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工厂冷风系统是空调吗?车间新风系统如何建设?

来源: | 发布日期:2024-12-03

在现代化的工厂环境中,空气质量的优劣对于生产效率、产品质量以及员工的健康和安全起着至关重要的作用。为了营造一个适宜的工作环境,工厂冷风系统和车间新风系统成为了关键的解决方案。本文将深入探讨这两个系统,包括它们的概念、区别以及车间新风系统的建设要点等内容。


一、引言

工厂内部由于各类生产设备的运行、人员的密集活动以及生产工艺的特殊需求,往往会产生大量的热量、异味、粉尘和有害气体等。这些因素不仅会影响员工的工作舒适度,降低工作效率,还可能对产品质量造成不良影响,甚至危及员工的健康与安全。因此,工厂对空气调节系统有着迫切的需求。工厂冷风系统主要侧重于对车间温度的调控,通过制冷来降低环境温度,以满足一些对温度较为敏感的生产过程或在高温环境下保障员工的基本工作条件。而车间新风系统则着重于改善空气质量,为车间引入新鲜、洁净的空气,同时排出污浊空气,从而保障员工能够呼吸到健康的空气,也为生产提供一个相对清洁的环境。接下来,我们将详细解析工厂冷风系统,并深入探讨车间新风系统的建设相关事宜。


二、工厂冷风系统解析

工厂冷风系统的工作原理通常是基于制冷循环。其制冷方式主要有压缩式制冷,通过压缩机对制冷剂进行压缩,使其压力和温度升高,然后在冷凝器中散热冷凝成液体,液态制冷剂再通过膨胀阀降压膨胀,进入蒸发器中蒸发吸热,从而使周围空气温度降低。空气循环流程方面,冷风系统通过风机将室内的热空气吸入,经过蒸发器冷却后,再送回车间内,形成循环,以达到降温的目的。

与传统空调相比,在功能上,传统空调主要是为了满足人们在居住、办公等环境中的舒适制冷或制热需求,功能较为综合;而工厂冷风系统更专注于工业环境下的大规模降温,以适应生产需求。在适用场景方面,传统空调适用于空间相对较小、人员密集且对温湿度控制精度要求较高的场所,如家庭、办公室等;工厂冷风系统则广泛应用于大型工厂车间、仓库等空间广阔、热源多且对温度控制要求相对不那么精细的工业场所。例如在一些大型机械制造车间,工厂冷风系统能够有效地降低车间内因设备运转产生的高温,保障设备正常运行和工人的基本作业环境。其优势在于能够处理大面积的空间降温需求,制冷量较大,且在工业环境下具有更好的耐受性,如耐高温、耐腐蚀,风量也较大,能够快速地对车间空气进行降温处理。


三、车间新风系统概述

车间新风系统具有极其重要的意义。它能够有效地改善车间空气质量,保障员工健康。在封闭的车间环境中,人员呼出的二氧化碳、设备产生的有害气体以及粉尘等污染物如果不能及时排出,会在车间内积聚,对员工的呼吸系统等造成损害。通过引入新鲜空气,可以稀释这些有害气体,降低室内污染物浓度。

新风系统的基本构成包括新风主机、风管、风口等部件。新风主机是整个系统的核心,负责吸入室外空气并进行处理;风管则是空气输送的通道,将处理后的新鲜空气输送到车间各个角落;风口则是空气的进出口,合理的风口布局能够确保空气均匀分布。其运行模式主要有单向流和双向流。单向流新风系统是指仅将室外新鲜空气引入室内,室内的污浊空气通过门窗缝隙等自然排出;双向流新风系统则是在引入新鲜空气的同时,通过专门的排风管道将室内污浊空气排出,并且部分双向流系统还配备有热交换器,可以在排风过程中回收热量,提高能源利用率。


