汽车涂装线中空气供应装置的节能分析(1)

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&’ )’ ) 确定 #$% 所需的最大热能
根据图 !，当空气状态由 C’L 进行等湿升温时， 所需要的热能即为 :;< 所需的最大热能， 即 ’8 A !・ #・ G %L D %C H @ =B"" $ 式中： — :;< 所需的最大热能， ’8 —— IJ； — 冬季冷空气通过等湿加热后的焓， %L —— I% @ I9； &’ ! — 冬季最低气温时空气的焓， %C —— I% @ I9。 确定 #$% 的最大加湿量 根据图 !，当 C 点为冬季最低焓值的空气状态点 时， 通常其含湿量也接近最低， 当其由 C’L 进行等湿 升温后，在喷水段由 L’ 6 进行等焓加湿过程中所需 即 要的加湿量即为 :;< 所需的最大加湿量， # J A ! ・ #・ （ & 6 D &L ） %
时， 通常采用一次回风 :;<。 以产能为 %’ 台车 = 8 的水 性金属底漆喷漆室为例， 平面布置见图 >。
根据上海市的气象资料，车间外空气的夏季最高 温度是 ?> @ ，相对湿度是 A&B ，冬季最低温度是 C > 其中 @ D 相对湿度是 ’EB D 现采用 % 台 :;< 为其供风， 自动擦净室、 离子风吹净室和 *F:;< 负责手工擦净室、 手工喷漆室的空气供应。根据各室体的尺寸和风速的 要求， 由公式 !可求得 ! G %% 万 H? = 8。 #$ % 全新风 &’( 的能耗 *F :;< 采用全新风方式时的喷漆室供、排风系统 见图 E2。 按图 * 的空气变化过程，查 " C # 图可知， 由公式 " 可求得 ": G *&E$ *’ I! = I9，"J G EA$ ?’ I! = I9， $K G ? >?% IL。
考虑到设备的安装空间和风管布置的合理性，通常每 具体的数量和风量 个 :;< 的风量不大于 !> 万 ?= @ 8， 视该工作场所需要的通风量而定， 具体计算公式如下： ! A =B""・ "・ #・ " ! = 式中： — 工作场所需要的通风量， !—— ? @ 8； — 室体的长度， "—— ?； —— — 室体的宽度， # ?； — 工作场所需要的空气流速， "—— ? @ 7。 或：! A $8・ !/ " 式中： — 工作场所需要的换气次数， 次 @ 8； $8 —— = — 工作场所的容积， !/—— ?。 &’ ) 确定 #$% 的最大能耗 在确定 :;< 的最大能耗时，通常是根据当地的气 象资料， 以夏季最高焓值时的空气状态作为计算最大致 以冬季最低焓值时的 冷量的起始点， 即图 $ 中的 : 点； 空气状态作为计算最大加热量的起始点， 即图 ! 中的 C 点，结合 % D & 图中的空气状态变化过程，计算出 :;< 所需的最大致冷量、 最大加热量和冬季最大加湿量， 为 冷冻机组、 锅炉房和纯水站的规划提供依据。
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现代涂料与涂装 ,)-./0 12304 5 630378309
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汽车涂装线中空气供应装置的节能分析
陈茂江
（ 上海汽车股份有限公司乘用车分公司制造工程部， 上海 %&*%&: ） 摘 要：根据汽车涂装线对空气品质的特殊要求和空气温、 湿度的调节机理， 确定了空气供应装置的流程和 分析了空气供应装置节能降耗的方法。 参数。利用湿空气的焓 ; 湿图， 关键词：汽车涂装；空气供应；节能降耗 中图分类号：<=:>?$ > 文献标识码：@ 文章编号：*&&’ ; ?ABC D %&&’ E &’ ; &&>B ; &B
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引言
在汽车涂装线中，为了保证车身漆膜的质量和操
大，从而导致 @ST 及其配套的冷冻机组、锅炉房和纯 水站等在汽车涂装线的建设中所占的投资比例较大。 因此， 合理确定 @ST 的工作机理并采取适当的节能措 施对降低投资和能耗具有重要的意义。
