梁彥星

(德希尼布天辰化學(xué)工程（天津）有限公司，天津300000)

某化工廠車間內(nèi)MCC室的空調(diào)改造設(shè)計(jì)

梁彥星

(德希尼布天辰化學(xué)工程（天津）有限公司，天津300000)

本文通過對MCC室空調(diào)系統(tǒng)的改造實(shí)踐，介紹了處理該類問題的一種嘗試，改造原有的通風(fēng)降溫模式為空調(diào)降溫模式，同時優(yōu)化氣流組織形式，針對化工環(huán)境中的防爆要求，設(shè)置了余壓調(diào)控措施，改造設(shè)計(jì)中還考慮了節(jié)能運(yùn)行的要求。期望為今后類似的項(xiàng)目提供一種借鑒。

MCC室；氣流組織；整流柜；余壓

該改造項(xiàng)目是無錫一家生產(chǎn)電子線路板清洗液的精細(xì)化工廠，工廠2007年投產(chǎn)，MCC室位于車間的一端，為整個生產(chǎn)車間防爆區(qū)域的一部分，MCC室面積為90m3，高度為3.6m，內(nèi)部布置了10臺整流柜，每臺整流柜的發(fā)熱量為14kW[1]。

1 存在的問題

原設(shè)計(jì)采用通風(fēng)方式對MCC室降溫，配兩臺送風(fēng)機(jī)，每臺額定送風(fēng)量為2.8萬m3/h，MCC室總的換氣次數(shù)達(dá)172次/h。按照無錫地區(qū)室外夏季的通風(fēng)計(jì)算溫度為31.2℃[1]，MCC室內(nèi)最高溫度40℃的設(shè)計(jì)條件[2]，根據(jù)公式Q=mc?t，計(jì)算所需通風(fēng)量為5.3萬m3/h。理論計(jì)算證明原設(shè)計(jì)的5.6萬m3/h每小時的理論設(shè)計(jì)風(fēng)量是滿足要求的。但安裝后由于管道安裝不合理及室內(nèi)設(shè)備布置的過分擁擠，實(shí)際運(yùn)行五年多來，使用效果一直不能滿足要求。夏天運(yùn)行時，MCC室內(nèi)溫度經(jīng)常超過45℃，設(shè)備控制柜內(nèi)的實(shí)測溫度更是高達(dá)到了70℃，電氣控制系統(tǒng)頻繁跳閘，嚴(yán)重影響了工廠的正常生產(chǎn)，改造工作迫在眉睫。

2 問題分析

分析MCC室室內(nèi)過熱的原因主要有：1）設(shè)備布置過于密集，設(shè)備運(yùn)行散發(fā)的大量余熱積聚在狹小的空間內(nèi)，不能及時排出；2）原通風(fēng)設(shè)計(jì)氣流組織不合理，氣流短路，不能有效及時的對室內(nèi)進(jìn)行降溫；3）整流柜安裝方式不規(guī)范，柜體直接安裝在地面槽型鋼基礎(chǔ)上，沒有留出足夠的柜底的通風(fēng)空間，致使柜內(nèi)熱氣流不能有效排出。

3 改造方案

鑒于采用通風(fēng)降溫實(shí)際使用效果不好的現(xiàn)狀,并且172次/h的換氣次數(shù)，實(shí)際的運(yùn)行也是不節(jié)能的，所以改造時決定采用采用空調(diào)降溫，放棄通風(fēng)降溫的方法。關(guān)于空調(diào)設(shè)備的選擇，因?yàn)镸CC室內(nèi)均為電氣設(shè)備，只有熱負(fù)荷，無濕負(fù)荷產(chǎn)生，故熱濕比線可以視為ε＝∞，計(jì)算焓濕如圖1。

圖1

圖1 中空調(diào)室外狀態(tài)點(diǎn)干球溫度34.8℃，相對濕度33%，處理空氣到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)：干球溫度21℃，相對濕度95%，直接送入室內(nèi)，最終室內(nèi)的狀態(tài)點(diǎn)為，干球溫度35℃，相對濕度42%，總的送風(fēng)量為2.8萬m3/h。選用三臺風(fēng)冷冷風(fēng)型空調(diào)機(jī)組，每臺機(jī)組冷負(fù)荷58kW,風(fēng)量10500m3/h。

