姚　微　謝雨?yáng)|

浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司　杭州　310007

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某大型廠房通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能改造

姚微*謝雨?yáng)|

浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司杭州310007

在對(duì)某大型廠房現(xiàn)場(chǎng)勘察的基礎(chǔ)上提出節(jié)能改造方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，有效解決大型廠房夏季溫度過(guò)高的問(wèn)題且節(jié)能效果顯著。

大型廠房通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)分析

某大型廠房長(zhǎng)120m，寬120m，層高9m。西側(cè)有條10m的走廊，東側(cè)緊挨辦公樓，南側(cè)緊臨另一幢建筑，間距約為0.9m。

廠房南北方向共20個(gè)柱跨，東西方向15個(gè)柱跨；西側(cè)每跨有推拉窗，尺寸為5.5m×1.5m，北側(cè)每跨有推拉窗，尺寸為7.5m×1.5m，南側(cè)每跨同樣有推拉窗，尺寸為7.5m×1.5m，東側(cè)無(wú)外窗。

廠房已有機(jī)械排煙設(shè)施，通風(fēng)設(shè)施有屋頂排風(fēng)機(jī)7臺(tái)，單臺(tái)風(fēng)量為25000m3/h，總風(fēng)量約為800000m3/h，功率為2.2kW；屋頂送風(fēng)機(jī)總共57臺(tái)，單臺(tái)風(fēng)量為25000m3/h，功率為3.67kW。

廠房?jī)?nèi)布置13條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線動(dòng)力由配備的電機(jī)提供，各生產(chǎn)線電機(jī)功率見(jiàn)表1。

表1　生產(chǎn)線的電機(jī)功率　(kW)

1　通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能改造

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，車(chē)間通風(fēng)效果不佳，夏季室溫有時(shí)會(huì)超過(guò)40℃，為改善室內(nèi)工作環(huán)境，一些崗位新增了送風(fēng)裝置，暫時(shí)改善了工作環(huán)境。而通風(fēng)系統(tǒng)的耗電大，每年花在排風(fēng)設(shè)備上的費(fèi)用很高，企業(yè)擬對(duì)廠房通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

由《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2015查得杭州地區(qū)冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度4.3℃，夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度32.3℃。

根據(jù)《供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版)計(jì)算電動(dòng)設(shè)備散熱量和設(shè)備散熱所需通風(fēng)量。

廠房室內(nèi)工作地點(diǎn)溫度約為40℃，由《供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得Δth為0.9，排風(fēng)口中心距地面的高度為9m，故排風(fēng)溫度tp為46.3℃。

自然通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口面積和排風(fēng)口面積采用如下公式計(jì)算：

式中，F(xiàn)j為自然通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口面積，m2；Fp為排風(fēng)口面積，m2；Gj、Gp為進(jìn)風(fēng)量及排風(fēng)量，kg/h；hj、hp為進(jìn)風(fēng)口及排風(fēng)口與中和面的高差，m。假定中和面為6m，故hp為3m，hj為4.8；ρwf為夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度下的空氣密度，kg/m3，本項(xiàng)目為1.157kg/m3；ρp為排風(fēng)溫度下的空氣密度，kg/m3；本項(xiàng)目為1.107kg/m3；ρnp為室內(nèi)空氣的平均密度，kg/m3，按作業(yè)地帶和排風(fēng)口處空氣密度的平均值采用，本項(xiàng)目為1.1175kg/m3；ξj、ξp為進(jìn)風(fēng)口及排風(fēng)口的局部阻力系數(shù)，本項(xiàng)目ξj為2.8，ξp為3.9；g為重力加速度，9.81m/s2。

1#生產(chǎn)線電機(jī)功率465kW，電機(jī)容量利用系數(shù)取0.8，負(fù)荷系數(shù)取0.65，同時(shí)使用系數(shù)取0.75，電動(dòng)機(jī)功率取1。

計(jì)算得設(shè)備散熱量181kW，散熱所需通風(fēng)46633kg/h。

自然通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口面積和排風(fēng)口面積采用上述公式計(jì)算，各條生產(chǎn)線的計(jì)算見(jiàn)表2。

表2　各條生產(chǎn)線自然通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口面積、排風(fēng)口面積及設(shè)備參數(shù)

廠房總?cè)媾棚L(fēng)量為900070m3/h；總補(bǔ)風(fēng)量720060m3/h。

本廠房采用6個(gè)10型通風(fēng)天窗(開(kāi)敞式)，洞口寬度8000mm，洞口長(zhǎng)度采用3000mm×6mm，天窗對(duì)應(yīng)高度5000mm，每米長(zhǎng)有效通風(fēng)面積7.2m2，單個(gè)天窗通風(fēng)面積為129.6m2。天窗均勻布置在散熱量高的機(jī)頭位置

將廠房西側(cè)、北側(cè)、南側(cè)所有外窗全部打開(kāi)(廠房?jī)?nèi)部設(shè)備噪音小，廠房外窗可開(kāi)啟；外窗上部有雨棚挑出，可防雨)，可開(kāi)啟外窗有效面積西側(cè)81m2，南側(cè)84m2，北側(cè)33m2，總可開(kāi)啟的有效面積滿足自然通風(fēng)進(jìn)風(fēng)窗的面積需求。 但是，由于東側(cè)沒(méi)有可開(kāi)啟外窗，因此本廠房保留13臺(tái)屋頂送風(fēng)機(jī)，其余的屋頂排風(fēng)機(jī)全部取消。從氣流組織的角度考慮，送風(fēng)機(jī)的下方接噴口送風(fēng)，噴口尺寸Φ800。

改造后廠房通風(fēng)條件大為改善，本廠房可省電功率：176.88kW；總通風(fēng)能耗降低了78.8%。改造后的通風(fēng)布置情況見(jiàn)圖1。

2　經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)概算結(jié)果，改造總價(jià)約57.67萬(wàn)元。

裝置每小時(shí)節(jié)省用電約176.88kW，每天風(fēng)機(jī)運(yùn)行按照12小時(shí)，每年運(yùn)行350天，總省電量74×104kWh，電費(fèi)按0.67元/kWh計(jì)，年節(jié)省電費(fèi)約50萬(wàn)元。

圖1　改造后的通風(fēng)情況

項(xiàng)目投資不大，靜態(tài)回收期為1.2年。

若考慮銀行2.1%貸款利率，項(xiàng)目?jī)赡陜?nèi)可收回成本，因此此改造方案可行。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)廠房的節(jié)能計(jì)算和分析可知，屋頂?shù)呐棚L(fēng)機(jī)全部取消，送風(fēng)機(jī)保留東側(cè)13臺(tái)，屋頂采用6個(gè)10型天窗 18mx8m，便可滿足廠房?jī)?nèi)的通風(fēng)

需求。廠房通風(fēng)能耗降低了78.8%。采用本方案改造廠房，2年就能收回成本。

1GB50019-2015,工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

2陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版).[M]中國(guó)建筑出版社.

3HG/T20698-2009,化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

4GB50243-2002,通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

*姚微：工程師。2010年畢業(yè)于大連理工大學(xué)暖通專業(yè)。從事暖通工程設(shè)計(jì)。聯(lián)系電話：18858118336，E-mail:yaowei@zpcdi.com。

2016-04-20)