周紅亮

啤酒企業(yè)包裝車間衛(wèi)生等級要求相對較高。由于車間范圍較大，且生產(chǎn)過程中洗瓶機、殺菌機等設備伴隨著大量熱輻射，如果包裝車間內(nèi)空氣不能實現(xiàn)良好對流，將導致車間內(nèi)溫度明顯升高。在此環(huán)境下持續(xù)工作極易中暑，員工心態(tài)、工作狀態(tài)、工作效率等均受到影響；由于包裝環(huán)境溫度過高導致洗瓶機、殺菌機出瓶溫度高，爆瓶風險增加，在質(zhì)量和安全上存在重大隱患。

現(xiàn)就南方某啤酒工廠進行案例分析，其包裝車間為20 多年前修建，位于某市區(qū)中心位置，由于歷史原因，包裝間與生產(chǎn)車間毗鄰，且僅有一面墻體靠室外，造成通風面不夠，導致包裝車間內(nèi)通風嚴重不暢。

該包裝車間屬于混泥土框架鋼屋面結(jié)構(gòu)形式，包裝車間屋頂未安裝通風設施，僅在側(cè)墻設置了高位窗戶，只可供采光，不能正常啟閉，車間其余部位除有限門窗以外均屬密閉狀態(tài)。

應該工廠要求，經(jīng)筆者實地調(diào)研，夏季室外溫度在30-42℃之間。經(jīng)近半個月跟蹤實測，包裝車間的溫度比室外溫度高2-5℃，某日的現(xiàn)場測溫顯示，當夏季室外氣溫達到40℃，室內(nèi)可達近45℃。工廠曾經(jīng)采取增加風扇、設置冰塊、輪崗休息、配備防暑降溫藥品等措施，均無法從根本上解決包裝車間溫度過高的問題。

一、通風方案介紹

如前所述，因啤酒行業(yè)包裝車間面積大，且有洗瓶機、殺菌機等熱源散熱，目前國內(nèi)整個啤酒行業(yè)包裝車間安裝中央空調(diào)整體降溫的案例不多，因為投資運行成本實在是太高，工廠難以承擔經(jīng)濟成本。故目前啤酒工廠包裝車間較常采用的通風方式主要有如下幾種：

一是自然通風。利用熱壓作用進行，這是一種對高溫車間防暑降溫處理最經(jīng)濟有效的通風措施，其應用非常廣泛，且工程造價經(jīng)濟實惠，運行成本低。

圖一 自然通風原理簡圖

利用熱壓原理進行自然通風，房間內(nèi)因空氣溫度高，密度小，進而產(chǎn)生一種上升力，使得房間內(nèi)空氣上升后從上部氣樓或者百葉窗排出室外，室外冷空氣則從房間下部門窗孔洞或百葉窗進入室內(nèi)，這種通風方式稱為熱壓作用下的自然通風。

二是機械通風。主要依靠通風機產(chǎn)生的作用力強制室內(nèi)外空氣流通。機械通風還可以根據(jù)實際結(jié)果去確定通風效果不會受到影響，亦可以通過調(diào)節(jié)裝置改變風量的大小。機械通風利用換氣扇、排氣扇等新、排風設備來使房間空氣循環(huán)流動，與自然通風相比，這種方法可以使大量的空氣進行循環(huán)，并且保證導入的新風是可以有效控制的(比如：風量大小、時效、風路等)，不需要依賴外部自然條件。

機械通風主要由風機動力系統(tǒng)、空氣處理系統(tǒng)(對空氣的過濾、吸附、除塵、加熱等，空氣處理系統(tǒng)也可缺省)、空氣輸送及排放風道系統(tǒng)、各種控制的閥門、風口、風帽等組成。機械通風可根據(jù)具體車間狀況進行局部通風和全面通風，比如安裝大功率工業(yè)風扇、軸流風機、安裝無電力通風球等。但是機械通風缺點如下：設備初期投資較大，并且設備占有較大的空間，需要設置專門的人員進行管理，且還會產(chǎn)生噪音。

圖二 機械通風-局部強排風原理簡圖

同時還可以通過在啤酒包裝車間洗瓶機、殺菌機等熱源設備上方設置排風罩及機械風機，從源頭上排抽排熱源集中點的熱空氣。

三是環(huán)?？照{(diào)。是利用水的蒸發(fā)吸熱，進而降溫，在日常生活中應用已經(jīng)很廣泛。當我們站在海邊時，風一吹就感覺特別涼爽，是因為停留在皮膚表面水分子，在蒸發(fā)的過程中吸收了空氣的熱量。

