摘要：电子厂房是多见的现代工业生产基础设施，其工作环境的优化也是社会发展的直接要求。基于此，本文以暖通空调节能设计在电子厂房中的应用作为研究重点，分别给出暖通空调节能设计思路、具体应用方法，包括太阳能设计、水冷设计、蓄能设计等，以期通过研究明晰理论，为后续电子厂房暖通工作提供参考。
关键词：暖通空调；节能设计；电子厂房；蓄能设计
前言：空调在现代社会生产、生活中应用广泛，可提升环境的舒适性，实现温度的人工调节。因空调存在能耗较大的问题，各地均在尝试通过技术手段实现空调节能，不同技术投入实践后，效果参差不齐。就电子厂房而言，其暖通空调的节能设计依然存在优化空间，分析相关设计思路和应用方式具有一定的现实意义。
1.暖通空调节能设计思路
1.1能源的高效运用
应用于电子厂房中的暖通空调，其能源运用效率评估缺乏可视化指标，可能存在浪费和不合理使用的情况，尝试提升暖通空调节能设计效果，基本思路之一为提升能源的运用效率。如面积为200平方米的小型厂房，应用输入功率为11千瓦的中央空调进行夏季降温作业，理论上可在30min内完成温度调节。实际工作中，可计算该厂房温度下降的标准时间，设计更具科学性的空调节能计划，如午间休息时提前10分钟关闭空调、工作开始阶段提前20分钟启动空调等，满足温度调整要求的同时，不会造成能源浪费。
1.2多样能量来源
目前我国各地的暖通空调，普遍采用交流电作为能量来源，电子厂房同样如此。以节能设计为目标，可设法增加能量来源，如借助太阳能、水能辅助进行温度调节。20世纪后期，德国学者在慕尼黑的实验室中对低能耗住宅进行研究，率先提出了借助太阳能加强空调节能设计的思路，原理上看，太阳能的持续存在可保证能源来源的可靠性，借助能量板（光电转化设备）完成太阳能的收集后，将其储存于蓄电池中，存在使用需要时，可通过蓄电池进行供电辅助，降低单一应用电力系统供电的能耗需要[1]。
1.3合理进行位置选取
电子厂房面积较大时，冷空气的流通、冷热交换行为可能受到阻碍，影响降温/升温效果。可在后续工作中，结合厂房的建设态势、温度调节需要合理选取空调安装位置，间接实现节能设计[2]。如某厂房设计上为长方形，可通过计算获取厂房的几何中心，在该位置放置柜式中央空调。对面积比较小的厂房，则建议应用挂式空调，同样选取结合中心位置进行布置，如果厂房面积较大，可根据空调匹数和制冷能力设置若干分机，提升制冷效果。
2.暖通空调节能设计在电子厂房中的应用方式
2.1太阳能设计
在电子厂房中，暖通空调节能设计的应用方式较为多样，太阳能设计的技术较为成熟，其应用思路见图1：
图1 太阳能空调设计
该设计中，太阳能电池板直接负责进行光电转换，并作用于水空调，使水空调获取能量来源进行室内温度调整，自吸泵则抽取井水，通过水进行能量的存储和释放。该空调系统应用于电子厂房时，应做好参数的选取。假定厂房面积为300平方米，中央空调功率为12千瓦，日间光照角度平均为38°，可设置面积在20-30平方面的太阳能电池板，电池板角度应可实现60°的自由调整。水空调设置A、B两个水箱，容积为120升到160升，自吸泵作业取间断式，完成水箱补水后，即可停止作业。默认每天早间8:00时启动空调，到晚间17:00时关闭，在此期间，太阳能可持续向空调提供14-16千瓦的能量，满足12千瓦中央空调持续1-1.3h作业需要。太阳能空调的弊端在于，如果存在阴雨天气，无法进行能量收集，且需要做好电池板的防护，工作较为繁琐。
2.2水冷设计
水冷设计主要用于暖通空调降温作业，可提升降温效果，降低能耗、实现节能。如多见的闭路水循环空调，可降低民用建筑空调能耗水平1%-3%。就电子厂房而言，因作业范围较大，单一应用屋顶部闭路水循环系统，作用往往不理想，可在现有水冷设计的基础上，发挥综合制冷效果，仅以水冷系统作业常规空调的辅助。如厂房面积为500平方米，应用20千瓦的中央空调进行制冷作业，空调可设计在厂房的中央位置，额外于厂房地下设置闭路水循环管道，于管道的某一端提供少许动力，推动水循环，在此基础上，设置蛛网架构，以空调所在区域为核心，使管道呈现逐层分布的特点，来自空调的冷空气，可在降低室温的同时，将多余能量传递至闭路水管处，同步降低水管内部水的温度。人员在厂房内工作时，足部温度可小幅降低，从而减少对中央空调制冷的依赖。在500平方米大小的厂房中，拟应用内径为5-8cm的管道为主建立闭路循环系统，管道以中央空调所在位置为核心，呈“O”形逐层向外扩展，两层管道距离2.5m。管道采用金属套管和复合材料内芯模式，通过金属套管实现能够传递，以符合材料避免管道腐蚀问题。该模式下，厂房夏季的中央空调能耗可降低2%-5%左右。
2.3蓄能设计
蓄能设计是指将电子厂房内的多余能量进行存储，用于辅助空调作业。电子厂房内多余能量类别多样，如机械能、热能等，这些能量的收集方式与常见电动机相同，如用于生产的机械设备，其在作业过程中产生的有用功，约有10%-30%会无谓损耗，可在对应机械处设备独立发电装置，将设备产生的能量转化为电能，存储于蓄电池中，所有设备的蓄电池，以有线方式进行连接，并通过CAN总线系统通过计算机进行控制，以面积为500平方面，存在10台设备的厂房为例，设备功率默认为10千瓦，则每日可收集的电能为12-15千瓦左右，设该厂房尝试将工作温度由30摄氏度降低至25摄氏度，中央空调功率为40千瓦，则收集所获电能可持续作业20-25min，减少传统空调能耗8-12千瓦时。蓄能设计的特点在于可长期发挥作用，弊端在于前期投入较大，因此包括国内电子厂房在内，各过对蓄能设计的重视程度均较为有限。以降低能耗为追求目标，可将蓄能设计、太阳能设计和水冷设计融为一体，依靠集成芯片统一进行程序控制，综合尝试降低厂房能耗水平。
总结：综上，现代电子厂房作业中，空调的应用普遍，可通过多种方式降低能耗水平。思路上看，暖通空调节能设计强调能源的高效运用，也重视能量来源的多样性和位置选取的合理性。具体方式上，可用于电子厂房的暖通空调节能设计包括太阳能设计、水冷设计、蓄能设计等，均可推广于后续工作中，降低能耗水平。
参考文献：
[1]占甜甜.建筑节能中暖通空调节能系统的现状和技术措施[J].居舍,2019(09):24.
[2]李东泽.试析绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用[J].中国设备工程,2019(03):150-152.
论文作者:范嘉欣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/1
标签：厂房论文; 空调论文; 作业论文; 节能论文; 太阳能论文; 能量论文; 暖通空调论文; 《基层建设》2019年第9期论文;