。6.室外设计参数：根据厂房所在地的气候条件，获取室外设计参数，如室外计算温度、相对湿度、风速等。7.冷热负荷计算：综合以上因素，采用相应的计算方法（如稳态法、负荷系数法、温差法等）计算厂房的冷热负荷。8.冷热负荷校核：根据实际生产过程中可能出现的特殊工况，对计算结果进行校核，确保设计满足实际需求。冷热负荷确定后，可以进一步进行暖通空调系统的设计，包括空调设备的选择、布置和运行方式的确定等2。1.2 选择合适的空调设备和供暖设备 选择合适的空调设备和供暖设备是暖通空调设计中的关键步骤。可以根据厂房的实际需求和条件，选择合适的空调设备类型，如空气处理单元（AHU）、风机盘管（FCU）、风冷热泵、水冷式冷水机组等。选择高能效比（EER）的空调设备，意味着设备在消耗单位电能时能产生更多的冷/热量。高能效比设备不仅可以降低运行成本，还有助于减少温室气体排放。除了高能效比之外，还应考虑设备的性能，如制冷/制热能力、噪声水平、可靠性等。选择性能优良的设备，可以确保厂房内的舒适环境和设备的正常运行。需要确保所选设备适用于厂房的特定环境和条件，如室内空间、室外气候、空气质量等。例如，在高温、高湿的环境中，应选择具有较好湿负荷能力的设备。需要选择易于维护和保养的设备，以便于设备的检查和维修。此外，应考虑设备的使用寿命和备件更换成本。选择节能和环保的空调设备，如采用高效制冷剂（如 R410A、R32 等）、具备能源回收功能的设备等。这有助于降低运行成本和减少对环境的影响3。在选择空调设备时，可以考虑品牌声誉、售后服务、价格等因素。选择知名品牌和具有良好售后服务的设备，可以确保设备的质量和运行稳定性。在选择空调设备时，应考虑与其他暖通空调系统的集成控制。例如，将空调设备与楼宇自动化系统（BAS）集成，可以实现对设备的集中管理和自动调节，提高系统的运行效率和节能效果。总之，在选择合适的中国科技期刊数据库 工业 A 108 空调设备与供暖设备时，应综合考虑设备的性能、适用性、节能环保、维护保养、价格和品牌等因素，以确保暖通空调系统的高效、稳定和节能运行4。1.3 空气循环与分布 空气循环与分布是暖通空调设计中的一个重要环节。合理的空气循环与分布可以有效地提高厂房内的舒适度和空气质量。空气流动方向对舒适度和空气质量有很大影响。通常情况下，空气应从厂房的顶部或侧面送入，然后从底部回风。这有助于确保空气在整个厂房内均匀分布，减少温度和湿度的波动。合适的空气速度可以确保厂房内的舒适度。通常，人员活动区域的空气速度应控制在 0.2-0.5m/s，以避免吹风和不适感。在设备区域，空气速度可以根据设备的散热需求进行调整。在设计空气循环与分布时，应确保空气在整个厂房内均匀分布。可以通过增加送风口数量、调整送风口和回风口的尺寸等方法来实现。在设计空气循环与分布时，应尽量避免气流短路现象。气流短路会导致部分区域的空气得不到有效循环，降低舒适度和空气质量。可以通过调整送风口和回风口的位置、增加导流板等方法来避免气流短路。根据工艺需要设置高效过滤器（如 HEPA）和紫外线消毒设备，以去除空气中的灰尘、细菌等污染物，提高空气质量。在设计空气循环与分布时，应考虑热舒适性5。可以通过设置可调节的风量、温度等参数，以满足不同区域的热舒适性需求。在设计空气循环与分布时，应注意噪音控制。选择低噪音的风机、设置消音器、合理布局等方法都可以降低噪音水平。总之，在设计空气循环与分布时，应综合考虑空气流动方向、速度、分布均匀性、防止气流短路、空气过滤器与净化、热舒适性和噪音控制等因素，以确保暖通空调系统的高效、稳定和舒适运行。1.4 考虑空气质量 在暖通空调设计中，考虑空气质量至关重要，因为它直接影响到员工的健康和工作效率。