四、工厂冷风系统与空调的关系探究

工厂冷风系统与家用空调、商用空调在多个方面存在差异。在制冷量上,家用空调制冷量一般较小,通常在几千瓦以内,主要满足单个房间或小面积空间的制冷需求;商用空调制冷量相对较大,可用于商场、写字楼等较大空间,但与工厂冷风系统相比仍有差距,工厂冷风系统的制冷量可根据车间规模从几十千瓦到数百千瓦不等,以应对大型工业空间的降温需求。在适用空间方面,家用空调适用于几十平方米以内的小空间,商用空调适用于几百平方米到数千平方米的商业场所,而工厂冷风系统可用于数千平方米甚至更大的工厂车间。在功能侧重上,家用空调注重舒适与节能,商用空调在满足较大空间制冷的同时也兼顾一定的舒适性和美观性,而工厂冷风系统则聚焦于工业生产环境下的高效降温,以确保生产过程不受高温影响。

工厂冷风系统在工业环境下具有独特优势。例如在一些钢铁厂、铸造厂等高温环境中,普通空调可能因高温而无法正常运行或频繁故障,工厂冷风系统则能耐高温,持续稳定地工作。在化工车间等存在腐蚀性气体的场所,工厂冷风系统的耐腐蚀性能能够保证其长期使用,而普通空调的部件可能会被腐蚀损坏。其高风量特性也使其能够快速地对大面积、高污染源的工业空间进行降温处理,在一些大型物流仓库,能够迅速降低因货物堆积和设备运转产生的热量。虽然工厂冷风系统与空调在某些原理上有相似之处,但由于其在工业环境下的特殊性能表现,可视为一种特殊类型的空调。在一些小型工业场所,如果对温度控制精度要求较高且空间相对较小,普通商用空调可能可以替代工厂冷风系统;但在大型、高温、有特殊环境要求的工业车间,则必须使用工厂冷风系统。


五、车间新风系统的内涵与价值解读

车间新风系统的定义是通过机械通风或自然通风的方式,将室外新鲜空气引入车间内,并排出室内污浊空气,以维持室内空气质量符合一定标准的系统。其核心价值在于提供新鲜空气,使车间内的氧气含量保持在适宜水平,让员工能够正常呼吸;稀释有害气体,如焊接车间的焊接烟尘、化工车间的有毒有害气体等,降低其浓度,减少对员工健康的危害;降低室内污染物浓度,包括粉尘、微生物等,防止其在车间内积聚引发员工健康问题和产品质量事故。

车间新风系统按通风方式可分为自然通风与机械通风。自然通风是利用车间内外的气压差和温差,通过门窗、通风口等自然通道实现空气交换;机械通风则是依靠风机等设备强制进行空气的引入和排出。按空气处理方式可分为热回收式与非热回收式。热回收式新风系统能够在排出污浊空气的过程中,回收其中的热量或冷量,用于预热或预冷引入的新鲜空气,从而提高能源利用率;非热回收式则没有这一功能。车间新风系统在保障车间内人员呼吸健康与提高工作舒适度方面有着不可替代的作用。在人员密集的电子组装车间,新风系统能够持续提供新鲜空气,避免员工因缺氧或吸入过多污浊空气而感到不适,从而提高工作效率和产品质量。


六、车间新风系统建设规划(一)—— 需求评估与设计准备

评估车间的新风量需求需要综合考虑多个因素。车间的面积大小决定了空间容积,一般来说,面积越大,所需的新风量相对越多。人员数量也是关键因素,每人每小时需要一定量的新鲜空气,例如按照相关标准,每人每小时约需 30 立方米的新风量。设备发热情况会影响车间温度,如果设备发热量大,可能需要更多的新风来散热和维持空气质量。例如在一个面积为 1000 平方米、有 50 名员工且设备发热功率较大的车间,初步计算所需新风量可能在 15000 立方米 / 小时以上。

