在工業(yè)生產(chǎn)中,大型廠房面臨空間跨度大、設備熱源集中、人員 / 工藝對溫濕度敏感等挑戰(zhàn),廠房中央空調(diào)系統(tǒng)的合理設計直接影響生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。通利結合工程實踐,解析降溫除濕一體化方案的核心技術與實施要點,為制造業(yè)廠房環(huán)境控制提供專業(yè)參考。
(一)典型場景痛點
高溫高濕難題:機械加工、注塑車間等熱源密集區(qū)域,夏季室溫易超 35℃,濕度超過 70% RH,導致設備故障率升高、員工效率下降;
局部濕度失衡:電子、食品廠房對濕度波動敏感,濕度過低易產(chǎn)生靜電,過高則引發(fā)產(chǎn)品受潮變質(zhì);
氣流組織復雜:廠房層高 8-15 米、跨度超 50 米,傳統(tǒng)分體式空調(diào)難以實現(xiàn)均勻送風,易形成冷熱死角。
(二)工藝標準適配
根據(jù) GB 50019《工業(yè)建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》,不同行業(yè)對環(huán)境參數(shù)要求差異顯著:
行業(yè)類型 | 溫度控制范圍 | 濕度控制范圍 | 換氣次數(shù)要求 |
電子制造 | 22±2℃ | 45%-60%RH | ≥15 次 / 小時 |
機械加工 | 26-30℃ | ≤65%RH | ≥10 次 / 小時 |
食品加工 | 18-24℃ | 50%-65%RH | ≥20 次 / 小時 |
(一)系統(tǒng)性負荷計算
熱濕負荷測算:采用冷負荷系數(shù)法(CLF)計算圍護結構傳熱、設備散熱、人員負荷等顯熱 / 潛熱,結合廠房容積確定總送風量;
焓差分析:通過空氣處理焓濕圖(h-d 圖)規(guī)劃處理路徑,例如夏季工況需將室外 35℃/65% RH 空氣處理至 26℃/55% RH,需同時實現(xiàn)降溫 10℃與除濕 15g/kg。
(二)設備選型組合策略
針對大型廠房特點,推薦采用 "集中式主機 + 分布式末端" 的組合方案:
1. 中央處理主機
螺桿式冷水機組:單機制冷量 500-3000kW,適用于萬平米級廠房,能效比(COP)≥5.0,搭配變頻技術實現(xiàn)負荷動態(tài)調(diào)節(jié);
組合式空調(diào)機組(CAU):集成降溫段(表冷器)、除濕段(轉輪 / 冷凍除濕)、過濾段(G4 初效 + H11 中效),支持定制化空氣處理流程;
蒸發(fā)冷卻裝置:在西北干燥地區(qū)可作為預冷段,利用水蒸發(fā)吸熱降低新風負荷,節(jié)能率達 30% 以上。
2. 末端送風系統(tǒng)
旋流風口 + 風管:針對層高≥10 米廠房,采用射流送風技術,射程達 15-20 米,配合導流葉片實現(xiàn)垂直溫差≤3℃;
工業(yè)吊扇 + 微風系統(tǒng):在人員作業(yè)區(qū)增設低速吊扇(直徑 3-7 米),通過氣流擾動增強人體舒適度,可等效降低體感溫度 2-3℃。
(一)氣流組織優(yōu)化設計
CFD 模擬驗證:利用計算流體力學(CFD)軟件模擬廠房內(nèi)流場,避免頂部熱空氣滯留,確保工作區(qū)風速 0.3-0.5m/s(符合 GB 50736 室內(nèi)環(huán)境標準);
分區(qū)控制策略:按生產(chǎn)區(qū)域功能劃分空調(diào)子系統(tǒng),例如將高發(fā)熱設備區(qū)設定為 28℃/60% RH,辦公區(qū)設定為 24℃/55% RH,通過 DDC 控制器實現(xiàn)差異化送風。
(二)除濕技術方案比選
除濕方式 | 適用濕度范圍 | 能耗水平 | 投資成本 | 典型應用場景 |
冷凍除濕 | 50%-90%RH | 中(電耗 0.8-1.2kWh/kg 水) | 低 | 常規(guī)工業(yè)廠房 |
轉輪除濕 | 10%-50%RH | 高(電耗 1.5-2.5kWh/kg 水) | 高 | 電子 / 醫(yī)藥潔凈廠房 |
溶液除濕 | 40%-80%RH | 中(結合廢熱回收) | 中 | 有熱源回收場景 |
注:建議在夏季濕度≥70% RH 地區(qū)優(yōu)先采用冷凍除濕 + 轉輪輔助模式,冬季切換為新風加熱 + 濕度補償。
(三)節(jié)能與智能控制
群控系統(tǒng)集成:通過 BA(建筑自動化)系統(tǒng)聯(lián)動冷水機組、水泵、冷卻塔,根據(jù)負荷率自動調(diào)整運行臺數(shù),部分負荷能效比(IPLV)提升 20%;
溫濕度傳感器布局:每 500㎡廠房面積設置 1 組監(jiān)測點,采用 RS485 總線組網(wǎng),實時反饋數(shù)據(jù)至中央控制器,實現(xiàn)送風參數(shù)動態(tài)修正。
(一)管道與設備安裝規(guī)范
冷媒管道施工:DN50 以上管道采用無縫鋼管焊接,氮氣保護焊避免內(nèi)壁氧化,保壓測試壓力為工作壓力 1.5 倍(R410A 系統(tǒng)不低于 4.0MPa);
風管安裝要求:矩形風管邊長>1250mm 時采用角鋼法蘭連接,漏風量測試符合 GB 50243 中低壓系統(tǒng)標準(≤0.1056m3/(m2?h))。
(二)調(diào)試驗收重點
聯(lián)合試運行:連續(xù)運行 48 小時,記錄各區(qū)域溫濕度波動(溫度偏差≤±1℃,濕度偏差≤±5% RH);
能效測試:測算系統(tǒng)綜合能效比(SEER),對比設計值偏差不超過 5%,年運行能耗低于設計指標 10% 以上。
周期性保養(yǎng):每季度清洗空氣過濾器(壓降超過初阻力 1.5 倍時更換),每年對表冷器進行化學清洗(垢厚>0.5mm 時效率下降 15%);
故障預警機制:通過物聯(lián)網(wǎng)(IoT)平臺監(jiān)測壓縮機電流、風壓差等參數(shù),異常波動超 10% 時自動報警,減少停機損失。
大型廠房廠房中央空調(diào)系統(tǒng)的核心價值在于實現(xiàn)降溫除濕的精準協(xié)同,其方案設計需兼顧工藝需求、能效標準與投資成本。通過系統(tǒng)性負荷計算、設備組合優(yōu)化及智能控制集成,可有效解決廠房環(huán)境控制難題,為工業(yè)生產(chǎn)提供穩(wěn)定可靠的環(huán)境保障。