0 引言
空调送风系统是涂装生产线的一个部分，用于将车间外的空气，在不同的季节经过不同的工艺处理后送往各指定送风点，达到涂装车间对温度、湿度、洁净度及车间正压防尘的要求。为得到高级的外观装饰性涂装，送风系统是不可缺少的，在摩托车、汽车车身涂装线上，其设备费占喷漆设备的三分之一以上。因此，空调送风系统设计对中高档涂装线是相当重要的。
空调送风系统的设计一般有以下7个步骤：整合设计条件及要求、选择处理工艺、计算送风量、计算能耗、设备选型、设计送风管、设计送风柜体尺寸及内部结构。本文以越南VAP公司铝件喷漆线中喷房空调送风系统为例，介绍空调送风系统的设计方法。
1 整合设计条件及要求
设计条件一般由业主提出，包括当地的气候条件、送风点、送风要求、控制方法等。送风要求包括干球温度、相对湿度和洁净度。一般以冬季作为低温设计条件，以夏季作为高温设计条件。
VAP公司地处越南首都河内市市郊，当地为热带季风气候，其设计条件及要求具体如表1。
表1 设计条件及要求
送风点主要是喷漆室及其前后室体、通道，包括遮蔽室、气吹室、底漆喷漆室、底漆流平通道、底漆侧室、面漆喷漆室、面漆流平通道、调漆室、水烘炉后通道、手补喷漆室。
2 选择处理工艺
处理工艺包括改变温度、改变相对湿度和提高洁净度三大类，前两类有加热、冷却、水喷淋、蒸汽喷淋四种方法，后一类有过滤和水喷淋二种方法。设计时要根据业主的送风要求和投资预算，选择必要的处理工艺进行组合。一般过滤是必不可少的，温度控制是中等档次的要求，相对湿度控制则是更高档次的要求，即设计大致分为过滤型、控温型和控温控湿型3种，档次越高，设备一次性投入及运行成本就越高。
根据表1，本空调送风系统为控温控湿型系统，选择的处理工艺如表2所示。
表2中一次加热和冷却两个工艺不同时使用，但可以都不使用。在冬季(天气寒冷时)使用工艺1、2、3、4、6；在夏季(天气炎热时)使用工艺2、3、4、5、6；在温度适中、相对湿度很大的梅雨季节，使用工艺2、3、4、5、6达到降低湿度的目的；在温度适中、相对湿度很小的秋季，使用工艺2、3、4、6达到增加相对湿度的目的。
表2 处理工艺表
3 计算送风量
根据各送风点的室体长度、宽度、高度，按一定送风速度或换气次数计算出该室体的排风量，再按送风量等于或略大于排风量计算出送风量，合计得到总送风量。
例1：底漆喷漆室尺寸(L×W×H)为10000 mm×4500mm×4700mm，送风速度V=O.4 m／s，则排风量为：L×W×V=10×4.5×0.4×3600=64800(m3/h)，取8％余量，送风量为70000m3／h。其中L表示长度，m；W表示宽度，m；H表示高度，m；下文相同。
例2：遮蔽室尺寸(L×W×H)为3000mm×4000mm×4000mm要求换气次数，n为1回／min，则排风量为：Q=L×W×H =3×4×4×60=2880(m3／h)，取4％余量，送风量为3000m3／h。
同理可计算出其它各个送风点的风量，合计可得喷房空调总送风量为233000m3／h。
4 计算能耗
过滤工艺和送风工艺没有改变空气的温度或相对湿度，其他处理工艺都改变了空气的温度或相对湿度，表现在表3中为改变了“焓值i”或“含湿量M”。焓值的改变体现了空气能量的改变，可以根据焓值差来计算每一个处理工艺的能耗。
表3 焓湿表
备注(1)表中“等湿”或“增湿”，是指含湿量，而不是相对湿度；(2)表中的数据除了水喷淋后和冷凝后的相对温度为经验数据外，其他数据均为查表所得。
(1)冬天一次加热的功率为
P1= P1×Q(i2-i1)=1.265×233000×(48.36-35.24)／3600=1074.2(kW)
其中：P1为空气的密度，kg／m3。：口为空调柜总送风量，m3／h；i，为焓值，下文相同。
(2)冬天二次加热功率为
