工厂车间空调制冷量计算 空调系统方案推荐

工厂车间的环境舒适度对于工人的工作效率和产品质量有着至关重要的影响。而其中，空调系统的合理配置是营造良好车间环境的关键因素之一。准确计算车间空调制冷量以及选择合适的空调系统方案，不仅关乎着车间内的温度调节，更与能源消耗、设备运行稳定性以及企业的生产成本紧密相连。那么，如何科学地进行工厂车间空调制冷量的计算？又有哪些空调系统方案可供选择呢？

一、工厂车间空调制冷量计算

1. 确定车间相关参数

- 车间面积：准确测量车间的长和宽，计算出面积。例如，车间长50米，宽30米，那么面积S = 50×30 = 1500平方米。

- 车间高度：测量车间地面到天花板的高度，假设为4米。

- 人员数量：统计车间内日常工作的人员数量，比如有100名工人。

- 设备发热量：了解车间内主要设备的功率和运行时间，计算设备的总发热量。假设设备总功率为200kW，每天运行8小时，设备发热量Q设备= 200×8×3600（将功率换算成热量单位焦耳，1kW = 3600焦耳/秒）。

- 照明功率：统计车间内照明灯具的总功率，例如为30kW。

- 车间结构及隔热情况：观察车间的墙体、屋顶等结构材质，判断其隔热性能。如果是普通的砖混结构且隔热一般。

2. 计算冷负荷

- 围护结构冷负荷

- 根据车间面积、高度和结构，以及当地的气候条件，查询相关的冷负荷计算表或采用经验公式计算。假设该地区夏季室外计算温度为35℃，车间围护结构冷负荷指标为80W/平方米，则围护结构冷负荷Q围护= 1500×80 = 120kW。

- 人员冷负荷

- 每人的散热量不同，一般轻体力劳动人员在静坐状态下散热量约为100W/人。则人员冷负荷Q人员= 100×100 = 10kW。

- 设备冷负荷

- 如前面计算设备发热量Q设备，考虑到设备散热不是完全转化为冷负荷，还需乘以一个同时使用系数和散热系数。假设同时使用系数为0.8，散热系数为0.7，则设备冷负荷Q设备冷= Q设备×0.8×0.7 = 200×8×3600×0.8×0.7÷（3600×1000）（将焦耳换算成千瓦）≈27kW。

- 照明冷负荷

- 照明灯具的散热量一般按照其功率的一定比例计算，假设照明冷负荷系数为0.8，则照明冷负荷Q照明= 30×0.8 = 24kW。

- 新风冷负荷

- 根据车间人员数量和车间面积，按照相关规范确定新风量。假设每人每小时需要30立方米新风量，则新风量V = 100×30 = 3000立方米/小时。再根据室外空气和室内空气的焓差以及新风量计算新风冷负荷。假设室外空气焓值为90kJ/kg，室内空气焓值为50kJ/kg，空气密度为1.2kg/立方米，则新风冷负荷Q新风= 3000×1.2×（90 - 50）÷3600≈40kW。

3. 汇总制冷量

- 将上述各项冷负荷相加，得到车间总的制冷量Q总= Q围护+ Q人员+ Q设备冷+ Q照明+ Q新风= 120 + 10 + 27 + 24 + 40 = 221kW。实际选择空调时，还需考虑一定的余量，一般余量系数为1.1 - 1.2，这里取1.1，则空调制冷量应选择Q = 221×1.1 = 243.1kW。

二、工厂车间空调系统方案推荐

1. 水冷式中央空调系统

- 系统原理：水冷式中央空调系统通过冷却塔将冷凝器中的热量散发到空气中，制冷机组产生的冷量通过冷冻水输送到车间内的空气处理机组，经过处理后送入车间。

- 优点

- 制冷效率高，运行稳定，能够提供较大的制冷量，适合大型车间。

- 噪音相对较低，不会对车间内的工作环境产生较大干扰。

- 使用寿命较长，维护成本相对较低。

- 缺点

- 系统初期投资较大，需要安装冷却塔、冷却水泵等设备，占用一定的空间。

- 对水质有一定要求，需要定期进行水处理，否则会影响设备的使用寿命。

- 适用场景：适用于面积较大、空间较高、人员和设备密集、对制冷量要求较高且有足够安装空间和预算的工厂车间。

2. 风冷式中央空调系统

- 系统原理：风冷式中央空调系统直接利用风冷冷凝器将热量散发到空气中，无需冷却塔和冷却水泵。制冷机组产生的冷量通过冷冻水输送到空气处理机组，然后送入车间。

- 优点

- 安装方便，无需专门的冷却塔和冷却水泵房，占用空间小。

- 系统相对简单，维护管理较为方便。

- 缺点

- 制冷效率相对水冷式系统略低，在高温环境下可能会出现制冷量下降的情况。

- 噪音相对较大，可能会对车间环境产生一定影响。

- 设备使用寿命相对较短，维护成本相对较高。

- 适用场景：适用于面积较小、空间有限、对制冷量要求不是特别高、没有合适的冷却塔安装位置或预算有限的工厂车间。

3. 工业专用空调机组

- 系统原理：工业专用空调机组通常采用直接蒸发式制冷技术，将制冷剂直接在室内蒸发器中蒸发吸热，实现对车间空气的冷却。机组具有多种形式，如壁挂式、吊顶式、立柜式等，可以根据车间的实际情况进行选择和布置。

- 优点

- 针对性强，能够根据工业环境的特点进行设计和制造，具有较好的防尘、防潮、防腐等性能。

- 安装灵活，可根据车间的布局和需求进行分散式或集中式安装。

- 部分机组具有快速制冷和制热功能，能够满足车间特殊工艺要求。

- 缺点

- 单个机组的制冷量相对较小，对于大型车间需要安装较多的机组，成本较高。

- 运行维护相对复杂，需要定期对机组进行清洁、保养和维修。

- 适用场景：适用于有特殊工艺要求（如恒温恒湿、洁净度要求高）、车间面积不大但布局分散、对空调设备的适应性和灵活性要求较高的工厂车间。

在选择工厂车间空调系统方案时，还需要综合考虑车间的实际情况、企业的预算、当地的能源政策和环保要求等因素，以确保选择的空调系统能够满足车间的制冷需求，同时实现经济、环保和高效运行。