該項目位于天津，為汽車配件生產廠房，總建筑面積約為49,799.1m2，包括生產車間，餐廳、更衣室，變、配電室，熱處理實驗室，維修室等，其中餐廳面積為2641m2，生產車間面積為30,793.22m2。改造前空調系統(tǒng)按照夏季空調室外計算溫度33.9℃，夏季空調室外計算濕球溫度26.8℃計算，而生產車間室內計算參數(shù)為夏季室內計算溫度26℃，冬季溫度為18℃，車間內新風量為690,000m3/h。該參數(shù)下車間夏季計算空調冷負荷為14,200kW，夏季冷源由制冷機房4臺制冷量為3600kW的水冷離心冷水機組提供。改造前，生產車間采用全空氣中央空調系統(tǒng)，包括11臺風量為135,000m3/h的全回風組合式空氣處理機組以及6臺風量為115,000m3/h的全新風組合式空氣處理機組，其余區(qū)域采用VRV空調系統(tǒng)?？諝馓幚頇C組由初效過濾段、中效過濾段、送風機段、熱水盤管段、冷水盤管段以及送風出風段組成。廠區(qū)左側為設備用房。該項目夏季室外濕度較大，原有的空調系統(tǒng)不能給車間提供合適的濕度，車間內濕度在改造前曾一度達到79%（而車間內濕度要求≤60%）。廠區(qū)內設備均為高精密儀器，濕度過大嚴重影響了儀器的精度，造成殘次品比例加大；同時嚴重影響了汽車配件的保存，造成生產設備及生產管道表面腐蝕，所以需要對原有的空調系統(tǒng)進行改造，以達到合適的生產濕度條件。（1）在車間內均勻放置足夠的除濕機，對廠房內的濕度進行控制，通過自動控制除濕機達到有效除濕效果，并降低整機運行成本。該方案設置自動控制除濕機，當車間內濕度過大時開啟除濕機，當車間內濕度滿足要求時關閉除濕機，從而節(jié)省電力。但由于車間體量較大，需要布置的除濕機臺數(shù)特別多，用電負荷過大；同時由于車間內空間有限，在車間內部布置除濕機占用空間，不利于生產，并且冷凝水也不方便排出室外，所以該方式未被采用。（2）利用現(xiàn)有的空調系統(tǒng)管網，在送風段管道放置除濕機，在源頭處將空氣濕度降低，然后再輸送到廠區(qū)內部。該方案為整體除濕，要求除濕機全功率且全天候開啟，但原有的空氣處理機組送風段并不支持放置除濕機，如果采用該方案還需對送風段進行修改，并且每臺除濕機除濕效率有限，在送風段放置除濕機可能無法達到預期的除濕效果；同時每臺空氣處理機組送風管都需要放置除濕機，造價比較高。（3）通過對空氣處理機組進行改造，增加冷熱盤管段，在冷盤管段將空氣溫度降低至露點溫度，水蒸氣凝結成冷凝水排出，然后再通過熱盤管段將空氣加熱到合適的送風溫度，從而達到降低空氣濕度的要求。該方案不需要購買除濕機，只需要對原有的部分空氣處理機組進行改造，在空氣處理機組內增加冷盤管段和熱盤管段，將空氣處理至露點溫度以下，就能很好地保證除濕效果，且操作相對簡單，造價經濟實惠，利于節(jié)能，有實現(xiàn)的可能性。通過三種除濕方式的對比分析，結合各自的優(yōu)缺點，考慮本項目的特殊性及可操作性，最終選擇了第三種除濕方式。在選定好除濕方式后，進行空氣處理機組的改造（見圖1）。改造后的空氣處理機組除濕過程為：當室外新風溫度達到35℃、相對濕度75%（見圖2中狀態(tài)點1），由新風段進入后，先進行初效過濾再進行中效過濾，此時空氣可以滿足生產品質要求；然后由送風機段繼續(xù)將空氣輸送，原先空調用的冷熱盤管均不開啟，空氣直接通過原先的冷熱盤管段；空氣再經過新增的冷水盤管段，此時系統(tǒng)開始除濕，同時溫度降為15℃，濕度降為60%（見圖2中狀態(tài)點2），此時濕度滿足要求，只是送風溫度較低；最后再通過新增的熱水盤管段，將空氣再熱，保證送風溫度達到21℃（見圖2中狀態(tài)點3）。圖2 除濕工況焓濕圖
方案三需要增加額外冷源，擬在廠區(qū)左側設備房中增加三臺制冷機組，整套除濕改造水系統(tǒng)工藝流程見圖3。空調系統(tǒng)中熱量交換主要通過循環(huán)水來實現(xiàn)，夏季除濕過程制冷機組可以提供7℃的冷凍水用于空氣處理機組的第二段冷水盤管將空氣降溫除濕，同時冷卻塔可以給制冷機組提供32℃的冷卻水用于制冷機組中冷凝器的降溫，而冷凍水泵和冷卻水泵分別用于冷凍水、冷卻水的循環(huán)加壓。風冷熱泵提供45℃熱水進入空氣處理機組新增熱水盤管段，以便將除濕后的空氣加熱至21℃。除濕系統(tǒng)僅在夏季和過渡季開啟，冬季室外濕度較低，可以將除濕系統(tǒng)關閉，在一定程度上降低了能耗，達到節(jié)能的效果。