汽车工厂总装车间通风空调设计探讨

摘要：通过现场观察汽车总装车间工艺线的组成及个工段工人的工作方式，分析大型汽车工厂总装车间的特点，针对现有设计中出现的一些问题进行探讨，为更好的满足生产人员的工作环境及卫生要求，以及为总装车间空调通风系统节能运行及设计提出自己的一些看法，总结出一些有效的通风空调系统的处理方法，同时为车间的通风空调设计提供具有参考价值的设计参数。

关键词：汽车工厂；总装车间；通风空调；车间环境

引言

随着汽车工业在我国的迅速发展，并已成了中国国民经济的支柱产业之一，近年来一个个大型汽车工厂如雨后春笋般建成投产。汽车这一产品的更新换代的周期越来越短，新车的不断推出要求生产工艺需要重新调整，这就需要厂房空间具有满足工艺布局灵活调整的特点。

工程设计如何更好的满足现代汽车总装车间工艺、物流、生产环境的要求，适应精益化生产和市场的供求变化已成为生产商及工程设计人员关注的主要问题。大面积、大空间的总装车间内通风空调系统设计的科学合理，安全节能是暖通工程师设计的主要目标。

笔者就参与的汽车工厂总装车间的通风空调系统设计，以及通过现场的调研观察，对工艺生产线的特点和工人的工作习惯做个介绍和总结，以便以后的设计可以更好的满足工位的环境需要，同时为同行们提供参考资料，以供相互学习。

1车间工艺特点

总装车间汽车装配生产线主要由滑撬车身编组储存线、滑板内饰装配线、底盘装配线及其AGV自动导引装配线、宽板式最终装配线、整车检测线组成，全线采用现场总线控制模式实现自动控制，生产线运行速度能够在1.0～3.0米/分钟范围内无级变速。此外，生产线还配置了车门、仪表板、动力总成和后桥总成及其悬挂和自行小车输送线等分装线。

内饰线全长约250米，设置30个装配工位，主要完成车门拆卸、全车线束、空调系统、仪表板、前后保险杠以及全车玻璃等内外装零部件的安装。车门拆卸作业和仪表板总成安装作业分别使用专用助力机械手辅助，使到装配作业更加轻松，装配质量更加保证。车门拆卸后通过专用的车门分装输送线完成车门分装作业，并且自动输送到车门安装工位。

最终装配线作业结束后即完成生产线装配任务，紧接着进入汽车整车检测线。检测线采用先进的条形码登陆系统，分两部分检测内容，一部分为性能检测，另一部分为外观检查。

2通风空调系统设计

2.1车间内环境要求

车间内对工作区温、湿度、均匀性等没有特别要求，仅要求工人工位区域（条状和块状区域）有舒适的工作环境，以便保持良好的工作效率；考虑到节能因素，舒适性空调室内温度一般要求16～30℃之间。由于车间物流需要，侧墙物流门常开，车间新风可以自然进风；在检测区域，尤其地坑内，由于会产生大量的废气需要排出，必须设计机械送排风系统。

2.2空调负荷分析

总装车间属于相对密闭型保温厂房，装配过程无大功率发热设备以及人员密度较低等原因，装配车间室内负荷是较小的。但在检测返修区，由于汽车行驶、发动机试验等过程有大量废气产生，需要设置大量排风，且该区域排风量一般达到空调送风量的50%，整个车间空调最小新风量约为送风量的20%～30%。

通过查阅相关资料，根据以上三个项目的负荷计算统计，总装车间的空调冷负荷指标在125W/m2～142W/m2，由负荷计算的总结可知，新风负荷占到总冷负荷的1/3强，所以在设计过程中应尽量采用更有效的通风方式，减少通风量，降低新风负荷，或者通过科学的管理及运行控制方式，来达到降低负荷及节能的方式。

2.3空调通风系统选择

根据不同地区的气候特点和车间的环境要求，结合车间的结构特点和工艺布置，空调机组可以选用集中式双风机组合式空调系统或者单机柜式空调系统；采用不同的系统，有不同的特点；采用双风机系统，可以实现全年多工况允许，配以自控装置，可以使系统在最佳状态下运行；但同时，运行费用，初投资就会增加，并且控制系统的复杂，也需要配置专业操作人员；采用单风机柜式空调，设备布置简单，同时可以增加新风引入管，也可以实现过度季节的全新风运行，此时可以考虑室内通风系统的配合使用；可以采用单机控制或者几台机组集中式控制，操作简单；同时运行、初投资费用低，运行管理方便；当然单风机系统也缺少双风机灵活运行的优点。采用什么系统，应更加具体情况分析决定。

对于部分层高低、面积较大的车间，若无屋顶设置屋顶风机，风管又无法布置，笔者建议可以采用边墙送风方式，在边墙设置轴流风机送风或者风管加射流风口送风，在车间中部设置诱导射流风口送风，在另一侧设置对应的排风系统；这样布置可以有效的把车间内的污浊空气带走，给工人提供新鲜空气。同时，也可以在两侧设置两套空调系统，在空调季节起到节能运行的目的。

2.4空调通风系统布置及气流组织

为满足大面积厂房内各区域空调舒适性的要求，达到最大限度的节能，空调系统应结合不同工艺生产线的特点，采用分区域、分阶段空调控制。把大车间划分若干个区域，针对工人工作区域空调，由几台组合式空调机组或者柜式机组服务于一个区域，使各个区域相对独立，可以按需起停，也可以设置不同的温度，满足不同的需要，运行灵活；同时，这样既可以最大效果的满足工人舒适性的需要，又可以达到最好的节能目的，减少整个车间的空调通风的换气次数。下面就不同工艺工段的工艺线及工人的工作方式，采用不同的风管系统布置及气流组织给出笔者的建议。