蒸發(fā)吸熱的原理，從焓濕圖來分析，蒸發(fā)冷卻是屬于絕熱加濕冷卻過程，隨著等焓線變化曲線，它的含濕量和潛熱是逐步增加的，只有當相對濕度φ =100%時，干球溫度才等于濕球溫度。干球溫度比濕球溫度高，干濕球溫度差就是蒸發(fā)冷卻的動力，干濕球溫度差越大，其蒸發(fā)冷卻效果越好。

圖三 環(huán)保空調(diào)-降溫原理簡圖

四是 崗位空調(diào)。顧名思義，集中供冷通過風管對相應的崗位設置崗位風口，進行局部供冷降溫。利用集中供冷的新風空調(diào)器對必要的工作崗位進行送風，送風溫度在20℃左右，使工作崗位達到26 ℃ 左右，但是崗位之外位置的空氣溫度沒有過多的改善。

圖四 崗位空調(diào)送風簡圖

二、通風方案對比分析

鑒于本案例工廠現(xiàn)狀，包裝車間僅有一面墻體毗鄰室外，包裝車間面積過大，自然通風及機械通風均面臨通風面不夠的局限性，故在方案溝通期間，便放棄考慮自然通風和機械通風改造方案。集中對環(huán)?？照{(diào)和崗位空調(diào)通風方案進行對比分析。

其中崗位空調(diào)屬于集中供冷，因其可以選擇水冷機組或風冷機組作為主機，考慮南方高溫、高濕的特殊環(huán)境，應業(yè)主要求針對崗位空調(diào)集中供冷方案，增加對水冷冷水機組和風冷冷水機組方案的對比分析。

（一）方案一 ：環(huán)?？照{(diào)通風方案

圖五 環(huán)?？照{(diào)通風方案示意圖

圖六 環(huán)?？照{(diào)室外機示意圖

如前所述環(huán)保空調(diào)降溫方案是通過水蒸發(fā)吸收熱量而實現(xiàn)降溫，即水通過水閥進入環(huán)?？照{(diào)內(nèi)，將環(huán)保空調(diào)內(nèi)的濕簾打濕，電機帶動風葉轉(zhuǎn)動將空氣吸入環(huán)?？照{(diào)內(nèi)，當空氣經(jīng)過濕簾的時候，濕簾上面的水會蒸發(fā)吸熱，吸收空氣中的熱量，形成新鮮冷風，冷風通過風口向車間內(nèi)源源不斷的輸入冷空氣，進而實現(xiàn)車間降溫，改善空氣環(huán)境。環(huán)?？照{(diào)之所以環(huán)保，在于環(huán)保空調(diào)比傳統(tǒng)空調(diào)造價低，而且環(huán)保空調(diào)的耗電量相對傳統(tǒng)空調(diào)來說非常低，長期使用不會對人體產(chǎn)生影響，故其跟傳統(tǒng)空調(diào)相比，主要在節(jié)能降耗上有明顯優(yōu)勢，較傳統(tǒng)空調(diào)而言相對綠色環(huán)保。但環(huán)保空調(diào)有個較為顯著的缺陷，即環(huán)?？照{(diào)出風口濕度較高，運行過程中會加大空氣中的濕度，在對濕度要求較低的場所，不宜使用。

（二）方案二 ：水冷冷水機崗位空調(diào)方案

水冷冷水機組集中供冷通風方案是通過放在室內(nèi)的主機對空調(diào)冷水進行冷卻，經(jīng)冷卻的空調(diào)冷水送至空調(diào)末端風機盤管產(chǎn)生冷風，進而對崗位進行送冷，實現(xiàn)局部降溫，改善工作崗位區(qū)域溫度環(huán)境；室外冷卻塔則通過循環(huán)冷卻水帶走制冷主機產(chǎn)生熱量，該方案特點：換熱效率高，運行能耗較低。

圖七 崗位空調(diào)- 水冷冷水機組集中供冷通風方案示意圖

（三）方案三：風冷冷水機崗位空調(diào)方案

風冷冷水機組集中供冷通風方案是通過布置在室外的風冷主機產(chǎn)生空調(diào)冷水，空調(diào)冷水經(jīng)由管路系統(tǒng)輸送至車間內(nèi)末端裝置，風口送出冷風，對崗位實現(xiàn)局部降溫。它也是一種集中處理各房間負荷的空調(diào)系統(tǒng)型式，但是通過風冷機組對空調(diào)冷水進行制冷。