P2= P1×Q(i3-i2)=1.265×233000×(51.61-48.36)／3600=266.1(kW)
(3)夏天冷凝功率为
P3= P1×Q(i4-i3)=1.265×233000×(92.8-69.78)／3600=1884.7(kW)
(4)夏天二次加热功率为
P4= P1×Q(i6-i5)=1.265×233000×(74-69.78)／3600=345.5(kW)
以上可见，二次加热的最大功率出现在夏天，而不是冬天，以它作为换热器的设计功率。
(5)喷淋水量为
Qs=(P1/P2)×e×Q=(1.265/1000)×0.8×233000=235.8(m3/h)
其中：p为水的密度，kg／m；e为水空比(即处理1kg空气所需水量的公斤数)。
5 设备选型
从某种意思上说，外购设备选型是否正确与合适，决定了空调柜系统的性能能否达到设计要求。下面根据上文计算出来的数值，对主要外购设备进行选型。
(1)送风机
根据送风量和全压来选择送风机，全压须大于或等于各处理工艺的压力损失及送风管压力损失之和。根据工程测量值，各工艺的最大压力损失如下：
一次加热150Pa，初帘过滤250Pa，中帘过滤250Pa，水喷淋200 Pa，冷凝5O Pa，二次加热50Pa，送风管300Pa，压损之和为1250Pa。
选用国内ST品牌、型号为“KHF1800”的双进风离心通风机，其参数为送风量240000m3／h，全压1350Pa，功率110kW。
(2)喷淋水泵
根据喷淋水量选水泵流量，一般保留10％以上的余量，再根据管道及喷嘴数量选择扬程，一般必须大于15m选用国内KF品牌、型号为“XA125／26”的单级卧式离心泵，其参数为流量260m3/h，扬程20m，输入功率22kw。
(3)冷水机组
根据计算得到的夏天冷凝功率来选择冷机的制冷量，同时注意查表修正标准制冷量、输入功率、冷水水量、冷却水量。考虑到冷水机组在电压过低、外负载过大等极端情况下可能出现运行功率大于标称功率的情况，输入功率取标称功率的1.1倍。
选用日本HI品牌、型号为“RCUA600 WHYZ(一E) 螺杆水冷冷水机组，其标准制冷量为1944kW，查其制冷量表得到以下参数：当冷却水出水温度37℃、冷冻水出水温度7℃时，制冷量为1903kW，输入功率392.6kW，冷冻水流量163.6×2=327.2(m3/h)，蒸发器压差68 kPa，冷凝器放热量2296 kW，冷却水流量197.4×2=394.8(m3／h)，冷凝器压差40kPa。
(4)冷却塔
根据当地夏天室外干球温度、相对湿度查出对应的湿球温度，根据湿球温度、冷机要求的冷却水进出水温度(一般是32／37℃)、冷却水量，查出对应的冷却塔吨数及型号。
由当地夏天室外干球温度32℃、相对温度78％查出对应的湿球温度为28.7℃，冷却水进出水温度选择32／37℃，冷却水量394.8m3/h=6580L／min，选择台湾LC品牌、型号为“LRCH”的方型直交流式冷却塔，查得对应制冷吨数为700冷吨，当其湿球温度29℃、冷却水进出水温度32／37℃时，冷却水量为6778L／min，能满足冷水机组的要求。其功率为5.5kW×3=16.5 kW， 塔高3.73m。
(5)冷水水泵
根据冷水水量选水泵流量，一般小于或等于冷水水量(大于冷水水量时，可能出现冷机过负载的情况)，再根据管道及冷机蒸发器压损选择扬程，一般必须大于15m。
选用国内KF品牌、型号为“XA150／26”的单级卧式离心泵，其参数为流量324 m3/h，扬程20m，功率30KW。
(6)冷却水水泵
根据冷却塔循环水量来选水泵流量，一般保留大于10％余量，再根据管道、冷凝器压损、冷却塔与冷却水泵高度差来选择扬程，一般必须大于15m。
