化工廠(chǎng)房暖通空調系統的節能設計
發(fā)布時(shí)間:
2023-10-12 08:49
暖通空調系統主要是由空調、采暖和通風(fēng)設備組成,是化學(xué)工業(yè)廠(chǎng)房中較為重要的組成部分。暖通空調系統直接關(guān)系到室內空氣環(huán)境和溫度的狀態(tài), 因此要基于節能設計理念下, 在暖通空調實(shí)際設計的過(guò)程中確保其滿(mǎn)足工業(yè)廠(chǎng)房的建設需求和生產(chǎn)條件。在節能減排的發(fā)展趨勢下, 傳統暖通空調系 統的高耗能特性已經(jīng)難以符合當代的時(shí)代發(fā)展和社會(huì )環(huán)境要求。因此,工業(yè)廠(chǎng)房, 特別是化學(xué)工業(yè)廠(chǎng)房的暖通空調設計, 要將節能設計作為核心, 充分貫徹落實(shí)節能理念, 通過(guò)對暖通空調設計各個(gè)環(huán)節的優(yōu)化真正實(shí)現技能減排,為其他工業(yè)廠(chǎng)房的空調、供暖和通風(fēng)節能設計提供成功思路。
1 暖通空調設計中節能設計的原則
1 . 1 可節能原則
資源是確保人類(lèi)生存的基礎和前提。以往部分地區和企業(yè)在發(fā)展建設的同時(shí)忽略了對資源、 能源的保護, 從而導致資源和能源日 漸匱乏, 生態(tài)環(huán)境也越來(lái)越差, 為人們的生產(chǎn)生活質(zhì)量帶來(lái)了較大的威脅和安全隱患。因此, 在基于節能設計理念下, 對化工工業(yè)廠(chǎng)房暖通空調系統實(shí)際設計的過(guò)程中, 要充分貫徹落實(shí)可節能原則, 最大程度上實(shí)現對資源和能源的保護,在促進(jìn)當地經(jīng)濟發(fā)展的同時(shí), 能夠實(shí)現節能的目 標,實(shí)現生態(tài)環(huán)境的保護。
1 . 2 可環(huán)保原則
可環(huán)保原則即是指在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的過(guò)程中遵循生態(tài)環(huán)境保護的理念, 因生態(tài)環(huán)境與人們的生活質(zhì)量存在著(zhù)直接的關(guān)系, 因此在暖通空調系統設計的過(guò)程中要遵循環(huán)保的原則, 貫徹落實(shí)節能設計理念。 只有這樣, 才能最大程度上降低城市化發(fā)展對人類(lèi)生存環(huán)境造成的破壞, 從而促使空調制造企業(yè)和化工工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)都得到長(cháng)遠的發(fā)展。
1 . 3 可回收原則
基于節能化的設計在暖通空調系統設計過(guò)程中始終要積極響應國家的政策方針, 落實(shí)綠色理念, 堅持可回收原則, 做到盡可能利用已有能源, 實(shí)現真正的節能。因此在空調系統設計的過(guò)程中要滲透可回收原則, 做到能源梯級利用, “吃干用盡”。比如說(shuō)零件可
拆卸, 就可以及時(shí)就地更換破損零部件, 避免因故導致整個(gè)空調喪失使用價(jià)值, 被替換的零件也可以通過(guò)加工的方式變成其他工業(yè)生產(chǎn)的原材料, 促進(jìn)資源的回收和循環(huán)利用。
2 化工廠(chǎng)房暖通空調節能設計的要點(diǎn)分析
2. 1 負荷計算
負荷計算是暖通空調設計中較為關(guān)鍵的組成部分, 與設備的選型存在較為直觀(guān)的關(guān)系 。 一般來(lái)說(shuō),供熱能耗根據室內空氣溫度的變化發(fā)生變化, 尤其是在冬季, 供熱能耗增加幅度較高, 因此在暖通空調系統實(shí)際設計的過(guò)程中, 基于節能設計理念, 要合理的控制和設計溫度, 對廠(chǎng)房進(jìn)行冷熱負荷的有效計算,避免因溫度過(guò)高、 過(guò)低導致設備選型不合理, 從而造成資源和能源的消耗與浪費。因化工工業(yè)廠(chǎng)房與民用及公共建筑用途不同, 而不同類(lèi)型的工業(yè)廠(chǎng)房因其工藝流程的不同, 其室內冷熱負荷有較大區別。 當廠(chǎng)房需要長(cháng)時(shí)間大量通風(fēng)時(shí), 其新風(fēng)負荷較大; 當廠(chǎng)房存在常年連續性強熱源時(shí), 其設備冷負荷較大; 當廠(chǎng)房?jì)炔慷▎T較多時(shí), 其對室內空氣的新風(fēng)量、 空氣溫濕度及空氣潔凈度的要求均較高。因此要考慮到不同工業(yè)廠(chǎng)房的各自 特點(diǎn), 并進(jìn)行細致的負荷計算, 作為后續節能設計的依據。
