工程概况

作 为上海卷烟厂的主要建筑，联合实验生产工房呈U形布局，东西长448m，南北宽439m，总占地面积152587m2，总建筑面积257531m2。其中 工艺性生产车间区域建筑面积204925m2，主体部分（制丝及卷接包车间）采用大柱网大空间的网架结构，其他部分（生产辅房及高架库等）采用预应力钢筋 混凝土框架结构。

卷烟厂的主要生产过程都是在联合工房内完成的，主要包括烟片处理、叶丝加工、梗丝加工、掺配加香、膨胀烟丝、卷接包、滤 棒成型等工艺流程。联合工房是一个由片烟配方高架库、片烟入库区、烟梗备料区、预处理区、制丝车间、梗丝验证线、贮叶房、验证线贮叶间、二氧化碳膨胀烟丝 线、半成品丝暂存区、半成品丝箱贮库、掺配加香间、成品丝装箱区、贮丝房、卷接包车间、滤棒成型区、辅材搭配区、辅料平衡高架库、成品周转高架库、成品出 库区、辅料出库区、500kg/h实验线等以及不同功能的生产辅助用房组成的综合性烟草联合生产厂房。

该工程位于上海，上海属北亚热带季 风性气候，气候温和湿润。夏季空调干球温度34.4℃，湿球温度27.9℃，极端最高温度39.4℃；冬季空调干球温度－2.2℃，室外计算相对湿度 75％，极端最低温度－10.1℃。生产车间夏季空调总冷负荷为28000kW，其中显热负荷为19000kW，室内湿负荷为250kg/h；冬季空调总 热负荷为12270kW，最大加湿量为21000kg/h。

联合工房中大多数为工艺性生产车间，空调面积大、高度较高，不同工艺车间温湿 度要求也不同，大部分车间要求恒温恒湿。根据YC0009—2006《卷烟厂设计规范》，各典型车间的室内设计温湿度如表1所示。卷烟厂主要生产车间夏季 冷负荷的70％～80％来自于设备及照明散热，20％～30％来源于人员和围护结构。虽然部分车间（如制丝车间等）产湿量大，但车间工艺局部排风带走了大 量湿量，因此，卷烟厂显热负荷大、湿负荷小，室内热湿比趋近于无穷大。

表1联合工房典型车间室内设计温湿度

对于卷烟厂的联合工房，处理显热负荷所消耗的冷量占整个供冷季耗冷量的大部分。传统的空调方式采用7℃的低温冷水来承担显热负荷与湿负荷，实际上利用低品位的高温冷源就可以排走显热，这就可以提高制冷机的蒸发温度，制冷系统效率也得到提高。

联合工房冷热源方案

夏 季由动力中心制冷机房的离心式冷水机组提供2种参数的冷水。选用4台高温离心式冷水机组，提供12℃/17℃的高温冷水（实际运行过程中，要求高温制冷机 的出水温度可以达到16℃），单台制冷量为5200kW，冷却水供回水温度为32℃/37℃，机组电动机输入功率为811kW，COP为6.41。配备5 台冷水循环泵，四用一备，单台循环水泵流量为1000m3/h，扬程为36m，电动机功率为132kW。选用2台常规离心式冷水机组，提供7℃/12℃的 低温冷水（低温冷水机组的出水温度可以调低至5.5℃，并且保证机组在高效率工况下运行），单台制冷量为3868kW，冷却水供回水温度为 32℃/37℃，机组电动机输入功率为666kW，COP为5.8。配备3台冷水循环泵，两用一备，单台循环水流量为680m3/h，扬程为36m，电动 机功率为90kW。

空调水系统采用一级泵压差旁通控制变流量系统，在制冷系统分集水器的旁通管上设置压差控制电动阀，空调末端回水管上设 置压差控制电动两通阀。当空调负荷发生变化时，自动调节末端电动两通阀及分集水器旁通阀的开度，从而调节空调末端冷水的流量及分集水器旁通管流量，但制冷 机处流量保持恒定。在此过程中冷水循环泵的转速始终不发生变化，其流量也基本保持稳定，从而保证系统的安全正常运行。

冬季热源由动力中心的燃气蒸汽锅炉提供，通过3套板式换热机组提供70℃/50℃热水，接至制冷站的空调热水分集水器，再送入空调机组的加热盘管，对空气进行加热处理。

温度湿度独立控制空调系统新风除湿方案

冷凝除湿、固体吸湿材料除湿、溶液吸湿材料除湿等3种方法。溶液除湿效果好、能连续工作、兼有净化空气的功能，但设备复杂、初投资高、需要有高温热源、盐溶液耗量大；固体除湿设备较简单、投资与运行费用较低，但除湿性能不太稳定，并随使用时间的加长而下降，需要再生。