圖八 風冷冷水機崗位空調(diào)方案示意圖

綜上所述，方案二和方案三均為崗位空調(diào)，僅是二者制冷主機的制冷方式分別為水冷和風冷，結(jié)合上述針對包裝車間通風改造的三個方案，筆者從系統(tǒng)組成、效果等方面進行橫向?qū)Ρ确治?，詳下?：

表1 方案對比表

項目環(huán)保空調(diào) 崗位空調(diào)方案一：環(huán)?？照{(diào) 方案二：水冷冷水空調(diào)機組 方案三：風冷冷水空調(diào)機組1.室外空氣濕度小于80%時，出風口溫度低于28℃；通風效果2.室內(nèi)溫度較室外溫度低2-3℃；3.室內(nèi)溫度隨室外溫度波動而相應波動。固定崗位員工周邊4～5m2 內(nèi)溫度可以達到26～28℃，并且溫度及風速可調(diào)節(jié)固定崗位員工周邊1～2m2 內(nèi)溫度可以達到26～28℃，并且溫度及風速可調(diào)節(jié)。1.送風溫度穩(wěn)定在20～22℃之間，受室外溫濕度波動影響較??；2.系統(tǒng)整體工程造價低； 2.可以保證車間正壓，有利于車間潔凈環(huán)境控制；1.能保持車間微正壓； 1.送風溫度穩(wěn)定在20～22℃之間，受室外溫濕度波動影響較?。粌?yōu)點2.可以保證車間正壓，有利于車間潔凈環(huán)境控制；3.能耗低，運行成本低。3.大方美觀，布局融入得體； 3.系統(tǒng)較水冷機組簡約；4.運行費用較低；1.受室外空氣濕球溫度影響較大，大氣相對濕度較高時，送風溫度降溫不明顯；1.運行費高，初投資大；2.送風口相對濕度幾乎達到100%，夏天有悶熱感；缺點1.運行費稍高，初投資大。2.南方高溫高濕環(huán)境運行費用高。3.屋面需預留環(huán)?？照{(diào)荷載，且存在屋面漏水隱患；4.環(huán)?？照{(diào)運行一段時間后水幕濾芯可能發(fā)霉，不利于車間的物生物環(huán)境控制。

結(jié)合表1，考慮啤酒工廠包裝間對微生物控制有相關(guān)要求，且紙箱、標簽等包裝材料對車間濕度有一定要求，故不建議選用環(huán)保空調(diào)。

考慮包裝車間通風方案改造后，運行成本對工廠生產(chǎn)成本影響較大，現(xiàn)針對方案二及方案三，結(jié)合該案例工廠改造包裝車間約5000m2的實際工況，筆者按照方案二及方案三分別進行方案設計和設備選型，進一步對二者進行運行成本分析，詳見下表2：

表2 方案二 崗位空調(diào)- 水冷機組通風方案運行成本分析

表3. 方案三 崗位空調(diào)- 風冷機組通風方案運行成本分析

結(jié)合表1、表2、表3 分析，該案例啤酒工廠地屬南方，夏季常處于高溫高濕環(huán)境；其中方案三運行成本較方案二高約5.1 萬元/年；綜合考慮，選定方案二。

三、案例實施

通過對比分析，該案例選用崗位空調(diào)- 水冷冷水機組集中供冷通風方案，包裝車間改造區(qū)域建筑面積約5000m2，空調(diào)總負荷為 365kW。選用螺桿式冷水機組集中供冷，置于包裝車間南側(cè)空調(diào)機房內(nèi)，冷水機組提供7℃～12℃空調(diào)冷凍水，對包裝車間約20 余個工作崗位進行崗位送風降溫，實現(xiàn)包裝間內(nèi)通風環(huán)境改造。

圖九 通風設備及管道布置圖

該案例經(jīng)施工改造后，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，包裝車間相應崗位降溫效果明顯，車間內(nèi)工作環(huán)境得到大幅提升。

圖十 通風管道現(xiàn)場圖（一）

圖十二 通風管道現(xiàn)場圖（三）

四、結(jié)語

啤酒工廠在規(guī)劃建設前期應當充分考慮包裝車間通風問題，盡量考慮運行成本最低的自然通風，合理規(guī)劃保證包裝車間與相鄰建筑物間距，既能滿足消防要求又能有效保證包裝車間自然通風的順暢。

包裝車間通風系統(tǒng)的改造，需根據(jù)工廠所處地理位置、氣候特點、建筑物現(xiàn)狀、運行成本等具體情況進行分析對比，從而選擇適合自身工廠的、滿足工藝生產(chǎn)要求的通風改造方案，以保證啤酒工廠包裝車間的保質(zhì)保量的安全生產(chǎn)。