2. 2 冷熱源選擇
冷熱源選擇是暖通空調設計的重點(diǎn), 也是采暖和空調功能實(shí)現的關(guān)鍵。 根據《公共建筑節能設計標準》中相關(guān)標準, 熱源可以選擇可以利用的廢熱或者是工業(yè)余熱, 如果化工工業(yè)企業(yè)本身不具有廢熱或者是工業(yè)余熱, 那么可以通過(guò)鍋爐房來(lái)提供熱源。 在化工工業(yè)廠(chǎng)房暖通空調設計的過(guò)程中, 廠(chǎng)房?jì)冗m用的熱源也各不相同, 因此要結合實(shí)際的情況選擇熱源。 廠(chǎng)區內的一次熱源最好采用生產(chǎn)工藝的余熱或廢熱, 可以為蒸汽或熱水, 有的廠(chǎng)房主要是負責企業(yè)的運營(yíng),可將蒸汽換熱成熱水作為采暖熱源。就多數化工工業(yè)企業(yè)熱源選擇的現狀來(lái)看, 化工廠(chǎng)房的用 電成本較高, 一般不采用電力的方式直接供熱 。
工廠(chǎng)冷源一般取決于企業(yè)的地理位置或與其實(shí)際生產(chǎn)情況相關(guān), 以工廠(chǎng)廠(chǎng)區內的廢熱和外接電力為主, 通過(guò)精細化管控, 得以實(shí)現能效的最大化利用。目前工業(yè)企業(yè)暖通空調冷源主要是以淺層地表水的回灌為主, 通過(guò)集中式的方式實(shí)現綜合管理, 不僅滿(mǎn)足了節能設計理念, 并且有效實(shí)現了成本的管控 。
2. 3 空氣幕設置
在我國 化工工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中, 員 工在廠(chǎng)區內的活動(dòng)較為頻繁, 因此廠(chǎng)房的大門(mén)始終保持開(kāi)放的狀態(tài), 因大量冷風(fēng)的侵入對廠(chǎng)房?jì)鹊臏囟仍斐闪溯^大影響。尤其是對于我國西北和東北部的化工企業(yè)來(lái)說(shuō), 其冷風(fēng)侵入量較大 。 為了有效改善這一情況, 在化工工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)房設計的過(guò)程中通過(guò)會(huì )設置空氣幕裝置, 以此來(lái)減輕大量冷風(fēng)侵入所造成的內部熱量。根據《工業(yè)建筑節能設計統一標準》的要求, 寒冷和嚴寒地區均應在其主要出入口 設置熱空氣門(mén), 以降低冷風(fēng)侵入, 避免熱空氣泄漏。 在空氣幕設計和應用的過(guò)程中不僅確保廠(chǎng)房?jì)鹊臏囟缺3址€定, 并且起到了節能減排的作用, 實(shí)現了資源利用率的最大化。 一般來(lái)說(shuō), 在空氣幕設置的過(guò)程中如果廠(chǎng)房的寬度在 3 m之內, 那么送風(fēng)的方式以單側為主; 如果廠(chǎng)房寬度在3~18 m 之內, 那么送風(fēng)的方式以雙側、 由 上至下送風(fēng)較為合適; 如果廠(chǎng)房的寬度大于 18 m, 那么送風(fēng)的方式則以由上至下為主 。
2. 4 采暖通風(fēng)空調方式選擇
2. 4. 1 廠(chǎng)房通風(fēng)
在化工工業(yè)廠(chǎng)房通風(fēng)方式選擇的過(guò)程中, 因廠(chǎng)房的特點(diǎn)不同, 因此在選擇的過(guò)程也要結合實(shí)際情況,采用適用于該工況的通風(fēng)方式。 一般來(lái)說(shuō), 如廠(chǎng)房的工藝流程相同, 則可整個(gè)廠(chǎng)房可采用 同一種通風(fēng)方式, 并在廠(chǎng)房?jì)仍O計合理的氣流組織形式, 避免產(chǎn)生不必要的通風(fēng)量造成資源的浪費; 當廠(chǎng)房?jì)葻o(wú)強熱源時(shí), 可設置自 然通風(fēng)系統, 設置無(wú)動(dòng)力通風(fēng)天窗或通風(fēng)帽散熱排風(fēng)形式, 可降低通風(fēng)系統能耗; 如果該廠(chǎng)房的面積較大, 那么 可以用 機械通風(fēng)來(lái)代替自 然通風(fēng), 從而滿(mǎn)足廠(chǎng)房通風(fēng)的標準。 