2024年2月18日发(作者：)

汽车涂装车间通风空调系统设计

梅甫定;张雅萍

【摘 要】汽车涂装车间有大量有害气体和粉尘产生,对车间作业人员身体健康造成严重危害.根据我国制定的<涂装工艺安全及其通风净化>标准,对南方某汽车涂装车间通风空调系统进行最优设计,并通过计算确定所设计系统满足生产工艺的环境条件,既保证作业人员身体健康安全又减少了耗能.

【期刊名称】《工业安全与环保》

【年(卷),期】2010(036)007

【总页数】2页(P17-18)

【关键词】汽车涂装车间;通风空调系统;设计

【作 者】梅甫定;张雅萍

【作者单位】中国地质大学工程学院,武汉,430074;中国地质大学工程学院,武汉,430074

【正文语种】中 文

AbstractThere exist lots of harm ful gas and dust formed in domestic

automobile coatingworkshop,which is harm ful to the healthof the

operators. According to the situation,based on the standard“Coating

Process Safety and Ventilation Purification”,the ventilation and air

conditioning system in a certain automobile coating workshop is

designed,in which the environmental conditions that the system should be

required in the design are determined through calculation,so the health of

the painting operators is not only ensured,but also the energy is reduced.

Keywordsautomobile coating workshop ventilating and air-conditioning

system design

目前国内涂装车间主要以局部送排风为主、全面通风为辅的方式来改善车间的卫生环境,工业厂房大多采用机械送风系统,耗电量大,运行成本高,还会导致涂装污染物弥漫,且只改善了车间环境而没有考虑人员工作的舒适性。鉴于此,笔者通过研究,对某涂装车间进行了安全、节能的通风空调系统设计,消除了涂装污染物对人体造成的危害,为工作人员提供了舒适的工作环境。

以上海某汽车厂涂装车间为研究对象,其厂房为3层全封闭式现浇钢筋砼排框架结构,车间长300 m,宽57 m,建筑面积约54 591 m2[1],车间现采用机械的全室换气通风,设置的车间全面空调在改善局部微环境、实现人体舒适性方面达不到良好的效果,且风机全年都在最大负荷确定的最大风量下运行,造成大量的能源浪费。

研究对象地处上海,属于非采暖地区,厂房为全封闭式。设置通风与空调系统要求保证每人每小时不少于30 m3的新鲜空气量,并满足G B6514-2008(涂装作业安全规程涂漆工艺安全及其通风净化)的要求。

车间的空气调节工作地带夏季送风温度设定为26℃,湿度为45%;冬季考虑送暖风,送风温度为18℃,规定相对湿度40%。

对涂装车间进行合理的生产工艺调整,并对各作业场所进行空调系统设计,满足通风排毒的要求。

对于整个涂装车间,采用全面通风的系统;在喷涂作业区,为避免有机溶剂蒸气和粉尘弥漫整个车间影响其他工序的正常进行,对其采用局部通风;为保证工人局部环境的舒适性,采用工位送风。因此,车间内设置3种通风气流:一是车间全面通风大气流采用诱导式单向流;二是喷漆室设局部排风且与工位送风相结合,形成的小气流为吹吸

式通风;三是采用节能的工位送风方式,夏天送空调风,冬天送室外风。2.1 全面诱导式通风及风量的计算

诱导通风系统是利用高速喷出的少量气体来诱导及搅动周围之大量空气,并带动至特定的目标方向。其主要理论基础是空气动力学中的高速喷流的扰动特性,扰动喷流能够有效地诱导周围的空气而带动空气流通(见图1)。

采用车间的换气次数来计算全面通风换气量:

式中,L为全面通风换气量,m3/h;n为通风房间的换气次数,次/h;涂装车间按每小时换气6～10次确定;V为通风车间的体积,m3。

取 n=7来计算,得出系统的全面通风量为L=2.1×106m3/h。

2.2 局部排风

局部排风系统是由局部排风罩、风管、净化装置和风机等组成(见图2),被污染的空气通过排风罩,经风道输送至净化装置,在净化装置内空气被净化至符合排放标准的要求后,用风机通过排气立管、风帽排入大气当中。

局部排风罩是用于捕集有害物的装置,它是局部排风系统的关键部分。合理选择排气罩可以用较小的排风量有效控制有害气体或粉尘逸散,确保工作场所的安全卫生环境达到最佳效果。

吹吸式通风是把吹和吸结合起来的通风方法,利用吹吸罩形成的复合气流达到隔断冷热空气、排除污染气体或烟气等目的[2-3]。

图3是吹吸式通风示意图,由于吹吸式通风依靠吹、吸气流的联合工作进行有害物的控制和输送,它具有风量小、污染控制效果好、抗干扰通风强、不影响工艺操作等特点,近年来在国内外得到广泛的应用[4]。