2.4.1内饰线区域空调通风系统

内饰线工艺采用的是滑板线，车体在滑板的支腿上，工人在滑板上同车体同行，进行车体内部设备，装饰件的安装，而在两侧工位吊架下方是物料存放区，如果风管直接走在工艺吊架内，风口向下吹，这样不仅不能让工人享受到空调的效果，同时也需要增大空调空间的换气次数，这样就难免增加耗能。

通过现场的观察，在工艺滑板线的正上方是没有照明等其他设备布置的，一般工艺吊架在4.0m高，有足够的空间走风管，在下侧设楔形风口，这样既可以满足工人的舒适性要求，又可以有效的把污浊空气带出工作区，同时，也增大了工作区的换气次数。由于送风口距离工人较近，可以提高送风温度。对于提高制冷机组的制冷能力也是很有意义的。见下图—内饰线断面示意图。

2.4.2地盘线区域的通风系统

地盘线工艺采用的是悬链，把汽车体吊在1.5m高度，工人可以对汽车地盘进行安装操作。在此工段，风管不能走在车体正上方，这样可以把风管布置在两侧工艺吊架上，采用单侧楔形风口，风口直接吹在工人工位上，可以有效的提高工作环境的舒适性。见上图—地盘线断面示意图。

2.4.3最终线的空调通风系统

最终线采用的宽板带链，汽车随板链运行，工艺吊架类似内饰线，风管布置及气流组织可以参照内饰线设置。见上图—FINAL断面示意图。

通过上述三个主要工段的空调送风设计分析，建议每个空调系统的单台机组风量应控制在10000m3/h以下，这样便于风管布置。工艺安生产线划分空调区域，换气次数可以参照规范，按普通舒适性空调控制，建议保持在8～10次/h。

3下线检测区域的通风系统设计

对于集中散发废气的场合，DVT试验、雨淋试验后的行驶区、地盘检测地坑等加设局部通风装置，汽车行驶区可以根据汽车行驶轨迹设置地沟排风，这样可以近距离排走汽车产生的有害气体和热量，减少室内负荷。排风通过分段由排风管或者排风地沟接至厂房柱边，由排风机排至室外；排风机可以靠柱子安装或者吊在结构网架上。但是由于吸风口风速的快速衰减、风道表面的粗糙、风口长期运行的堵塞、汽车行驶的变化等原因，地沟通风的效果并不是很理想，这个问题还需要在以后的设计中不断探索和改进。

对于检测地坑内，应单独设置送排风系统，采用侧送侧排方式，由于产生的废气较空气重，送风口设置在上部，排风口设置在下部，通过有组织的送排风方式把地沟内废气排出室外；由于工人是长时间在地沟内，送风应考虑气流组织对废气的有效稀释，以保证工作区域的空气品质，建议地沟内换气次数应不小于15次/h。

燃油加注工位，由于汽油的挥发和少量的滴漏，需要设置局部通风，通风形式可以采用在加注机周围附近设侧吸风口，通风口应设置的比较靠近加注工位点，为了达到更加有效的吸风效果，风口风速应尽量大些，虽然吸风口在地面附近，考虑到风口风速的快速衰减，以及工人来回走动对气流的干扰，建议风口风速不小于4m/s。此处风机应选用防爆风机，电气专业设置汽油感应探头与风机联动及供油管自动关断阀连锁；风机风量应结合工艺工位操作距离设置吸风口计算确定。

4结论

通过对总装车间的工艺布置及工人工作方式介绍，总结了多项汽车总装车间的空调通风系统的设计，总结出一下设计特点：

（1）总装车间的冷负荷指标一般在120W/m2～140W/m2，其中新风负荷所占比例较大；在设计中应结合区域通风设计，尽量减少新风负荷；

（2）车间空调应结合工作区域采用区域空调方式，增加空调区域的换气次数，空调区域应保持8～10次/h，全车间有效空间换气次数3～4次/h；

（3）空调风管布置及气流组织应结合工人的工作习惯及长期工作区域设置，以便起到更加有效的空调及通风效果；

（4）对于大空间的空调应采用舒适性空调与通风相结合的方式，即可有效改善工作区的热舒适性，同时又在一定程度上减少了投资和运行费用；

（5）对于下线检测区的地坑的通风，应采用送排风相结合的方式，送风口在上部，排风口在下部，地坑内换气次数应不小于15次/h；

（6）下线检测区的废气排风，应结合工艺布置及工人的操作习惯设置设置科学有效的排风系统，较少车间内的空调冷负荷。

随着汽车工作在我国的迅速发展，各类大型空间的空调系统也日趋增多，其工厂的建筑结构形式也变化多样，空调通风设计不在只是仅仅满足功能需要，而是要在满足功能的同时，要实现低能耗、热舒适性好、空气品质高，运行管理方便为目标。为此，根据设计对象的特点，选择科学合理的最佳设计是我们的追求目标，对现有工程的不断探讨总结，是不断提高设计质量的基础。

参考文献：

[1]JBJ10―96机械工厂采暖通风与空气调节设计规范[S]

[2]GB50019―2003 采暖通风与空气调节设计规范[S]

[3]陈佩文.大型汽车工厂总装车间空调通风设计技术探讨[J].发电与空调， 2004（06）