1、工程概況

該工程位于我國(guó)東部地區(qū)，廠房?jī)?nèi)已有兩條聚酯薄膜生產(chǎn)裝置，根據(jù)對(duì)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)和分析，為適應(yīng)市場(chǎng)需求，決定建一套電容型聚酯薄膜生產(chǎn)裝置。

主廠房只包括薄膜生產(chǎn)區(qū)域及變配電室，其他公用工程站房均為獨(dú)立建筑。主廠房總建筑面積6100㎡，其中空調(diào)面積2000㎡。鑄模、縱拉區(qū)域吊頂標(biāo)高2.8m；牽引、分切區(qū)域?qū)痈?.7m，走道部分吊頂標(biāo)高4.0m。設(shè)備區(qū)域考慮設(shè)備維修設(shè)有行吊軌道，無(wú)法進(jìn)行建筑吊頂，造成空調(diào)空間很大，從節(jié)能角度出發(fā)，在設(shè)備和吊軌之間3.5m標(biāo)高處拉了一個(gè)薄膜簾子作為吊頂，不僅降低了空調(diào)區(qū)高度，減少了潔凈區(qū)域的體積，也不影響檢修。潔凈區(qū)域的內(nèi)墻面采用不銹鋼墻裙、硅酸鈣板內(nèi)墻面。

薄膜生產(chǎn)裝置是以切片、母粒切片為原料，經(jīng)切片輸送及結(jié)晶干燥、擠壓熔融、鑄膜、縱拉、橫拉、牽引、收卷、分切后包裝為成品的裝置。主要工序包括：切片輸送一混料一結(jié)晶干燥一擠壓熔融一鑄膜一縱拉一橫拉一牽引一收卷一分切。

2、空調(diào)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

薄膜工廠的空調(diào)是為滿足生產(chǎn)工藝要求而設(shè)計(jì)的，廠房潔凈度要求及室內(nèi)參數(shù)由工藝專業(yè)確定。室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)及潔凈度要求見(jiàn)表1。

3、空調(diào)系統(tǒng)

3.1.空調(diào)機(jī)組的配置

根據(jù)薄膜生產(chǎn)線的布置，設(shè)置兩套全自動(dòng)組合式帶一次回風(fēng)的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。室外空氣與室內(nèi)回風(fēng)混合后過(guò)濾，夏季經(jīng)過(guò)冷卻降溫、冬季經(jīng)過(guò)加熱后送人室內(nèi)，維持室內(nèi)溫濕度在要求的范圍內(nèi)?？照{(diào)機(jī)組由回風(fēng)機(jī)段、排風(fēng)段、新風(fēng)段、粗效過(guò)濾段、一次加熱段、噴淋段、表冷段、二次加熱段、送風(fēng)機(jī)段、中效過(guò)濾段、亞高效過(guò)濾段等組成；其中送、回風(fēng)機(jī)均采用變頻調(diào)速控制。潔凈車間人口設(shè)置風(fēng)淋室。高效過(guò)濾器設(shè)置在送風(fēng)系統(tǒng)末端?？照{(diào)系統(tǒng)劃分見(jiàn)表2。

3.2.風(fēng)量確定

為保證車間區(qū)域的空氣潔凈度等級(jí)，潔凈室的送風(fēng)量是通過(guò)換氣次數(shù)計(jì)算得出的。根據(jù)GB50073－－2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，空氣潔凈度等級(jí)為7級(jí)時(shí)，換氣次數(shù)為15～25ｈ^-1，設(shè)計(jì)取值為20ｈ-1；空氣潔凈度等級(jí)為6級(jí)時(shí)，換氣次數(shù)為50～60ｈ^-1，設(shè)計(jì)取值為55ｈ^-1。

因?yàn)橛袧崈舳纫?，薄膜廠房?jī)?nèi)需保持正壓，送風(fēng)量必須大于回風(fēng)量與排風(fēng)量之和。不同等級(jí)的潔凈區(qū)以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差不小于5Pa，潔凈區(qū)與室外的壓差不小于10Pa。