另 外, 在廠(chǎng)房通風(fēng)設計的過(guò)程中還要將排煙、 除塵等考慮在內。除此之外,針對化工企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)出的有毒氣體, 在暖通空調過(guò)程中, 先是要了解到工藝生產(chǎn)廢氣的等級和生產(chǎn)規模,以此來(lái)選擇局部排風(fēng)或者是全廠(chǎng)房煙塵凈化的方式進(jìn)行通風(fēng)設計。比如說(shuō)某廠(chǎng)房面積較大, 長(cháng) 600 m、 寬100 m, 僅僅通過(guò)外窗的自 然通風(fēng)不能滿(mǎn)足廠(chǎng)房的通風(fēng)換氣要求時(shí), 可增設排風(fēng)機, 采用自 然通風(fēng)和機械通風(fēng)聯(lián)合作用來(lái)滿(mǎn)足廠(chǎng)房的通風(fēng)換氣的需求。
2. 4. 2 散熱器的選擇
在對散熱器進(jìn)行選擇的過(guò)程中要遵循三個(gè)原則,即經(jīng)濟性、 實(shí)用性和適用性。另外還有根據廠(chǎng)房的類(lèi)別對散熱器進(jìn)行選擇, 主要分為幾個(gè)方面:當廠(chǎng)房負荷指標大時(shí), 在散熱器選型時(shí)應考慮采用對流換熱系數較大的散熱器, 如鋼制翅片管散熱器, 若散熱器仍不滿(mǎn)足室內采暖要求時(shí), 應考慮設置暖風(fēng)機等輔助供暖設施;對于產(chǎn)塵車(chē)間, 散熱器選型應考慮采用外表面光滑、 方便清掃的散熱器, 避免大量的粉塵積累對散熱的效果造成一定的影響;部分工業(yè)廠(chǎng)房室內長(cháng)期較為潮濕, 布置在其內部的散熱器盡更多考慮其耐腐的性能, 實(shí)際設計中多采用機制鑄鐵型散熱器; 廠(chǎng)房?jì)染植哭k公場(chǎng)所, 可采用較為美觀(guān)的散熱器類(lèi)型, 如鋼制或銅鋁復合型。此外針對西北地區溫度較低的化工工業(yè)廠(chǎng)房, 地面或者頂棚輻射板的方式采暖也可以采用。
2. 5 全新風(fēng)運行
過(guò)渡季節空調系統可以采用全新風(fēng)工況運行, 于春秋季開(kāi)啟該工況, 引入室外涼爽的新風(fēng)對室內進(jìn)行降溫換氣, 該工況下空調系統的電能消耗大大降低 。與此同時(shí), 空調系統對室外能源進(jìn)行了有效利用, 真正的貫徹了節能設計理念, 對現有的資源和能源起到了一定的保護作用。但應注意全新風(fēng)工況時(shí)空調系統風(fēng)量較大, 應適當增加空調系統尺寸以同時(shí)滿(mǎn)足空調系統兩種工況的需求, 且工業(yè)廠(chǎng)區內室外空氣多為污濁空氣, 全新風(fēng)運行時(shí)應做好空氣凈化過(guò)濾工作。
3 化工廠(chǎng)房暖通空調節能設計的注意要點(diǎn)
3. 1 廠(chǎng)房設計
化工廠(chǎng)房的屬性與普通的民居相比存在較大的差別。因而在設計化工廠(chǎng)房?jì)鹊耐L(fēng)或空調系統的過(guò)程中, 要將廠(chǎng)房生產(chǎn)情況與節能設計理念要結合, 進(jìn)行綜合性的考量和分析, 做好調節和優(yōu)化。 此外由于部分化工廠(chǎng)房的建筑面積較大, 結構復雜, 因此在設計的過(guò)程中, 要全面系統的進(jìn)行分析, 確保部分設計在完成之后能夠有效組合起來(lái)。在廠(chǎng)房設計的過(guò)程中,為了滿(mǎn)足廠(chǎng)房的節能設計標準, 還可以將保溫維護結構的設計納入其中, 以此來(lái)降低冷熱負荷, 減少暖通空調設計中的耗電量。 因此, 基于節能設計理念進(jìn)行化工工業(yè)廠(chǎng)房的暖通空調設計, 要充分的考量化工企業(yè)的實(shí)際特點(diǎn), 從而能夠在滿(mǎn)足工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)房建設需求的基礎上, 實(shí)現資源和能源保護的最大化。
3. 2 管道布置
