采暖与通风设计的主要内容有:车间与辅助室的冬季采暖、夏季空调降温,某些食品工艺过程中的保温或干燥,某些设备或车间的排气与通风,一些物料的风力输送等。
一、采暖的一般规定
(一)国家标准
按国家规定,凡日平均温度≤5℃的天数,历年平均为90d以上的地区,为集中供暖的地区。食品厂的供暖也按此标准执行,设计时可查阅全国各主要城市室外气象资料。非采暖地区的食品厂中,某些生产或辅助用室,因使用或卫生方面的要求也需考虑采暖,如更衣室、浴室、医务室、女工卫生室、烘衣房等。
(二)室内计算温度
按照国家有关规定,设计集中供暖时,当生产没有特殊要求时,冬季室内工作点的计算温度(通过采暖应达到的室内温度)应符合表5-7的要求,辅助用室的冬季室内气温应符合表5-8的要求。采暖地区非工作时间内,宜按5℃设计车间值勤采暖,以免设备冻裂。当生产工艺有特殊要求时,采暖温度则应按要求而定。如肉禽罐头保温间为37℃,果蔬罐头保温间为25℃。
表5-7 车间内冬季气温要求表
表5-8 辅助用室冬季室内气温要求表
二、采暖系统热负荷计算
精确计算采暖系统耗热量公式繁杂,在此不再赘述,可用下列公式概略计算耗热量:
Q=PV(Tn-Tw)
式中 Q——耗热量,kJ/h;
P-—热指标,kJ/(m2·h·K)(有通风车间P=1.0,无通风车间P=0.8);
V——房间体积,m3;
Tn——室内计算温度,K;
Tw——室外计算温度,K。
三、采暖方式
食品厂采暖一般以蒸汽或热水作为热媒。生活区常用热水,如生产工艺用汽量远远超过采暖用汽量时,主车间采暖一般选择蒸汽(工作压力0.2MPa)作为热媒。
采暖方式一般有热风采暖、散热器采暖和辐射采暖等几种。食品厂大多采用散热器采暖,夏季有空调要求的车间或车间单元体积大于3000m3时,宜采用热风采暖。热风采暖时,工作区域风速宜为0.15~0.3m/s,热风温度30~50℃。
四、通风与空调的一般规定
为改善工人的劳动条件,保证产品质量,食品厂的生产车间在高温季节需设置通风或空调。通风和空调的一般规则如下。
(一)优先考虑自然通风
为节约能耗和减少噪声,应尽可能优先考虑自然通风。车间的方位应根据车间的主要进风和建筑形式,按夏季最有利的风向进行布置。同时还要从卫生角度考虑,防止外界有害气体或粉尘进入。
(二)机械通风
当自然通风达不到要求时,也要采用机械通风。当工作点的计算温度大于35℃时,应设置岗位吹风,吹风方向应从工人前侧上方倾斜吹到人体的头、颈和胸部。
(三)夏季工作地点空气温度规定
食品厂夏季工作地点的空气温度应符合表5-9的要求。
表5-9 车间工作地点夏季空气温度
(四)新鲜空气量标准
每人每小时应有的新鲜空气量标准如表5-10所示。
表5-10 新鲜空气量标准
(五)有关车间的温湿度要求
食品厂车间的温湿度要求随产品性质或工艺要求而不同。一些生产车间的温湿度要求,可参考表5-11所示。
表5-11 食品工厂有关车间的温湿度要求
五、空调设计的简要计算
空调设计的计算包括夏季冷负荷计算、夏季湿负荷计算和送风量计算。
(一)夏季空调冷负荷计算(www.xing528.com)
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8
式中 Q1——房间围护结构耗冷量,kJ/h(主要取决于围护材料的导热系数k);
Q2——渗入室内的热空气的耗冷量,kJ/h(主要取决于新鲜空气量和室内外气温差);
Q3——热物料在车间内的耗冷量,kJ/h;
Q4——热设备的耗冷量,kJ/h;
Q5——人体散热量,kJ/h;
Q6——电动设备的散热量,kJ/h;
Q7——人工照明的散热量,kJ/h;
Q8——其他散热量,kJ/h。
(二)夏季空调湿负荷计算
W=(W1+W2+W3)/1000
式中 W——总散湿量,kg/h;
W1——人体散湿量,kg/h;
W2——潮湿地面散湿量,kg/h;
W3——其他散湿量,kg/h。
(三)送风量的确定
(1)根据总耗冷量和总散湿量计算热湿比ε:
ε=Q/W(kJ/kg)
(2)确定送风参数:根据空调室温允许波动范围及层高,确定送风温差Δtn-K(送风温差与室温差宜为6~8℃)。在I-d图上分别标出室内外状态点N和W(见图5-4),由N点根据ε值及Δtn-K值,标出送风状态点K(K点相对湿度一般为90%~95%),K点所表示的空气参数即为送风参数。
图5-4 夏季空气处理过程在I-d图上的表示
(3)确定新风与回风的混合点C:如图5-4所示,混合点C一定在N与W的连线上。且有下列关系:
(4)确定送风量G:
G=Q/(In-Ik)
式中 In、Ik——分别为室内空气及空气处理终了时的焓,kJ/kg。
六、局部排风
食品生产的热加工工段,散发的余热和水蒸气较多,特别是热烫、预煮、油炸、浓缩、排气、杀菌等开口加热设备。如不将这些余热及水气及时排除,不仅使车间的温湿度升高,而且还会使墙面或顶棚滴水发霉。为此,对这些工段应采取局部排风。
排风设备主要有排气风扇、轴流风机和离心风机等。单层厂房还可采用气楼,有些设备如烘箱、烘房、预煮机等可设专门封闭排风管排出室外,有些开口面积较大的设备如夹层锅、油炸锅等可设伞形排风罩接排风管。
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