车间布局和生产工艺特点对新风系统设计有着重要影响。如果车间布局较为复杂,有多个隔断或不同功能区域,需要合理规划新风管道的走向和风口的分布,以确保各个区域都能得到均匀的新风供应。生产工艺方面,如在食品加工车间,有产生异味或粉尘的工艺环节,就需要在这些区域重点设置排风口,并加强新风的引入和过滤。前期现场勘查与数据收集至关重要,需要详细测量车间的尺寸、门窗位置、设备分布等信息,了解车间所在地区的气候条件、周边环境的空气质量等,为后续的系统设计提供准确依据。


七、车间新风系统建设规划(二)—— 设备选型与安装要点

新风主机的选型依据主要包括风量、风压、过滤效率等参数。风量要根据前面计算得出的车间新风量需求来确定,确保主机能够提供足够的新鲜空气量。风压则要考虑到风管的长度、管径、弯头数量以及车间的高度等因素,以保证新风能够顺利地输送到各个风口。例如在一个风管较长、布局复杂且车间较高的环境中,需要选择风压较大的新风主机。过滤效率方面,要根据车间的污染情况选择合适的过滤等级。在一般的机械加工车间,可能需要初效和中效过滤,以过滤粉尘等污染物;而在电子芯片制造车间,则需要高效过滤,甚至配备超高效过滤器来去除微小的尘埃粒子。

风管材质的选择有多种,如镀锌钢板风管具有强度高、耐腐蚀的优点,适用于大多数工业车间;玻璃钢风管则具有更好的耐酸碱性能,适合在化工等有腐蚀性气体的车间使用。管径的选择要根据风量和风压要求进行计算,确保风管内的风速合理,一般工业新风系统风管内风速可控制在 5 - 12 米 / 秒之间。安装要求方面,风管的连接要严密,防止漏风,可采用法兰连接或咬口连接等方式,并合理设置支吊架,保证风管的稳定性。风口的布局与选型要根据车间的空间布局和人员设备分布来确定,在人员工作区域可采用散流器等均匀送风的风口,在设备发热区域可设置专门的送风口,以提高降温效果,实现车间内空气的均匀分布。


八、车间新风系统建设规划(三)—— 过滤与净化功能设计

不同过滤等级的滤网在新风系统中有着不同的作用。初效滤网主要用于过滤较大颗粒的灰尘、毛发等杂质,其过滤效率一般在 G4 级别左右,能够保护后续的中效和高效滤网,延长它们的使用寿命。中效滤网可以过滤掉粒径较小的尘埃粒子,如 PM10 等,过滤效率可达 F8 - F9 级别,对一些细微的粉尘、纤维等有较好的捕捉能力。高效滤网则是针对微小的尘埃粒子,如 PM2.5 甚至更小的粒子,其过滤效率可高达 99.97% 以上,能够有效去除空气中的微小污染物,保障车间内的空气质量。

空气净化技术在车间新风系统中有多种应用。静电吸附技术可以通过静电场使空气中的带电粒子被吸附到电极板上,从而去除空气中的部分污染物,如细菌、病毒等微生物和一些微小的粉尘颗粒。紫外线杀菌技术则是利用紫外线的杀菌作用,对进入新风系统的空气进行杀菌处理,有效杀灭空气中的细菌、霉菌等有害微生物,特别适用于食品加工、制药等对卫生要求较高的车间。过滤与净化系统的维护与更换要求严格,初效滤网一般每 1 - 3 个月需要更换一次,中效滤网每 3 - 6 个月更换一次,高效滤网每 1 - 2 年更换一次,同时要定期对静电吸附装置和紫外线杀菌设备进行清洁和检查,确保其正常运行。


九、车间新风系统建设规划(四)—— 智能控制系统集成

智能控制系统在车间新风系统中有着重要作用。它可以实时监测空气质量,通过安装在车间内的传感器,如 PM2.5 传感器、二氧化碳传感器、甲醛传感器等,实时检测空气中的各种污染物浓度和环境参数,并将数据传输到控制器。控制器根据设定的空气质量标准,自动调节新风量,当空气质量下降时,增加新风量;当空气质量良好时,适当减少新风量,以达到节能的目的。

