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【摘 要】烟草行业中使用的存储立体高架库内的空调系统实际运行效果不佳，空气的温湿度达不到工艺要求会对材料的质量造成不利影响。为满足对恒温恒湿空气调节的要求，本文分析设计了一种顶部送风底部回风的空调控制系统。
【关键词】烟草行业；立体高架库；恒温恒湿；空调控制系统
一、立体高架库概述
1.烟草行业中的立体高架库特点概述
立体高架库是生产物流体系中的一项重要设备，其主要功能在于通过计算机控制、电气自动化系统以及相关设备等实现产品的快速、高效、合理存储。卷烟厂的立体高架库一般具有放置十至十二层货架的层高，大致为21m～24m左右；库位多；货架之间的空间设置紧凑，约1.4m左右，中间为堆垛机轨道；顶层货架与库订距离小，通常只有1m左右；还有就是根据卷烟材料的内在需求对库进行恒温恒湿控制，不同工艺特点高架库的数据不一定相同，大致来讲夏季要求有25±2℃，60±5%RH，冬季要求22±2℃，60±5%RH。上述特点就为如何在立体库中的空调系统中布置风管和形成良好的气流组织造成了较大的困难。
2.当前高架库空调系统中的几种常见气流组织方式概述
当前的高架库空调系统中主要使用3中气流组织方式：侧送侧回方式、上送侧回方式、上下送侧回方式。但是这三种方式在应用中均存在一定的问题。第一种方式在货架上装满货物的状态下，水平方向的送风气流会收到货物的阻挡，进而导致库内气流组织不均匀；第二种方式，鉴于高架库高度较高，而顶部喷射式送风口的送风气流的水平中心距离与货物只有0.7m，容易导致送风与库内空气有6～7°的温差，造成在垂直方向上产生温度梯度；第三种方式虽然气流组织方式较好，但是由于风管安装空间、控制调节阀安装的位置会确定调节灵活度等因素的影响，导致这种方式有其应用局限性。
3.高架库的结构特点及其空调系统的特殊性分析
由于高架库的空间较大，这就要求其空调系统无法采用常规的送风回风方式；库内空间充满了货架和堆垛机，这就造成了空调送风回风管道很难覆盖到库的中心地带，进而难易保证高架库内的温湿度均衡；烟草行业高架库内物料存储的特殊性决定了物料在库内的存储范围为全空间性的，这就要求空调系统要保持整个库的恒温恒湿状态；货架上存储的烟草物料特点，要求空调系统的送风速度不宜过大，热湿负荷不宜过强。
鉴于上述分析，本文提出一种利用顶部局部孔板送风，利用底部回风的气流组织方式。该方式可以形成类似活塞效应的送风回风体系，帮助维持立体高架库的恒温恒湿。
二、局部孔板送风气流组织规划
本改造方案为在立体货架的正上方设置孔板送风静压箱。箱底的高度约为19m，顶部利用现有的屋顶。局部孔板位于相邻货架的建个空间的正上方，也就是在堆垛机操作空间的正上方。每条局部孔板的尺寸设置为1.2m宽，38m长。回风设置在部分货架底部以及围护结构四周的底部。
三、空调系统规划及具体送风量计算
为满足孔板送风所需要的送风量，应该采用循环风机和组合式空气处理机串联的方式，空气处理机用来负责消除高架库内的热湿负荷，然后将处理过的空气送入循环风机，由于本系统采用孔板送风，故循环风机可以选用大风机，以满足风量、断面风速、送风温差的要求。考虑到要保证循环风机和组合式空调机的风量能够随室内热湿负荷的变化而变化，两种设备均应采用变频式。
至于空调送风量的计算应该包括以下几方面：夏季冷负荷、冬季热负荷、全年空气处理焓湿分析、空调送风量分析等。
在夏季冷负荷分析中，考虑到地面为不保温地面，窗户面积较小可以忽略窗户传热，依据《空气调节设计手册》中对冷负荷的计算方法，假设照明功率为9.3Kw，外墙、地面传热、照明发热量总计为80Kw，设备发热量为40Kw，若安全系数为1.5，则夏季总的冷负荷量为180Kw。
在冬季热负荷量计算中，依据《供热工程》计算得到维护结构的基本传热量为131Kw，鉴于立体空调库的空间较大，可能会加大室外风速，设置修正耗热量为5%，故可得到冬季总热负荷为138Kw，若安全系数仍旧为1.5，则冬季总的热负荷为207Kw。
在全年空气处理焓湿图中，假定无高架库设备产湿量，无人员产湿量，空调系统应该保持室内15Pa的正压以防止库外空气通过门窗缝隙进入库内，影响库内温度和湿度。鉴于辅料配盘区与高架库是相互连通的，故在设计正压风量时，应该将两个车间作为一个整体来考虑。若辅料配盘区与辅料高架库总体积为18860m3，则新风量可以取为2.5×104m3/h，若规定新风量换气频率为1.2次每小时，则新风量占组合式空氣处理机组总风量12×104m3/h的21%。
空调送风量考虑夏季最不利情况，若采用上述总风量，假设最低出风温度为17°，因为本系统采用孔板送风，取孔板送风温差为3°，则可以根据公式计算得到循环风机的风量为：
然后根据上值选用合适的循环风机，满足送风要求。
总结