薄膜廠房特別是拉伸區(qū)域設(shè)備排風(fēng)量很大，為37440m3／ｈ，而且排風(fēng)溫度高。另外烘箱上方設(shè)備散熱量很大，為了通風(fēng)降溫，采用通風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排風(fēng)，排風(fēng)量為32040m3／ｈ。這部分排風(fēng)如果全部用空調(diào)新風(fēng)來(lái)補(bǔ)充，能耗較大。從節(jié)約能源角度出發(fā)，只對(duì)有溫度要求的設(shè)備區(qū)送入空調(diào)風(fēng)，走道及烘箱上方的巡檢通道設(shè)置局部送風(fēng)口進(jìn)行局部降溫。其余不足的風(fēng)量由2臺(tái)送風(fēng)機(jī)將室外新風(fēng)送人設(shè)備上方進(jìn)行補(bǔ)充，送風(fēng)量為15360m3／ｈ，既降低了烘箱上方的溫度，又保證了風(fēng)量平衡；收卷、分切區(qū)、包裝區(qū)域設(shè)備排風(fēng)量很小，絕大部分室內(nèi)風(fēng)都可以回用。車間的風(fēng)量平衡見(jiàn)圖1。

3.3.廠房空調(diào)負(fù)荷計(jì)算

與民用建筑不同，因?yàn)橛袧崈舳纫?，薄膜生產(chǎn)廠房一般都是沒(méi)有外窗的密閉廠房，圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷較小。用于消除生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的余熱的空調(diào)冷負(fù)荷（此部分負(fù)荷一年四季基本恒定）很大，約占房間冷負(fù)荷的80％左右。另外，由于工藝生產(chǎn)過(guò)程中需要大量排風(fēng)，空調(diào)總負(fù)荷中用于風(fēng)平衡的補(bǔ)風(fēng)所導(dǎo)致的新風(fēng)負(fù)荷占相當(dāng)大的比例。

空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵是要確定送風(fēng)溫度，因?yàn)楸∧どa(chǎn)設(shè)備散熱量很大，計(jì)算室內(nèi)負(fù)荷時(shí)，關(guān)鍵是要計(jì)算設(shè)備散熱負(fù)荷。

3.4.空調(diào)機(jī)組的節(jié)能自動(dòng)控制

薄膜廠房的潔凈度要求較高，為保證車間的潔凈度要求，車間內(nèi)需保持正壓。出于安全性考慮，空調(diào)系統(tǒng)采用了定風(fēng)量系統(tǒng)，考慮到系統(tǒng)的阻力變化會(huì)影響風(fēng)量等其他因素，風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速來(lái)恒定風(fēng)量。根據(jù)安裝在送風(fēng)主管上的動(dòng)壓傳感器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)變頻器改變轉(zhuǎn)速，在末端阻力變化時(shí)保持送風(fēng)量恒定，并最大限度地避免風(fēng)壓過(guò)大造成能量浪費(fèi)，減少運(yùn)行能耗。

空調(diào)機(jī)組設(shè)有混風(fēng)控制系統(tǒng)，通過(guò)新、回風(fēng)溫濕度的檢測(cè)和比焓計(jì)算并與設(shè)定的比焓進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)比焓控制，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)新、回、排風(fēng)比例，盡可能多地利用回風(fēng)和新風(fēng)的能量，在過(guò)渡季甚至可以利用全新風(fēng)供冷，最大限度節(jié)約能源。

送風(fēng)主管上設(shè)有溫濕度傳感器，根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)表冷器閥門及加熱器蒸汽調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，空調(diào)機(jī)組內(nèi)的過(guò)濾器及末端高效過(guò)濾器均設(shè)置壓差報(bào)警裝置，以保證及時(shí)更換過(guò)濾網(wǎng)。降低管道阻力。

空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)機(jī)及排風(fēng)機(jī)與防火閥聯(lián)鎖，當(dāng)風(fēng)管內(nèi)空氣溫度達(dá)到70℃時(shí)，防火閥自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)切斷送、排風(fēng)機(jī)電源，并將信號(hào)送至消防控制室。另外，當(dāng)消防控制室檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)時(shí)，也可以遠(yuǎn)距離切斷送、排風(fēng)機(jī)電源。同時(shí)，送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)的啟閉設(shè)置了聯(lián)鎖。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)先啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)，再啟動(dòng)回風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)；關(guān)閉時(shí)順序相反?？照{(diào)流程圖見(jiàn)圖2。