常见的智能控制技术与设备包括传感器、控制器、物联网模块等。传感器负责采集空气质量数据,如激光粉尘传感器能够精确测量空气中的尘埃粒子浓度,电化学传感器可检测有害气体浓度。控制器则对传感器数据进行分析处理,并发出控制指令,如调节风机转速、切换净化模块等。物联网模块可以将新风系统连接到互联网,实现远程监控和管理,管理人员可以通过手机 APP 或电脑端软件随时随地查看车间空气质量和新风系统的运行状态,及时进行调整和维护。智能控制系统能够提高新风系统运行效率,通过精准的控制,避免了风机的过度运行,降低了能耗,同时也提高了车间空气质量的稳定性和可靠性。


十、车间新风系统建设案例分析(一)—— 电子制造车间

电子制造车间新风系统建设具有诸多特点与难点。静电控制是关键问题之一,因为电子元件容易受到静电的影响而损坏。在新风系统中,需要采用防静电材料制作风管、风口等部件,并且可以设置静电消除装置,如离子风机等,在空气进入车间前消除静电。微尘过滤要求极高,因为微小的尘埃粒子可能会附着在电子元件上,导致短路或性能下降。所以需要配备高效甚至超高效的空气过滤器,如 HEPA 过滤器,并且要确保风管系统的密封性,防止外界尘埃的侵入。

在实际建设案例中,某电子制造车间通过采用全金属防静电风管,在风管内设置离子风棒进行静电消除,并安装了 H13 级别的 HEPA 过滤器,对 0.3 微米以上的尘埃粒子过滤效率达到 99.97% 以上。经过新风系统的运行,车间内的空气质量得到显著提升,空气中的尘埃粒子数从原来的每立方米数百万个降低到数千个以下,产品次品率从原来的 5% 降低到 1% 以内,大大提高了产品质量和生产效率。从这个案例中可以得到启示,在电子制造车间新风系统建设中,要高度重视静电和微尘控制,从设备选型、材料选择到系统安装都要严格把关。


十一、车间新风系统建设案例分析(二)—— 食品加工车间

食品加工车间对新风系统有特殊要求。卫生标准方面,要防止外界污染物进入车间,同时也要避免车间内的异味、微生物等污染食品。异味排除是重要任务,食品加工过程中会产生各种气味,如烘焙车间的香味、肉类加工车间的腥味等,这些异味如果在车间内积聚,不仅会影响员工的工作环境,还可能影响食品的口感和品质。

在某食品加工车间的新风系统建设中,采用了不锈钢风管,其具有良好的耐腐蚀性和卫生性。在风口处设置了活性炭过滤器,能够有效吸附异味分子。同时,设计了合理的排风和送风布局,将产生异味的区域进行重点排风,并在车间内形成良好的空气流动,使异味及时排出。通过新风系统的运行,车间内的异味明显减少,微生物数量得到有效控制,食品的质量安全得到保障,生产环境也得到了极大改善,员工的工作舒适度提高,从而提高了生产效率。


十二、结论

工厂冷风系统与车间新风系统有着各自的关键特点。工厂冷风系统侧重于制冷降温,具有制冷量大、耐高温、耐腐蚀、高风量等特点,适用于大型工业空间的温度控制;车间新风系统则专注于空气质量改善,通过引入新鲜空气、排出污浊空气,保障员工健康和生产环境清洁,具有多种通风方式和空气处理方式可供选择,并且在不同行业的车间建设中有不同的重点和要求。

展望未来,车间新风系统在工厂环境改善与智能化发展中有着广阔的应用前景。随着科技的不断进步,新风系统的过滤和净化技术将更加高效,能够去除更微小、更多种类的污染物;智能控制系统将更加智能化、人性化,能够根据车间的实际使用情况和人员活动动态,更加精准地调节新风量和空气质量;在节能方面也将有更大的突破,通过优化系统设计、采用新型节能设备等方式,降低运行成本。同时,随着人们对健康和环境质量的关注度不断提高,车间新风系统将成为工厂建设中不可或缺的重要组成部分。


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