对于特殊场合及有一定洁净度要求的工艺场所，应设置高效过滤器（如 HEPA），以去除空气中的灰尘、细菌等污染物。高效过滤器可以有效提高空气质量，降低呼吸道疾病的发生率。在空气循环与分布系统中，可以设置紫外线消毒设备，以杀灭空气中的细菌、病毒等微生物。紫外线消毒可以有效提高空气质量，保护员工健康。适当的空气湿度有助于提高空气质量和舒适度。通常情况下，相对湿度应控制在 40%-60%的范围内6。可以使用加湿器和除湿器等设备来调节空气湿度。定期对暖通空调系统的过滤器、风口、管道等部件进行清洁和维护，以减少灰尘和细菌的积累，保持良好的空气质量。在厂房内，应尽量减少室内污染源，如化学品、油漆、粘合剂等。此外，应加强通风，以确保有害气体得到及时排放。在暖通空调系统中，可以安装空气质量监测设备，实时监测空气中的灰尘、细菌、二氧化碳等污染物的浓度。根据监测数据，可以调整暖通空调系统的运行参数，以提高空气质量。在厂房内布置绿化和室内植物，有助于提高空气质量。植物可以吸收空气中的有害物质，释放清新的氧气，改善室内环境。总之，在设计和运行暖通空调系统时，应综合考虑高效过滤器、紫外线消毒设备、空气湿度、清洁与维护、减少室内污染源、空气质量监测、绿化与室内植物等因素，以确保和提高空气质量。1.5 考虑安全因素 在暖通空调设计中，考虑安全因素至关重要，因为它直接关系到人员的生命安全和工业生产的稳定运行。在暖通空调系统的设计中，应充分考虑防火与防爆措施。选择具有防火和防爆功能的设备和材料，如阻燃的保温材料、防火阀等。此外，应确保系统满足相关防火和防爆规范和标准。在暖通空调系统的设计中，应确保电气设备的安全。选择符合安全标准的电气设备，如漏电保护器、短路保护器等。同时，应确保电气线路的布置和接线符合规范要求，以防止触电事故的发生。需要确保暖通空调设备的安全运行。选择具有良好安全记录的设备和品牌，设置设备防护罩、围栏等安全设施，以防止人员接触到设备运行过程中产生的高温、高压等危险部分。在工业厂房内，应设置足够的安全通风口和排烟口，确保在发生火灾、爆炸等事故时，有毒烟气能够迅速排出，降低人员伤亡和财产损失。制定暖通空调系统的应急预案，如火灾、爆炸、气体泄漏等事故的紧急处理程序。定期进行应急演练，提高员工的安全意识和应急处置能力。要对员工进行安全培训和宣传，提高员工对暖通空调系统安全风险的认识和防范意识。定期检查和更新安全规程，确保员工熟悉并遵守相关规定。总之，在设计和运行暖通空调系统时，应综合考虑防火与防爆、气体净化、电气安全、设备安全、安全通风、应急措施和安全培训与宣传等因素，以确保暖通空调系统的安全运行7。中国科技期刊数据库 工业 A 109 2 大空间工业厂房暖通空调设计中的节能策略 2.1 合理选择能源来源 合理选择能源来源是实现能源节约和高效利用的重要措施。可再生能源的利用有助于减少对化石能源的依赖，降低温室气体排放，改善环境质量。应当尽量选择能源效率高的能源，例如，天然气的热效率通常比煤炭高，因此更节能。另外，针对具体应用场景，选择合适的能源形式，例如，在需要高温热源的工业领域，可以选择天然气作为能源来源。在选择能源来源时，要确保其供应稳定可靠。例如，在天然气供应不足的地区，可以考虑使用煤炭、石油等替代能源。在选择能源来源时，要考虑其经济性，即能源价格、运行维护成本等因素。通常情况下，可再生能源设备的初期投资成本较高，但随着时间的推移，能源成本将逐渐降低，甚至可能低于传统能源。应当了解当地政府的能源政策，如补贴、税收优惠等，有助于降低能源项目的投资成本，提高项目的经济效益。在选择能源来源时，要避免过分依赖单一能源，以降低能源供应风险。通过多元化的能源组合，可以在一定程度上降低能源价格波动的影响。