導(dǎo)語：機械工業(yè)廠房恒溫室設(shè)計方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:介紹了機械工業(yè)廠房恒溫室設(shè)計要點，總結(jié)了恒溫室設(shè)計過程中需要注意的問題，重點論述了冷負荷對恒溫室設(shè)計的影響，并提出了解決該影響的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞:恒溫室;孔板送風;熱惰性指標;冷負荷;空調(diào)隔間

近年來，隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級、更新，市場對機械工業(yè)產(chǎn)品的加工水平有了更高的要求。在一般的室溫環(huán)境下進行產(chǎn)品的研發(fā)、加工、裝配和測量，已經(jīng)不能滿足一些產(chǎn)品的生產(chǎn)或檢測要求，這就產(chǎn)生了建設(shè)高精度工藝性空調(diào)檢測、裝配車間的需要，而設(shè)置滿足工藝要求的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)是該類恒溫室建設(shè)中的重點環(huán)節(jié)，也是難點環(huán)節(jié)。下面以一個新建恒溫測量室的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計為例進行介紹。

1工程概況

該工程為廈門市某機械工業(yè)廠房軸承清洗區(qū)的一間恒溫室設(shè)計，具體設(shè)計參數(shù)要求如下：房間吊頂完成面凈高為3．5m，房間凈尺寸為4m×4m；房間要求溫度為20℃，波動幅度為±0．3℃；相對濕度為40％～60％，波動幅度為±5％；0．1～2．0m高度內(nèi)同一水平面溫度變化率不超過0．3℃／h，豎直方向溫度梯度無要求。

2常規(guī)要求

由于恒溫室要求溫度波動幅度為±0．3℃，不可設(shè)置外墻，雖然大車間內(nèi)有舒適性空調(diào)，但與該恒溫室的溫差大于3℃，因此恒溫室的隔墻應(yīng)設(shè)保溫層。圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)及最小熱惰性指標要求如表1所示。設(shè)計時應(yīng)重點關(guān)注熱惰性指標D，恒溫室圍護結(jié)構(gòu)的熱惰性指標D是體現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)溫度衰減倍數(shù)和延遲時間的量綱一量，D＝熱阻×蓄熱系數(shù)。D越大，圍護結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性就越好，越有利于減少恒溫室的溫度波動。