根據(jù)改造方案原全回風系統(tǒng)不作任何改變，只改變全新風系統(tǒng)（6臺全新風組合式空調機組）?？紤]到車間內體量大，人員分布不均勻，采用新風換氣次數(shù)計算法來計算新風量。該除濕改造項目除濕工況焓濕圖見圖2。先通過冷源將室外空氣溫度降到機器露點15℃以下（見圖2狀態(tài)點1-狀態(tài)點2），此過程為降溫減濕；然后通過再熱方式將溫度提高到送風溫度21℃（見圖2狀態(tài)點2-狀態(tài)點3），此過程為升溫過程。在焓濕圖中找到對應狀態(tài)點的溫度和濕度，確定對應含濕量，再通過公式計算出對應狀態(tài)點的焓值，從而進一步確定新風負荷以及再熱量[1]。由除濕工況焓濕圖可知：室外送風狀態(tài)點1的干球溫度為35℃，相對濕度為75%，含濕量為26.3g/kg，焓為102.79kJ/kg；除濕后狀態(tài)點2的干球溫度為15℃，相對濕度為60%，含濕量為6.2g/kg，焓為30.82kJ/kg；升溫后狀態(tài)點3 的干球溫度為21℃，相對濕度為60%，含濕量為9.6g/kg，焓為45.58kJ/kg。h1—夏季室外計算參數(shù)下的焓值，kJ/kg；Cp —空氣的定壓比熱， k J /（kg·℃）；該項目夏季空調室外計算參數(shù)按照35℃，相對濕度75%考慮；室內設計溫度26℃，相對濕度≤60%，車間保持微正壓，按照該設計要求核算車間夏季計算冷負荷為4448kW。通過計算新風量Q=2.1×30793.22×10.67≈690,000m3/h，新風冷負荷Q1=690000×（102.79-30.82）/3600=13794kW，合計車間冷負荷為18,242kW；再熱量Q3=1.01×690000×（21-15）/3600=1161kW。根據(jù)車間所需新風量為69萬m3/h，全新風系統(tǒng)需要的冷源設備主要是離心式冷水機組和風冷熱泵。由負荷計算得出，車間內冷負荷為18,242kW，原空調系統(tǒng)有4臺3600kW的水冷機組，根據(jù)設計所需的冷量，擬在車間配置三臺新的離心式冷水機組來補充冷源，冷水機組參數(shù)見表1。表1 離心式冷水機組參數(shù)
為了保證車間夏季相對濕度低于60%，另外設置4臺風冷熱泵機組夏季提供供回水溫度4 5℃/4 0℃的熱水，每臺機組制熱量415kW，用于新風機組再熱，保證送風溫度為21℃。風冷冷泵具有制熱模式和制冷模式，本項目主要使用其制熱模式。風冷熱泵機組參數(shù)見表2。表2 風冷熱泵機組參數(shù)
為進行除濕改造效果對比分析，利用分體式溫濕度儀記錄廠區(qū)內主要兩個位置的溫濕度變化情況，每隔4h讀取一次（分別是8：00、12：00、16：00、20：00），取兩個位置讀數(shù)平均值進行數(shù)據(jù)處理，記錄8月13日-8月19日（除濕系統(tǒng)開啟前）、8月25日-8月31日（除濕系統(tǒng)開啟后）期間的數(shù)據(jù)變化，通過對比除濕系統(tǒng)開啟前后的溫濕度變化情況，分析該除濕系統(tǒng)是否適用。除濕系統(tǒng)開啟前后溫度變化情況見圖4。由圖可知，除濕系統(tǒng)開啟前后車間內溫度均在22.0℃～25.5℃變化（除濕系統(tǒng)開啟前主要由全回風系統(tǒng)保證車間內溫度），符合設計中室內設計溫度26℃的要求。除濕系統(tǒng)開啟前后濕度變化情況見圖5。由圖可知，除濕系統(tǒng)開啟前測試的一周內，車間內濕度均超過了60%；除濕系統(tǒng)開啟后車間內濕度為40%～60%，滿足除濕改造要求。（1）本項目針對某汽車廠房內夏季濕度較大，影響設備加工精密度，不滿足生產要求等問題，通過合理選擇除濕方式，在原有的空氣處理機組上進行改裝，將新風處理到合適的濕度，然后通過再熱的方式保證了送風溫度。（2）確定了除濕改造系統(tǒng)中的負荷參數(shù)，為設備選型提供了依據(jù)，并對水冷機組及風冷熱泵機組選型進行了分析。（3）根據(jù)除濕改造系統(tǒng)開啟前、開啟后的溫濕度變化情況的分析，確定了除濕改造系統(tǒng)的適用性。該除濕改造系統(tǒng)滿足將車間內濕度降低到60%以下的要求，為類似的廠房除濕改造設計提供了參考依據(jù)。[1] 黃翔. 空調工程[ M ] . 北京：機械工業(yè)出版社，2006.本文作者：顏文、孫益領、劉森明、壯徐興（中建安裝集團有限公司）
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