在选择能源来源时，要充分考虑其对环境的影响。选择低排放、低污染的能源形式，有助于实现可持续发展8。2.2 引入智能控制系统 引入智能控制系统对于提高建筑物的能源效率和管理水平具有重要意义。智能控制系统可以实现对建筑内部设备的自动调节和优化运行，从而降低能耗、提高舒适度。可以根据建筑物的规模、功能需求和预算，选择适合的智能控制系统。在设计智能控制系统时，要考虑系统的可扩展性、可靠性和安全性。合理划分系统层级，确保各个子系统之间的协同工作。需要选择高效节能、性能可靠的设备和传感器，确保智能控制系统的稳定运行。此外，考虑设备的通信协议和接口，确保与智能控制系统的兼容性。将智能控制系统与现有的安防、消防、停车场等系统进行集成，实现对建筑物的全方位管理和优化。通过智能控制系统对建筑物内的能耗、温度、湿度等参数进行实时监测，收集大量运行数据，为节能优化提供依据。要设计直观、易用的人机界面，方便用户查看建筑物的运行状态、修改设备参数和设置控制策略。为建筑物的管理人员和操作人员提供系统的培训，确保他们能够熟练操作智能控制系统。同时，编写详细的操作手册，以备日后查阅。定期对智能控制系统进行检查、维护和升级，确保系统处于良好工作状态，提高系统的运行效率。2.3 能源管理与监测 能源管理与监测是提高能源利用效率、降低能耗和减少碳排放的关键环节。通过建立能源管理系统，实现对建筑物内能源消耗的实时监测、数据分析和优化调整。可以在建筑物内安装各类传感器和计量设备，对水、电、气等能源消耗进行实时监测和数据采集。将收集到的能源数据进行整合、分析和处理，以了解建筑物的能耗状况、发现能源浪费环节，并为节能措施提供依据。根据能源数据分析结果，制定针对性的节能策略和措施，如优化设备运行参数、改进能源使用方式、调整能源结构等。将制定的节能策略付诸实践，对建筑物内的能源使用进行实时调整和优化。定期进行能源审计和评估，以检查能源管理措施的实施效果，并对能源管理策略进行调整和优化。将能源数据整理成报表，以图表、曲线等形式展示建筑物的能耗状况，方便管理者了解能源使用情况。加强员工的能源管理与监测意识培训，提高员工的节能行为，同时通过宣传和推广，提高全社会的能源管理意识。利用智能控制系统实现对建筑物内设备的自动调节和优化运行，降低能耗，提高能源利用效率。3 结语 综上所述，我我们希望通过本文本文的分享，能够帮助读者更好地理解和应用这些方法和策略，为大空间工业厂房创造一个健康、安全、节能和高效的生产环境。参考文献 1魏莎.混合现实技术在建筑室内设计专业教学中的应 以装饰材料与施工工艺课程为例J.湖南工业职业技术学院学报,2022,22(2):89-91.2潘玥.浅谈高职院校建筑装饰材料与施工工艺课程的改革J.才智,2022(27):60-63.3孙林.建筑装饰工程中的装饰施工收口技术应用研究 以上海民生证券办公楼装修项目为例J.智能建筑与工程机械,2022,4(5):25-27.4接传华.高端办公楼 A 级防火及快速拼装吊顶系统成 套 技 术 的 研 究 与 应 用 J.中 国 建 筑 装 饰 装修,2022(14):169-172.5王兆斌.装配式建筑外墙岩棉保温装饰一体板的应中国科技期刊数据库 工业 A 110 用探讨J.中国建筑装饰装修,2021(8):40-41.6王丽飒.室内设计中建筑装饰材料的应用评建筑装饰材料J.材料保护,2021,54(1):201.7刘飞.绿色施工技术在建筑装饰工程中的应用研究J.电脑爱好者(普及版)(电子刊),2021(6):4102-4103.8卢颖,李爽.浅谈 SI 住宅工业化内装体系在项目中的技术集成与应用J.装饰装修天地,2021(17):16-17.