與其他廠(chǎng)房相比, 化工廠(chǎng)房因受到室內工藝過(guò)程影響, 管道較為復雜, 暖通空調管道易與室內工藝管道沖突碰撞, 必須將廠(chǎng)房?jì)雀鞑煌瑢?zhuān)業(yè)的管道和設備進(jìn)行協(xié)同設計。比如說(shuō)部分的廠(chǎng)房以重工業(yè)生產(chǎn)設置為主, 廠(chǎng)房?jì)炔繒?huì )放置吊車(chē)、 行車(chē)、 起重葫蘆等吊裝設備。那么在該廠(chǎng)房暖通空調設計的過(guò)程中為了避免與其發(fā)生沖突, 可以與此類(lèi)設施保持一定的距離, 確保布置的合理協(xié)調。 另外, 在暖通空調設計的過(guò)程中還要做好保溫和保冷工作, 確保設備的設計溫度與介質(zhì)溫度的基本型相同。 除此之外, 對于重工業(yè)的廠(chǎng)房來(lái)說(shuō), 在暖通空調設計布置的過(guò)程中, 要確定其動(dòng)作的范圍不會(huì )對各類(lèi)其他設計造成影響。
3. 3 分層設計
在暖通空調設計的過(guò)程中, 基于節能設計理念,在具體實(shí)施的過(guò)程中可以分層設計, 尤其是對于建筑面積較大和層高較高的化工工藝廠(chǎng)房, 可以對室內溫度分布情況沿廠(chǎng)房高度方向 進(jìn)行分層設計。 具體來(lái)說(shuō), 利用冷熱空氣密度不同而會(huì )自 動(dòng)形成熱空氣上升而冷空氣下降的原理, 在設計建筑將建筑內部空間根據溫度不同分為上中下多層。廠(chǎng)房地面以上 2 m 內區域多為工作人員活動(dòng)區域, 劃定為空調區, 空調區上部區域則可以不設置空調, 可僅采用通風(fēng)的方式排除建筑物的熱量, 從而減少了空調區域的體積, 減少了不必要的空調冷負荷。 在其設計的過(guò)程中, 通過(guò)通風(fēng)系統的減少, 能夠有效降低上層非空調去與內部的輻射熱和對流熱, 從而起到節能降耗的作用, 符合節能設計的理念。
3. 4 車(chē)間特殊要求
除對室內 的一般通風(fēng)要求外, 部分化工工業(yè)廠(chǎng)房由于其生產(chǎn)工藝流程的特殊性, 對室內的暖通空調要求也不盡相同, 在空調設計的過(guò)程中需要對此類(lèi)廠(chǎng)房加強重視。如部分的廠(chǎng)房在空調設計時(shí)需要設備具備較高的防爆要求, 而對于藥品生產(chǎn)廠(chǎng)房來(lái)說(shuō), 暖通設計重點(diǎn)在于依照 GMP 要求對室內溫度、 濕度以及潔凈度進(jìn)行精細化控制, 而潔凈廠(chǎng)房的通風(fēng)空調系統占據廠(chǎng)房?jì)容^大的能源消耗, 好的通風(fēng)空調設計可極大降低廠(chǎng)房?jì)炔坎槐匾哪芰肯摹?除此之外, 在暖通空調節能設計的過(guò)程中還有部分的問(wèn)題需要引起重視: 首先是由于化工廠(chǎng)房?jì)鹊拇嬖诖罅康恼羝麩崴艿溃?這種熱損耗大的管道應設置保溫及防燙傷措施; 其次廠(chǎng)房的采暖系統和空調系統應根據室內冷熱負荷的變化及時(shí)進(jìn)行流量調整, 進(jìn)而實(shí)現采暖及空調系統的時(shí)時(shí)節能; 最后暖通空調系統如果產(chǎn)生的噪聲較大則, 表明其能量的損耗較大。因此, 在實(shí)際設計的過(guò)程中, 還要做好相關(guān)的噪聲處理, 避免設備發(fā)生共振的情況。
4 結語(yǔ)
綜上所述, 在化工工業(yè)廠(chǎng)房暖通空調設備設計的過(guò)程中, 要堅持節能設計理念, 在負荷計算、 冷熱源選擇、 空氣幕設置和暖通空調方式選擇的過(guò)程中, 要充分的結合廠(chǎng)房的自 身條件, 利用現有的資源最大程度上減少能源的消耗, 降低化工廠(chǎng)房的運行成本。在滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)基礎要求和標準的基礎上, 做好節能設計, 充分貫徹落實(shí)綠色理念, 做好節能減排, 為實(shí)現國家“碳達峰、 碳中和”的政策作出應有的貢獻, 也為工業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎。
相關(guān)新聞
2021-09-15
2021-09-15