该 工程为工业厂房，要求除湿性能稳定、工作可靠、能够连续工作，最后采用低温冷水冷凝除湿方案。在新风除湿设计中，考虑到制取高温冷水的高温冷源效率较高， 为了减小新风除湿处理过程中的能耗，对冷凝除湿作了改进，首先采用高温冷水对室外新风进行预冷，然后再采用低温冷水对预冷后的新风进行深度除湿，能量梯级 利用，节能降耗。

温度湿度独立控制系统全空气处理方案

以 卷接包车间为例，新风均由新风处理机组单独处理，新风机组配置双表冷器，室外新风先经过高温表冷器（冷水供回水温度12℃/17℃）预冷至车间室内温度 （约21～22℃），再通过低温表冷器（冷水供回水温度7℃/12℃）深度除湿。处理好的新风通过新风管道送入对应的回风型空气处理机组，新风与回风混合 后通过高温表冷器（冷水供回水温度12℃/17℃）等湿冷却至送风状态点，然后送入车间空调区域。卷接包车间空气处理机组组段见图1。新空气处理焓湿图见 图2，表2为各状态点参数。

图1卷接包车间空气处理机组组段

图2卷接包车间夏季一次回风空气处理焓湿图

​表2各状态点参数

卷 接包车间夏季空调送风温差为4.5℃，总送风量Gz为1440000m3/h，其中新风量Gw为300000m3/h，新风比为20.8％。采用高温冷源 预冷所承担的新风冷负荷Q1为3603.36kW；采用低温冷源对新风深度除湿所承担的冷负荷Q2为1258.38kW。

对于新风的处理，高温冷源所承担的新风处理负荷占新风处理总冷负荷的比例η1为58.91%；一次回风处理过程，高温冷源所承担负荷占空调总负荷比例η2为65.92%。

在冬季，新风先由加热器预热至10℃，再送入对应的回风型空调机组，新风与回风混合后通过加热器（热水供回水温度70℃/50℃）等湿加热至计算送风温度，然后再经过干蒸汽等温加湿至送风状态点后送入车间空调区域。

在过渡季，新风先经过高温表冷器冷却（或加热器加热），再经过高压微雾加湿器加湿后送入对应的回风型空调机组，新风与回风混合后通过高温表冷器冷却（或加热器）处理，然后再经过干蒸汽等温加湿（若需要）至送风状态点后送入车间空调区域。

温度湿度独立控制空调系统运行控制策略

温度湿度独立控制空调系统配置完善的自动控制系统，可以根据室外环境的变化自动实现空气的各种工况处理，具体的温湿度控制要求如下。

1）温度湿度独立控制空调机组只需控制2个参数：新风处理后的含湿量和新回风混合后的送风温度，控制系统简单、可靠，可精确控制室内的温湿度，保证工艺生产对温湿度的严格要求。

2）夏季：通过控制新风段表冷器电动两通阀的开度调节表冷器的冷水流量使室内相对湿度恒定，通过控制混风后表冷器电动两通阀的开度调节表冷器的冷水流量使室温保持恒定。

3） 冬季、过渡季：通过控制加热器电动两通阀的开度调节加热器的热水流量使室温保持恒定。当阀全关而室温仍高于给定值时，将冷却塔提供的冷却水 （12℃/17℃）经由板式换热器和高温冷水循环泵输送至所需区域，真正实现利用自然冷源达到降温冷却的目的，缩短制冷机的运行时间，节能降耗。通过控制 干蒸汽加湿器电动两通阀的蒸汽流量使室内相对湿度恒定。

结论

1）采用高、低温离心式冷水机组分别制得供回水温度为12℃/17℃和7℃/12℃的2种冷水，高温离心式冷水机组COP值明显高于低温离心式冷水机组，制冷系统能效更高。

2）由于工业厂房对温湿度要求较高，且要求空调系统除湿性能稳定、运行可靠，故该工程采用冷凝除湿。设置独立的新风机组，先采用高温表冷器进行预冷，再采用低温表冷器进行深度除湿。卷接包车间高温冷源承担新风负荷的比例达到58.91％。

3）新风与回风混合后采用高温表冷器进行等湿冷却后再送入室内，避免了传统空调除湿和消除显热均采用低温冷源的弊端。卷接包车间高温冷源承担一次回风空调总负荷的比例达到65.92％。

4）联合工房温度湿度独立控制空调系统可避免夏季过度除湿造成的能源浪费，可以通过对新风系统出风工况的调整，实现室内相对湿度的精确控制，在满足工艺要求与节能之间寻求一种平衡。

5）由于室内除湿由新风系统独立承担，可只启用部分低温冷源实现新风除湿，有效解决梅雨季节的湿度控制问题。