据资料显示,其局部排风量约为105m3/h。

2.3 空调工位送风及风量确定

所谓工位空调(Task Air-Conditioning),是在以工作台为个人工作单元的空间内,把

空调系统细分到每个工作位置上,工作人员可以通过控制送风量、送风方向以及送风温度等参数,来调节工作区域内的温度、湿度和污染物浓度,在保证局部微环境舒适的同时,能够有效节约能源的空调系统[5]。在下面的风量计算中均取一个工位为例。

2.3.1 工位冷负荷计算

工位冷负荷主要包括人员散热冷负荷,照明冷负荷以及烘干设备冷负荷等。经计算知Q=2 709.13 W。

2.3.2 湿负荷的计算

空调系统的湿负荷主要来自人体散湿。经计算知 D= 0.063 3 g/s。

2.3.3 送风参数点及送风量的确定

热湿比为ε===42 800 kJ/kg,由室内外计 算参数在i-d图上可查到露点送风状态点:t0=26-10=16℃,h0=38 kJ/kg

计算送风量:

2.3.4 新风冷负荷及所需风量

式中,ρ0为空气密度,取1.127 kg/m3;V0为新风量,根据人对舒适度的要求,取30

m3/(p·h),即8.33 L/(p·s);hw为室外空气焓值,根据上海夏季室外气象参数干球温度34℃,以及空气湿度为55%,查i-d图得 hw=78.03 kJ/kg;hi为室内空气焓值,根据设计要求取工位空气温度为26℃,湿度为45%,查i-d图得 hi=50.64 kJ/kg。

最终计算结果:Q0=1.127×8.33×(80-50)=281.64 W

所需风量

所以,一个工位所需的风量

因车间产生有毒污染物和粉尘,无法选用回风,故采用全新风系统(直流式系统)。空调送风量为1 100 000 m3/h。

即工位送风量满足必要的排风量,这表明,涂装车间的通风空调设计既能使有害物浓

度达到所规定的涂装场所空气中有害气体的最高允许浓度,又能满足每个人所需的新风量及车间工作地带的温度,设计满足要求。

(1)全面诱导通风:通风换气效率理论可达100%,其通风换气比常规系统彻底。诱导通风系统既稀释室内有害气体,又带动室内空气流动,沿着预设的空气流道行进,从而确保车间内的良好换气。实际所需风压远比使用传统系统时小。诱导通风系统不但具有较高的通风换气效率,而且其处理尖峰负荷的能力远远优于常规系统。通常,诱导通风系统处理某一尖峰负荷所需的时间仅为常规系统的一半[6]。

(2)工位送风:原系统风机不管生产需求的大小和外界条件的变化,都在全速运转。只是靠调节入口、出口开度进行节流,被动地满足空调负荷变化以及温度、湿度指标,造成大量的能源浪费,要改变空调风机的能耗状况,应该是风量随空调负荷变化而作相应的调整,变风量运行是最有效、最经济的节能方式[7]。而本文所设计的工位空调送风正是通过控制送风量、送风温度等参数来满足各项指标,既保证局部微环境的舒适又达到了很好的节能效果。

根据该厂建筑物的特性,进行了通风空调系统的配置,并进行了系统通风量、诱导风量、射流流量、空调送风量及送风温度等方面的计算。结果表明,此种设计能使车间内工作地带的温度及周围的温度都满足设定的要求,车间的通风能保证粉尘达到允许的浓度,保证工人的工作环境。

在高处作业时,如不慎跌下,在场人员应先仔细观察伤者的神志是否清醒,并察看着地的身体部位。然后,选择正确方式将伤员送至医院。

如头颅面颊部先着地而伤者又处于昏迷状态,说明大脑受伤,将其平卧板上,头偏向一侧,并清除口中可能脱落的牙齿和积血,防止误入气管引起窒息。如发现伤者的耳朵、鼻子有血液和清白的脑脊液流出,提示颅底骨折,千万不可用手帕、棉花或纱布堵塞,免得造成颅内压力增高和细菌感染。

若伤员跌下时腰背部或下肢先着地,可能造成脊柱骨折及下肢骨折,应使伤员两下肢和两上肢伸直,然后由3人同时将其平直托起至板上,平稳运送。

正确、安全、迅速地运送颅脑外伤或脊柱骨折的伤员,往往是抢救伤员使之康复成功与否的关键。

【相关文献】

[1]杨富强,李锡冲,李磊.大型厂房空调通风系统设计[J].工程建设与设计,2004(12):31-34.

[2]孙一坚.工业通风[M].北京:中国建筑工业出版社,1994.

[3]林太郎(日).工业通风[M].孙一坚译.北京:中国建筑工业出版社,1986.

[4]马中飞.工业通风与除尘[M].北京:化学工业出版社,2006.

[5]王萌,徐奇,周健伟.工位空调系统组成探讨[J].制冷与空调, 2009,23(2):119-124.

[6]徐剑平.关于诱导通风系统的研究与应用探讨[J].制冷空调与电力机械,2007,28:44-46.

[7]易素君,孙树东.工厂空调风机的节能分析[J].机械管理开发, 2009,24(2):38-39.