通风与空调

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《焙烤工业实用手册》第787页（3840字）

通风与空调的设计内容包括：车间的夏季空调或降温、设备或工段的排气和通风以及某些物料的风力输送等。通风与空调的目的是为了改善工人的劳动条件，保证产品质量，防止建筑物的发霉，改善工厂卫生。

(一)通风与空调的一般规则

1．优先考虑自然通风

食品生产车间的方位应根据车间的主要进风面和建筑形式，按夏季最有利的风向进行布置，使之最有利于自然通风。同时，要从卫生的角度考虑，防止外界有害气体或粉尘的进入。

2．人工通风

当自然通风达不到应有的要求时，要采用人工通风。当夏季工作地点的气温超过当地夏季室外计算温度3℃时，每人每小时应有的新鲜空气量应不小于20～30m³／h。当工作地点的计算温度大于35℃时，应设置岗位吹风。吹风的方向应从工人前侧上方倾斜吹到人体的头、颈和胸部。吹风的风速在轻作业时为2～5m／s，重作业时为3～7m／s。另外，在有大量蒸汽散发的工段，不论其气温高低，均需考虑机械排风。

3．空调车间的温湿度要求

空调车间的温湿度要求，随产品的性质或工艺要求而定，焙烤食品工厂的有关指标可参照表5－3－24中其他食品厂的数据，提出焙烤食品各有关车间的温湿度的具体要求。一般温度要求为22～28℃，其中包装车间可低一些，原料处理车间可高些，而烘焙车间则以通风为主，不安装空调设备。

表5－3－24 食品厂生产车间的温度和湿度

4．空气净化

食品厂的某些工段，如焙烤食品厂的包装间、乳品厂乳粉粉碎间及无菌消毒牛奶、软饮料的无菌包装间等，对空气卫生要求特别高，空调系统送风要考虑空气的净化，常用的净化方式为过滤进风。

(二)空调设计的计算

空调设计的计算包括夏季冷负荷计算、夏季湿负荷和送风量计算。

1．夏季空调冷负荷计算

Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆+Q₇+Q₈

式中 Q₁——需要空调的房间的围护结构耗冷量(kJ／h)，主要与围护结构材料和导热系数K有关；

Q₂——渗入室内的热空气的耗冷量(kJ／h)；

Q₃——热物料在车间内的耗冷量(kJ／h)；

Q₄——热设备的散热量(kJ／h)；

Q₅——人体散热量(kJ／h)；

Q₆——电动设备的散热量(kJ／h)；

Q₇——人工照明散热量(kJ／h)；

Q₈——其他散热量(kJ／h)。

2．夏季空调湿负荷计算

(1)人体散湿量W₁(kg／h)：

W₁=n·W

式中 n——为人数；

W——为一个人散发的湿量(kg／h·人)。

(2)潮湿地面的散湿量W₂(kg／h)：

W₂=0．006(t_B－t_m)·F

式中 t_B、t_m——分别为室内空气的干、湿球温度(℃)；

F——蒸发面积(m²)。

(3)开口设备的散湿量W₃(kg／h)：

式中 a——扩散系数；

v——水面上部气流速度，无通风装置时，取0．2～0．5(m／s)；

F——蒸发表面积(m²)；

p₂——水温在蒸发表面温度下饱和空气水蒸气分压(Pa)；

p₁——车间空气中的水蒸气分压(Pa)；

p——实际大气压(Pa)。

(4)渗入空气带进的湿量W₄(kg／h)：

式中 G——渗入空气量(kg／h)；

d_H、d_B——分别为室内外空气含湿量(kg／h)。

(5)总散湿量W(kg／h)：

W=W₁+W₂+W₃+W₄

3．送风量的确定

从室内总耗冷量Q和室内总散湿量W算出热湿比ε(ε=Q／W)，再根据车间空调要求的温度f_B和相对湿度φ₀，查出室内空气热焓I_B，最后按下式计算送风量：

G=Q／(I_B－I_K)

式中 I_B、I_K——室内空气热焓及空气处理后状态点的空气热焓(kJ／kg)。

I_K的确定如下：根据空调所要求的室内温度和湿度，在空气热焓及含湿量即I－d图上定出B点，过B点依已知热湿比相对的斜线做一平行线，与相对湿度90%(K点φ值一般为90%～95%)的曲线的交点即得K点，由此可查出I_K值。

送风量确定后，可求出总需冷量：

Q_i=G(I_C－I_K)

式中 Q_i——总的需冷量(kg／h)；

I_C——室内外空气混合点的空气热焓(kJ／kg)。

I_C的确定如下：根据室外空气的温度和相对湿度在I－d图上定出H点，连结B点和H点，在BH线上取C点，使BC／BH≥1／10，得出C点即可查出I_C值。但要核算10%的新鲜空气量能否满足每人30m³／h的要求。

(三)空调系统的选择

按空调设备的特点，空调系统分集中式、局部式或混合式三类。

1．局部式空调

局部式的主要优点：土建工程量小，易调节，上马快，使用灵活。其缺点：一次性投资较高，噪音也较高，不适于较长风道。

2．集中式空调

集中式空调系统主要优点：集中管理、维修方便、寿命长、初投资和运行费用较低，能有效控制室内参数。

集中式常用在空调面积超过400～500m2的场合。空气处理过程常由空调箱内的“冷却段”来完成。这种冷却段，可采用喷淋低温水，当要求较干燥的空气时，可采用表面或空气冷却器。这时，为了节能，除采用一次回风外，还可采用二次回风。若需进一步提高送风的干燥状态，可再辅以电加热或蒸汽加热。空调房间内一般应维持正压，以保持车间卫生。

3．混合式空调

混合式空调系统介于上述两者之间，即既有集中，又有分散，如诱导式和风机盘管等。

(四)空调车间对土建的要求

1．空调车间布置原则

尽可能减少邻室外方的围护结构，需要空调的车间尽可能集中，以减少邻室对空调车间的影响；车间建筑需满足气流组织、风管布置等方面的要求。

2．围护结构的热工要求

(1)空调车间对屋顶、墙、楼板的导热系数K值的要求(见表5－3－25)。

表5－3－25 围护结构的导热系数K(W／m·K)

(2)空调车间对窗的要求是尽量避免东西向窗，尽可能减少窗面积，外窗应设双层窗，南向还应有遮阳设施。

(3)空调车间内部装饰要求：整洁度较高时，可设吊平顶。平顶材料应不易吸潮和长霉，墙面要求不易积灰，保持清洁。