冷却塔循环水量6778L／min=407m3／h，取10％余量，水泵水流量为440m3/h，选用国内KF品牌、型号为“XA200／26”的单级卧式离心泵，其参数为流量440 m3／h，扬程2Om，功率55KW。
(7)燃烧机
根据一次加热的功率来选择燃烧机的加热功率，考虑热损失，一般保留大于5％余量。
选用美国HA品牌、型号为“NP—LE AIRFL06”的直燃式新鲜空气加热器，其参数为最大加热功率1460kW，调节比30：1，燃料为LNG，主燃气管道直径DN50，点火管道直径DN15。
(8)换热器
换热器分成冷换热器和热换热器两种，前者用于降低空气温度，后者用于提高空气温度。根据表3中换热前后的空气状态，以及选择的冷机的冷水出水／回水温度、总送风量、通风面积、热源(或冷源)，计算换热器的功率并设计其规格尺寸，一般是将相关数据交给专业的换热器制造厂家，由其进行计算设计。
选择SW品牌、型号为“SWTL-3×40×2510×3.2-C”的冷水盘管换热器，6台并联使用，每台有120根换热管，形式为“铜管套铝片带憎水膜”，外形尺寸(L×W×W)为2600mm×1600mm×250mm。
6 设计送风管
送风总管的设计风速一般为10～12m／s，送风支管的设计风速一般为8～10m／s。按总管内风速相等及各送风支管风速相等进行送风管截面尺寸计算。送风管的末端——送风点出风口的风速可根据需要，适当变小。相同的送风管截面积，正方形周长最短，所以最节省材料。 但有时因为厂房高度不够或设备干涉的原因，送风管选择矩型。送风管走向尽量选择使送风管长度最短及送风管与其他设备没有干涉的方案。
例3：总送风量233000m3／h，设计送风总管风速为1O.6m／s，则送风总管截面积=S=V/v=233O0O／(3600×10.6)=6.1(m2)正方形尺寸为2500mm×2500mm，但因与排风管干涉，必须减小送风管高度，最终选择矩型尺寸3200mm×1900mm。
7 设计柜体尺寸及内部结构
空调柜体的宽度和高度，实质是截面积，取决于空调柜的总送风量和截面风速；截面风速受限于空气过滤器，由于目前市场上通用的过滤器设计风速都在2.5m／s左右，所以截面风速一般选择2.5m／s。当放置场地高度不足时，可调整高宽比；空调柜体的长度取决于处理工艺，工艺段越多，长度越大。
选择NL品牌卷绕式过滤器中额定单位通风量80000m3／h的一款产品，3套产品并联使用，组合后产品尺寸(W×H×D)为5487mm×5181mm×640mm。其中D表示深度，下文相同。
选择FA品牌卷绕式过滤器中额定单位通风量4250m3／h的一款产品，64套产品并联使用，组合后产品尺寸(W×H×D) 为5180mm×5110mm×610mm。
考虑空调柜体板、底座及安装间隙，得到空调柜宽度和高度为56O0mm×5350mm。
采用单位长度为113Omm的预制板拼装空调柜体，一次加热段、初效过滤段、中效过滤段、冷却段、二次加热段的长度均为1130mm，水喷漆段长度为2260mm，送风段长度为4520mm，所以空调柜长度为1130×5+2260+4520=12430(mm)。
送风柜内部结构包括燃烧机风速调节板、过滤器架、均流板、喷淋水管、喷淋水槽、挡水板、换热器架及维修门、维修平台等。均流板、喷淋水管、喷淋水槽及挡水板一般采用304不锈钢材质，其他结构采用镀锌材质。喷淋水管的设计与喷咀的选型有关，要保证全部喷咀喷出的水雾能完全覆盖整个通风面。
8 结语
要做好空调送风系统的设计，就要把握好处理工艺的选择、能耗计算、设备选型这三个重要步骤。同时，还要不断结合工程实施的效果、存在问题以及新材料和技术的应用进行优化设计，使空调送风系统向轻量化、模块化、节能化方向发展。
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