3冷負荷的影響

3．1空調(diào)負荷的計算?？照{(diào)房間的全年負荷及顯熱負荷由負荷計算軟件計算所得，在此不展開敘述。3．2送風溫差及氣流組織基于恒溫室的基準溫度及室內(nèi)熱濕比情況，將送風溫差設(shè)定為3℃，氣流組織按全面孔板上送風、下回風設(shè)計，工作區(qū)風速為0．20～0．25m／s。設(shè)計時需要進行全面孔板的設(shè)計計算，具體的計算步驟如下：1）確定孔板送風風速vs；2）根據(jù)房間的顯熱冷負荷Q和送風溫差，計算送風量Ls；3）根據(jù)送風風速vs和送風量Ls，計算孔口總面積fk及凈孔面積比r；4）確定孔口中心距l(xiāng)和孔口數(shù)目n；5）校核工作區(qū)的最大風速vx，并使其不大于工作區(qū)的允許風速；6）校核工作區(qū)最大軸心溫差Δtx，并使該值不大于室溫允許波動范圍；7）確定穩(wěn)壓層高度hw［2］。以上設(shè)計步驟看上去一目了然，清晰明確，但該工程在進行全面孔板的設(shè)計計算時恰恰出現(xiàn)了問題，問題出現(xiàn)在第5）步，無論如何按常規(guī)規(guī)格調(diào)整孔口直徑（4～10mm），都無法得到合適的工作區(qū)風速，計算所得的工作區(qū)風速始終超過允許風速（0．20～0．25m／s）。這表明計算的工作區(qū)最大軸心溫差Δtx的結(jié)果會大于室溫允許波動范圍，無法滿足設(shè)計要求。那么問題究竟出在哪里呢？為了得到合適的工作區(qū)最大軸心溫差Δtx，筆者按上述步驟進行了逆向校核計算，具體做法如下：1）假設(shè)工作區(qū)的最大風速vx滿足設(shè)計要求，vx＝0．25m／s；2）選取合適的孔口直徑ds＝8mm，確定孔板送風出口風速vs；3）根據(jù)vx和vs計算出凈孔面積比r及孔口總面積fk；4）根據(jù)孔口總面積fk計算出送風量Ls；5）根據(jù)送風量Ls和送風溫差計算出房間的顯熱負荷Q′。將計算得到的顯熱負荷Q′與原來由軟件計算所得的顯熱負荷Q進行比較，發(fā)現(xiàn)Q′比Q小了許多，由此可見對于溫度波動要求高的空調(diào)區(qū)域，空調(diào)負荷是受限的。為了得到合適的溫度場及速度場，要根據(jù)工作區(qū)的允許風速調(diào)整空調(diào)冷負荷，改進圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造方式，使得空調(diào)冷負荷滿足校核計算所需要得到的結(jié)果。為了將房間的顯熱負荷調(diào)整到需要的數(shù)值，需要先分析該房間顯熱負荷的組成，該工程的房間顯熱負荷Q主要由以下幾部分組成：1）通過圍護結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量Q1；2）工藝設(shè)備的散熱量Q2；3）照明散熱量Q3；4）人體散熱量（顯熱）Q4；5）室內(nèi)沒有正壓時，滲透空氣帶入室內(nèi)的顯熱量Q5。以上各項中，第2）～4）項的值基本不可調(diào)整，第5）項可以通過設(shè)置新風系統(tǒng)和緩沖間來消除其影響，所以可以減少顯熱負荷的途徑只有第1）項。該項目逆向校核計算得到的顯熱負荷Q′＝727W，其中業(yè)主提供的工藝設(shè)備散熱數(shù)據(jù)Q2＝75W，照明負荷計算值Q3＝71W，人體散熱計算值Q4＝188W，滲透空氣帶入室內(nèi)的顯熱量計算值Q5＝0。由此可以推斷出圍護結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量最大限值Q1＝393W。而圍護結(jié)構(gòu)負荷由樓板負荷Q1－1、內(nèi)墻負荷Q1－2、頂棚負荷Q1－3組成。其中，樓板如不采用保溫措施，按鋼筋混凝土樓面計算，傳熱系數(shù)取K＝2．72W／（m2•℃），其負荷已經(jīng)高達300W。因此按保溫樓板重新試算，K值降低至表1中的限值之下（K＝0．69W／（m2•℃）），負荷Q1－1＝77W。計算內(nèi)墻負荷時，傳熱系數(shù)K按表1的限值K＝0．7W／（m2•℃）計算，得到內(nèi)墻負荷Q1－2＝332W；計算頂棚負荷時，傳熱系數(shù)按表1的限值K＝0．5W／（m2•℃），D＝4計算，得到頂棚負荷Q1－3＝118W。三者相加得到的Q1＝77W＋332W＋118W＝527W＞393W，不能滿足要求，圍護結(jié)構(gòu)還需進行改進。由此提出設(shè)置空調(diào)隔間的方案，空調(diào)隔間設(shè)計溫度取20℃，與恒溫間無溫差傳熱，恒溫間內(nèi)墻無傳熱。這樣處理之后Q1＝77W＋118W＝195W＜393W，顯熱負荷滿足要求，工作區(qū)的最大風速及工作區(qū)最大軸心溫差均滿足要求。具體做法如圖1～3所示。

4結(jié)論

1）高精度空調(diào)恒溫室（波動幅度為±0．5℃以下）設(shè)計計算冷負荷時應(yīng)重點考慮圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K及熱惰性指標D?？刹捎媚嫦蛐：擞嬎惴ㄏ人愠隼湄摵傻淖畲笙拗?，進而采取措施減少冷負荷。該工程中設(shè)置的空調(diào)隔間及緩沖前室就是為了減少進入恒溫室的傳熱量而采取的有效措施，空調(diào)隔間及緩沖前室的存在隔絕了周邊環(huán)境對恒溫間的影響，形式簡單、施工方便、效果明顯。2）高精度空調(diào)恒溫室建立合理氣流組織是保證溫度波動幅度的重要措施，不可以簡單地認為一味地增大房間換氣次數(shù)就可以保證恒溫狀態(tài)。恰恰相反，盲目地增加換氣次數(shù)，導(dǎo)致工作區(qū)風速過大，溫度波動幅度無法保證，只有盡量減少恒溫室的空調(diào)冷負荷，減少恒溫室的送風量，形成合理的速度場和溫度場，才是減小溫度波動幅度的有效途徑。3）高精度空調(diào)恒溫室是精細化的工程，需要設(shè)計師在設(shè)計過程中對各項指標進行詳細計算和反復(fù)推敲，同時也要關(guān)注建筑、電氣等相關(guān)專業(yè)的參數(shù)對空調(diào)系統(tǒng)的影響，兼顧施工過程可能遇到的難點，方能使項目達到預(yù)期的效果。

參考文獻：

［1］許居鵷．機械工業(yè)采暖通風與空調(diào)用設(shè)計手冊［M］．上海：同濟大學出版社，2007：683687，731-733

［2］陸耀慶．實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊［M］．2版．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008：1905-1911

作者:金漣漪 單位:中機第一設(shè)計研究院有限公司廈門分公司