本文通过讨论一种采用顶部局部孔板送风、底部回风的气流组织方式实现了立体高架库的类活塞效应气流组织方式。利用循环风机的作用加大了立体高架库的空气换气次数，保证了库内的恒温恒湿要求，基本满足了烟草存储对环境的工艺要求。
【关键词】烟草行业；立体高架库；恒温恒湿；空调控制系统
一、立体高架库概述
1.烟草行业中的立体高架库特点概述
立体高架库是生产物流体系中的一项重要设备，其主要功能在于通过计算机控制、电气自动化系统以及相关设备等实现产品的快速、高效、合理存储。卷烟厂的立体高架库一般具有放置十至十二层货架的层高，大致为21m～24m左右；库位多；货架之间的空间设置紧凑，约1.4m左右，中间为堆垛机轨道；顶层货架与库订距离小，通常只有1m左右；还有就是根据卷烟材料的内在需求对库进行恒温恒湿控制，不同工艺特点高架库的数据不一定相同，大致来讲夏季要求有25±2℃，60±5%RH，冬季要求22±2℃，60±5%RH。上述特点就为如何在立体库中的空调系统中布置风管和形成良好的气流组织造成了较大的困难。
2.当前高架库空调系统中的几种常见气流组织方式概述
当前的高架库空调系统中主要使用3中气流组织方式：侧送侧回方式、上送侧回方式、上下送侧回方式。但是这三种方式在应用中均存在一定的问题。第一种方式在货架上装满货物的状态下，水平方向的送风气流会收到货物的阻挡，进而导致库内气流组织不均匀；第二种方式，鉴于高架库高度较高，而顶部喷射式送风口的送风气流的水平中心距离与货物只有0.7m，容易导致送风与库内空气有6～7°的温差，造成在垂直方向上产生温度梯度；第三种方式虽然气流组织方式较好，但是由于风管安装空间、控制调节阀安装的位置会确定调节灵活度等因素的影响，导致这种方式有其应用局限性。
3.高架库的结构特点及其空调系统的特殊性分析
由于高架库的空间较大，这就要求其空调系统无法采用常规的送风回风方式；库内空间充满了货架和堆垛机，这就造成了空调送风回风管道很难覆盖到库的中心地带，进而难易保证高架库内的温湿度均衡；烟草行业高架库内物料存储的特殊性决定了物料在库内的存储范围为全空间性的，这就要求空调系统要保持整个库的恒温恒湿状态；货架上存储的烟草物料特点，要求空调系统的送风速度不宜过大，热湿负荷不宜过强。
鉴于上述分析，本文提出一种利用顶部局部孔板送风，利用底部回风的气流组织方式。该方式可以形成类似活塞效应的送风回风体系，帮助维持立体高架库的恒温恒湿。
二、局部孔板送风气流组织规划
本改造方案为在立体货架的正上方设置孔板送风静压箱。箱底的高度约为19m，顶部利用现有的屋顶。局部孔板位于相邻货架的建个空间的正上方，也就是在堆垛机操作空间的正上方。每条局部孔板的尺寸设置为1.2m宽，38m长。回风设置在部分货架底部以及围护结构四周的底部。
三、空调系统规划及具体送风量计算
为满足孔板送风所需要的送风量，应该采用循环风机和组合式空气处理机串联的方式，空气处理机用来负责消除高架库内的热湿负荷，然后将处理过的空气送入循环风机，由于本系统采用孔板送风，故循环风机可以选用大风机，以满足风量、断面风速、送风温差的要求。考虑到要保证循环风机和组合式空调机的风量能够随室内热湿负荷的变化而变化，两种设备均应采用变频式。
至于空调送风量的计算应该包括以下几方面：夏季冷负荷、冬季热负荷、全年空气处理焓湿分析、空调送风量分析等。
在夏季冷负荷分析中，考虑到地面为不保温地面，窗户面积较小可以忽略窗户传热，依据《空气调节设计手册》中对冷负荷的计算方法，假设照明功率为9.3Kw，外墙、地面传热、照明发热量总计为80Kw，设备发热量为40Kw，若安全系数为1.5，则夏季总的冷负荷量为180Kw。
在冬季热负荷量计算中，依据《供热工程》计算得到维护结构的基本传热量为131Kw，鉴于立体空调库的空间较大，可能会加大室外风速，设置修正耗热量为5%，故可得到冬季总热负荷为138Kw，若安全系数仍旧为1.5，则冬季总的热负荷为207Kw。
在全年空气处理焓湿图中，假定无高架库设备产湿量，无人员产湿量，空调系统应该保持室内15Pa的正压以防止库外空气通过门窗缝隙进入库内，影响库内温度和湿度。鉴于辅料配盘区与高架库是相互连通的，故在设计正压风量时，应该将两个车间作为一个整体来考虑。若辅料配盘区与辅料高架库总体积为18860m3，则新风量可以取为2.5×104m3/h，若规定新风量换气频率为1.2次每小时，则新风量占组合式空氣处理机组总风量12×104m3/h的21%。
空调送风量考虑夏季最不利情况，若采用上述总风量，假设最低出风温度为17°，因为本系统采用孔板送风，取孔板送风温差为3°，则可以根据公式计算得到循环风机的风量为：
然后根据上值选用合适的循环风机，满足送风要求。
总结
本文通过讨论一种采用顶部局部孔板送风、底部回风的气流组织方式实现了立体高架库的类活塞效应气流组织方式。利用循环风机的作用加大了立体高架库的空气换气次数，保证了库内的恒温恒湿要求，基本满足了烟草存储对环境的工艺要求。