3.5.氣流組織

潔凈區(qū)采用上送風(fēng)、下側(cè)回風(fēng)的氣流組織形式?？照{(diào)送風(fēng)總管布置于吊頂內(nèi)，通過(guò)高效過(guò)濾器風(fēng)口送至車間通道及潔凈小室，上送風(fēng)口與吊頂平齊；潔凈小室與通道采用簾子分隔，小室內(nèi)壓力高于通道，小室的回風(fēng)通過(guò)正壓滲透到通道，回風(fēng)口設(shè)于車間潔凈通道下側(cè)，通過(guò)回風(fēng)支管進(jìn)入吊頂內(nèi)的回風(fēng)總管；現(xiàn)場(chǎng)崗位送風(fēng)管從吊頂引下。送風(fēng)口采用帶擴(kuò)散板的高效過(guò)濾器風(fēng)口，送風(fēng)風(fēng)速0.69m／s；回風(fēng)口均采用雙層百葉風(fēng)口，回風(fēng)速度2.0m／s。在牽引、分切等潔凈小室內(nèi)，潔凈度要求高，換氣次數(shù)要求大，溫度要求反而不高。在保證新風(fēng)量和潔凈室壓差的條件下，為了節(jié)約能源，部分潔凈區(qū)空氣不送回空調(diào)機(jī)房而直接循環(huán)使用。潔凈區(qū)回風(fēng)通過(guò)設(shè)在吊頂?shù)陌偃~風(fēng)口進(jìn)入回風(fēng)靜壓箱，再由風(fēng)機(jī)過(guò)濾單元（FFU）送人室內(nèi)，如圖3所示。

4、薄膜廠房設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的問(wèn)題

薄膜廠房?jī)?nèi)一般都設(shè)有地下室，分切機(jī)底部設(shè)有設(shè)備檢修用的地坑，為了防止地下室的產(chǎn)塵對(duì)潔凈區(qū)的潔凈度產(chǎn)生影響，地上潔凈區(qū)域應(yīng)保證相對(duì)地下室為10Pa正壓。在調(diào)節(jié)地下室風(fēng)量平衡時(shí)，要考慮因?yàn)樵O(shè)備上下連通，由設(shè)備帶入或帶出地下室的風(fēng)量。對(duì)于有設(shè)備排風(fēng)的地下室，特別是設(shè)備排風(fēng)量大的地下室，最好單獨(dú)設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)補(bǔ)充室外新風(fēng)，降低地下室的負(fù)壓值，減少地上潔凈區(qū)經(jīng)過(guò)處理的空氣泄漏到地下室，節(jié)約能量。

設(shè)備排風(fēng)中有些設(shè)備排風(fēng)機(jī)不同時(shí)開(kāi)啟，特別是排除有害氣體的風(fēng)機(jī)。排風(fēng)量的不同會(huì)對(duì)室內(nèi)的壓力產(chǎn)生影響，因此必須將不連續(xù)運(yùn)行設(shè)備的排風(fēng)機(jī)與相對(duì)應(yīng)的回風(fēng)支管上的電動(dòng)閥聯(lián)鎖，以維持室內(nèi)壓力恒定。

廠房?jī)?nèi)不同等級(jí)的潔凈區(qū)以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差在滿足潔凈度要求的前提下不要太大，以免高等級(jí)潔凈區(qū)域內(nèi)風(fēng)量偏大，增加空調(diào)能耗，提高運(yùn)行成本。

薄膜廠房?jī)?nèi)的溫濕度要求是由設(shè)備制造商提供的，而且給出的設(shè)計(jì)參數(shù)要求是一個(gè)范圍，設(shè)計(jì)時(shí)必須弄清楚這個(gè)范圍的具體含義以及環(huán)境參數(shù)的變化對(duì)生產(chǎn)的影響。一般薄膜廠房除了收卷、分切局部Ⅸ域需要考慮工藝要求外，其他區(qū)域主要是考慮人員舒適性。應(yīng)在滿足工藝要求的前提下盡可能減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗。