項志鋐

（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

當今世界人類正在為地球環(huán)境日益遭受破壞而深感焦慮，全世界正在盡最大努力來減少破壞地球環(huán)境的各種行為，科學家們?yōu)榇艘苍诓粩嗵岢鲆幌盗姓确桨覆⒉扇×撕芏嘞鄳拇胧?，但隨著世界人口的不斷增長、資源的不斷匱乏，經濟發(fā)展仍以犧牲地球環(huán)境為代價。人類正在行動，人類正在思索。一個當今很時髦、很流行的字眼——低碳經濟，已是各國發(fā)展經濟要考慮的首要任務，它好像是為人類在拯救地球生命的過程中開出了一個大藥方。

近幾年來空調行業(yè)推出了大量的節(jié)能產品和節(jié)能技術，本人作為一名工程設計人員，從空調系統(tǒng)設計的角度來闡述一下如何在醫(yī)藥或其他工業(yè)領域進一步減少能源消耗，為低碳經濟時代做出一定的努力，為中國提出的到2020年碳排放強度降低40%～45%的目標做出一定的貢獻。

1 甲、乙類生產廠房的空調通風系統(tǒng)

對于很多工業(yè)項目，我們經常會碰到生產類別屬于甲、乙類的生產場所，而且這些場所又有一定的溫度和濕度要求。這時，通常我們采用直流方式（即全新風全排風）來設計空調或通風系統(tǒng)，并且在發(fā)生事故時至少每小時有12 次的排風換氣量。本人根據多年來所遇到的項目情況，結合國外工程師的設計理念，覺得可以大膽提出新思路，為節(jié)能減排創(chuàng)造一些條件。思路主要是在一些非直接生產危險性物質的甲、乙類生產場所采用一定比例的回風，并輔以一套完整的安全保障措施來確保生產車間的安全運行，如在車間內必須設置濃度報警裝置、安全系統(tǒng)報警裝置、風道內的煙感探測器等。同時，車間內一定量的排風還是要考慮的，特別是要加強局部排風系統(tǒng)的合理設計，這樣可大大降低車間內的濃度積累和危險性。就醫(yī)藥行業(yè)、石油化工領域，暫可考慮50%的設計回風量，把濃度報警設定在爆炸極限下限的15%是可行的。國內已有企業(yè)在類似的生產場所采用了非直流的系統(tǒng)設計，筆者前幾年已有文章介紹過這種形式的系統(tǒng)設計。當然這需要行業(yè)專家共同討論并做進一步的細化工作，把原則確定下來，為節(jié)能減排，為低碳時代找思路、找途徑。

如圖1 是對本節(jié)觀點的示意說明。車間為非危險物產品的生產場所，但在生產過程當中要使用有爆炸危險的物質，屬于危險物使用車間，定性為甲類或乙類生產場所。圖中①為空氣處理機組或送風機組、②為車間全面排風機組、③為車間工藝設備局部排風機、④為車間發(fā)生濃度超過設定值以后的事故排風機。

目前，我們通常的做法是10 000m3/h 風量送入車間（假定），則這10 000m3/h 風量全部由室外吸入，冷量則為Q0=1.2×10 000×（iw-iL）(iw為夏季室外空氣焓值，iL為空氣冷卻處理后的焓值)，熱量QR=1.2×10 000×（iO-iw’）(iw’為冬季室外空氣焓值，iO為空氣加熱處理后的焓值)[1]，同時，車間將這加熱或冷卻過的10 000m3/h 風量加上負壓風量全部排出室外，因此能量消耗是很大的。有些生產企業(yè)又是三班制24 h 連續(xù)運轉的，能量消耗可想而知。

為了降低能耗，近幾年來乙二醇熱回收系統(tǒng)時常被采用（見圖2），圖中③為乙二醇溶液泵。盡管系統(tǒng)回收了一部分排風顯熱，降低了能耗，但引起的系統(tǒng)復雜性，維護管理量增加，初投資的加大，溶液泵的能耗以及熱回收效率一般在50%以下等因素也應全面均衡考慮。

如果我們采用50%的回風，則系統(tǒng)冷量Q0=1.2×10 000×（ic-iL），系統(tǒng)熱量QR=1.2×10 000×（iO-iC）(iC為空氣處理前的焓)，由于iC＜iw，iC＞iw’，所以，系統(tǒng)夏季就可節(jié)約冷量1.2×10 000×（iw-iC）部分，冬季就可節(jié)約熱量1.2×10 000×（iCiw’）部分，系統(tǒng)愈大，節(jié)省下來的能量也愈可觀，而節(jié)約1 度電相當于節(jié)約了0.4kg 標準煤，就可減少0.997kg的碳排防，所以效果應該是很明顯的。

圖1 甲乙類廠房空調通風系統(tǒng)

圖2 乙二醇熱回收系統(tǒng)

在這個系統(tǒng)里同時也考慮了局部排風，可使車間內的有害物濃度大大降低，全面排風也可相應減少，從而提高了排風效果。另外，車間內的濃度報警裝置與空調機組、排風機組連鎖，當車間內有害物濃度達到爆炸極限的15%時（目前設計上考慮25%，本人建議在采用回風的情況下適當提高安全系數），關閉系統(tǒng)回風閥，同時啟動車間事故排風機進行12 次以上的事故排風，與此同時，車間內的安全報警模式立即啟動（見圖3）。

以上設計思路已有國內合資廠家在運行使用，鑒于大多數設計并不會采用這種方案，主要是受制于現(xiàn)行有關規(guī)范的某些約束[2]，我們應該與時俱進，組織專家，制定相關條文，為節(jié)能減排出謀劃策。

圖3 安全報警模式

2 危險品庫的空調通風系統(tǒng)

石油化工領域我們經常遇到危險品庫的空調通風設計。對于庫內所儲存的物品性質、包裝情況的不同，我們經常會與國外專家發(fā)生設計理念上的碰撞，就像前一節(jié)所述的那樣，我們同樣可以根據實際情況作出相應的設計變動。也就是平時完全可以低排風狀態(tài)運行以達到節(jié)省能耗的效果又不影響整個庫內的危險狀況。當然監(jiān)控手段還是有必要設置的，事故排風的12 次換氣也是需要的。如果危險品庫內又有一定的儲存溫度要求的話，改進設計從節(jié)能角度出發(fā)尤其顯得重要。

綜上一、二節(jié)所述，本人就想通過近幾年來的設計消化，特別與國外設計人員思路的碰撞，結合國家提出的減排指標，想通過這篇文章呼吁一下我們應打破傳統(tǒng)的思路，為低碳時代的空調行業(yè)帶上“綠色”的帽子。

3 大空間生產車間的崗位送風系統(tǒng)

有些工業(yè)廠房的生產車間空間大，層高也比較高，在整個車間內進行空調送風或進行采暖加熱能耗相當大，除非整個車間內工藝生產需要特定的溫濕度，通常情況下，我們可以加強崗位送風的設計或再加以分層空調的設計以節(jié)約大量的冷量和熱量。如今崗位送風形式的設計很少，一般都是考慮整個大空間的中央集中空調系統(tǒng)，采暖地區(qū)也是考慮整個空間的設計溫度，如要在節(jié)能減排上做文章這些都應引起足夠的重視。對于同樣一個車間，如考慮崗位送風的方式，用在冷量或熱量上的能耗至少可節(jié)省50%。投資上的節(jié)省也相當可觀。

4 實驗動物房的空調系統(tǒng)

目前，實驗動物房的空調系統(tǒng)都是直流系統(tǒng)，主要是因為動物房的臭味，倒不是什么危險氣體的因素，所以動物房排風最終通過活性碳過濾器過濾后再排至大氣。那么，是否也可以從節(jié)能減排的角度去利用一部分回風呢？或者在回風系統(tǒng)上增加一道除臭裝置。我想答案肯定是可以的。為了給低碳時代作點貢獻，對于動物房操作人員不多的場所，完全可以適當利用一部風回風。建議根據不同的情況加大對回風的利用以及增加回風除臭能力。

如圖4 是對本節(jié)觀點的示意說明。圖中①為空氣處理機組，②為回風機組，③為排風機組，④為乙二醇溶液泵。

目前的做法是系統(tǒng)中沒有②回風機組，而是直接將送入動物飼養(yǎng)區(qū)的空調風通過污走廊全部由活性碳排防機組排至大氣，能量消耗也非常大，而且動物房空調系統(tǒng)必須24 h 運行，所設定的溫度比一般舒適性空調還要低。所以，為了節(jié)省一部分排風能量，類似于防爆排風系統(tǒng)，有設計師在排風和送風之間加了一套乙二醇熱回收裝置。