4 氣流組織

鑒于MCC內(nèi)的設(shè)備已不允許做任何調(diào)整，但又要解決氣流組織的問題，決定分別在整流柜內(nèi)外兩個環(huán)境中采取改進(jìn)措施，針對柜內(nèi)溫度過高的問題，采取了在整流柜頂部開排風(fēng)口，同時在柜子中下部的圍護(hù)面開鑿?fù)L(fēng)孔的方法加強(qiáng)柜內(nèi)的氣流循環(huán)，每個整流柜的排風(fēng)量為300m3/h,該部分熱空氣經(jīng)獨(dú)立的排風(fēng)機(jī)直接排至車間外，這樣房間內(nèi)的冷空氣通過柜子下部新開出的通風(fēng)孔進(jìn)入柜內(nèi)，通過柜頂?shù)呐棚L(fēng)口排出，氣流由下及上，與柜內(nèi)熱氣流一致，柜內(nèi)熱量能及時被排出；針對整個MCC室內(nèi)溫度過高的問題，改造原有的氣流組織方法，具體措施：空調(diào)送風(fēng)管直接通過MCC室屋面引入，送風(fēng)口設(shè)在MCC室最里面靠近原來散熱狀況最差的整流柜附近（見圖2中左立墻邊送風(fēng)口），同時在MCC對面的墻壁上，利用原來墻壁上的兩個送風(fēng)口中的一個作為空調(diào)回風(fēng)的回風(fēng)口（見圖2中右邊立墻），這樣空調(diào)的送/回風(fēng)口分別位于MCC室的兩端，冷空氣流過室內(nèi)整流柜，橫貫整個室內(nèi)空間，氣流組織效果好，不會形成氣流短路。

圖2 空調(diào)通風(fēng)剖面圖

5 室內(nèi)正壓的維持

MCC室位于車間防爆區(qū)內(nèi)，要求室內(nèi)外維持30Pa的正壓，采取的措施是在MCC室的外墻上設(shè)余壓閥一個，排氣量600m3/h。室內(nèi)正壓的維持是通過調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)閥和回風(fēng)閥來實(shí)現(xiàn)的，室內(nèi)的瞬時超壓則通過余壓閥泄壓。當(dāng)過渡季節(jié)及冬季全新風(fēng)運(yùn)行時，則通過調(diào)節(jié)新風(fēng)閥和排風(fēng)閥來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)正壓的維持。

6 節(jié)能運(yùn)行

在室外溫度低于20℃的季節(jié)內(nèi)，空調(diào)機(jī)組是不需要開啟的，因此在設(shè)備選型時就考慮了選用能夠滿足空調(diào)送風(fēng)機(jī)具有單獨(dú)運(yùn)行模式的機(jī)組。在室外溫度低于20℃的季節(jié)，空調(diào)機(jī)組的壓縮機(jī)停止工作，只開啟送風(fēng)機(jī)，利用改造前的送風(fēng)口作排風(fēng)口（即圖2中序號6），實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行。系統(tǒng)改造圖見圖2，圖中排風(fēng)管6在空調(diào)機(jī)組制冷運(yùn)行時為關(guān)閉狀態(tài)，節(jié)能運(yùn)行時開啟，同時空調(diào)回風(fēng)管5關(guān)閉。

7 改造后的效果

整個項(xiàng)目于2012年5月底改造完成，運(yùn)行兩個月后現(xiàn)場實(shí)測室內(nèi)溫度在26～30℃間，柜內(nèi)溫度在35～38℃之間，在2013年夏季室外溫度超過40℃的極端條件下，MCC室內(nèi)設(shè)備依然運(yùn)行良好，沒有出現(xiàn)因?yàn)榫€路過熱而跳閘的現(xiàn)象。

［1］［P］《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-1992

［2］［P］《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2003

［3］［P］《化工采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》HGT20698-2009

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.03.017

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1008-1267（2015）03-0044-02

2015-01-19