同樣，本人建議不要全部將處理過的空氣全部排放，而是將一部分回風（至少可在50%左右）回至原系統(tǒng)以節(jié)省能耗。為了減少異味，在回風系統(tǒng)中可加入一級活性碳處理裝置。

圖4 實驗動物房空調系統(tǒng)

由于動物房空調系統(tǒng)的直接排放與甲類車間的直流排放性質完全不同，所以對于動物房空調系統(tǒng)的設計，直接采用系統(tǒng)回風應該是沒有問題的，也不存在技術規(guī)定的限制，所以從節(jié)能減排的責任出發(fā)應該大膽采用。

5 實驗室的空調系統(tǒng)

近幾年來，各地都加大了公共實驗室的建設，而實驗室大多數需要對一些有毒有害氣體進行分析試驗，所以實驗室空調均采用直流排放的形式，如像前幾節(jié)所述的適當采用回風來減少能量損失是不妥的，因為實驗室涉及到有毒有害氣體，所以利用回風就有危險了，也是不允許的。就像傳染性隔離病房，一些生物實驗室那樣采用直流系統(tǒng)，筆者也有專門的文章介紹此類場所的設計方案。那么對于實驗室的空調系統(tǒng)是否也有節(jié)能減排的文章可做呢？我想應該加大排風余熱余冷的利用，而這不是什么新的技術或新的思路，送排風的熱回收技術已經有大量的工程在采用，可實驗室空調系統(tǒng)在熱回收方面的大量采用還不多，盡管系統(tǒng)會變得復雜，但為了給低碳經濟作貢獻應該對系統(tǒng)進行改進設計。

6 空調系統(tǒng)工業(yè)項目的節(jié)能措施

當前國家對公共建筑的設計都有嚴格的節(jié)能措施要求，工業(yè)廠房的設計還沒有強有力的或系統(tǒng)的節(jié)能措施方案。這主要是工業(yè)廠房設計類型多，工藝要求不一致。然而制定一個適合基本情況及特殊情況的工業(yè)建筑節(jié)能標準應是低碳經濟時代的迫切要求?；厩闆r工業(yè)廠房的節(jié)能標準完全可以參照公共建筑節(jié)能標準來確定。特殊情況工業(yè)廠房的節(jié)能標準盡管細分條款肯定很多，然而就像低碳經濟的發(fā)展之路一樣，任重道遠。其實工業(yè)廠房空調的能耗相當可觀，就拿制藥行業(yè)來說，一幢生產廠房內的能耗空調系統(tǒng)就占了近20%，所以節(jié)能措施的采用對能耗的減少至關重要。

7 其它一些節(jié)能手段

當前節(jié)能措施在各地都十分重視，國家、地方都頒布了一系列節(jié)能標準。各設計單位也都按照新的節(jié)能標準進行工程系統(tǒng)設計，同時，一些新型節(jié)能產品也都在不斷推出。作為我們醫(yī)藥化工領域，利用排風熱回收是經常會在設計中使用的節(jié)能手段，而采用地源熱泵系統(tǒng)以及大型工程采用冰蓄冷技術都應該引起高度重視。當今在我國，區(qū)域集中供冷供熱系統(tǒng)正在被大力重視。上海世博園已采用這種方案，國外已有一些發(fā)達城市在集中供冷供熱系統(tǒng)上以及冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)上包括遠程控制技術方面都具有了一定的規(guī)模發(fā)展。在我們工業(yè)系統(tǒng)設計領域，在工程前期設計時可會同當地政府，對這種區(qū)域能源系統(tǒng)設計加以一定推廣意義非凡，節(jié)能前景可觀。同時，可再生能源的利用也應該加快進入我們設計人員的視野，地源熱泵技術、水源熱泵技術、污水源熱泵技術、太陽能吸收式空調系統(tǒng)、太陽能光熱利用等都已經或正在向我們走來。

我們希望，用設計師們的努力，為了我們的地球家園，為了我們身邊的每一個人，為了我們的社會公眾，創(chuàng)造一個更加美好的明天。

[1]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994.

[2]GB50019-2003.采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范[S].