作工人的舒适感，各工作场所对空气品质均有严格的 要求， 具体见表 *。
表 9 通常涂装线各工作场所对空气品质的要求 涂装线的 空气温 工作场所 度YZ 前处理、 电泳室体 擦净及离子 %B ] * D 冬 E 风吹净室 %C ] * D 夏 E %B ] * D 冬 E 喷漆室 %’ ] * D 夏 E %B ] * D 冬 E # 工位室体 %C ] * D 夏 E %B ] * D 冬 E 调、 输漆间 %’ ] * D 夏 E %& ] % D 冬 E 车间内 %C ] % D 夏 E 空气相对 空气过 空气流速 换气次数 湿度 Y [ 滤等级 ! Y I・ 7 ; * Y 次・ 8 ; * 6A A& ] A D 冬 E ’A ] A D 夏 E :A ] A A& ] A D 冬 E ’A ] A D 夏 E :A ] A 无要求 6’ 6’ 6’ 6’ 6A &$ % \ &$ > &$ A D 人工 E &$ > D 机器人 E &$ *& \ &$ *A *C \ %& %$ & \ %$ A B& \ BA "
风量为 E$ % 万 H? = 8 时，新风比为 ’Q$ >B 。喷漆室的 供、排风系统见图 ER，其空气状态变化过程见图 Q 、 图 ’。
按图 Q 的空气变化过程： 通过 :* S K’ :’ J’ K ， " C # 图进行混风计算可知，夏季新风点 :* 和回风 点 K 按上述风量混合后，* F :;< 的进风状态点 : 的 由公式 " 可求 焓 ": G PE$ &’ I! = I9 ， " J G EA$ ?’ I! = I9， 得 $K G % QP* IL。 按图 ’ 的空气变化过程： 冬季 M* S 6’M’N’6， 新风点 M* 和回风点 6 按上述风量混合后， *F:;< 的进 风状态点 M 的焓 "M G *?$ EA I! = I9，"N G EE$ E* I! = I9， #6 G *%$ %A O *& C ? I9 = I9， #N G #M G >$ ?% O *& C ? I9 = I9， 由 公 式 # 可 求 得 $8 G ? &’E IL； 由 公 式 $ 可 求 得 %L G % *&* I9 = 8。由上述计算结果可知，对于 *F:;< 而言，当采用新风比为 ’Q$ >B 的一次回风方式时，所 需 的 最 大 致 冷 量 可 降 低 %*$ QB ， 最 大 热 能 可 降 低 最大加湿量可降低 %?B 。 %?$ >B ，
注： 涂焊缝密封胶、 抛光、 报交和 @TW^< # 包括涂装线中的打磨、 等工位室体；! 采用欧洲 VX+ 规格，与中国 _U Y < *B%?A 相 比，6A 属于中效过滤范围，6’ 属于高中效过滤范围；" 前处 理、电泳室体的换气次数是指脱脂、磷化和电泳等工位室体 内的换气次数， 进风空气来自车间内， 排放到车间外。
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#$% 的流程
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确定 #$% 所需的最大致冷量
根据 :;< 的工作机理和涂装线各工作场所对空 湿度调节区按 “ 表冷段 ’ 气品质的要求， 将 :;< 的温、 加热段’加湿段” 的顺序布置， 使 :;< 在夏、 冬季的运 行中使用同一加热段， 从而降低 :;< 的制造成本。对 冷却、 喷漆室和打磨等工位供风， :;< 必须具有过滤、 升温、 加湿和降噪音等功能段。对于车间内供风， :;< 只需具有过滤、 冷却、 升温和降噪音等功能段。以喷漆 室为例， 典型的 :;< 流程见图 =。
&Biblioteka Baidu
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#$% 的技术参数和能耗的关系
确定 #$% 的风量 汽车涂装线各工作场所的 :;< 通常由多个组成，
式中： — :;< 所需的最大加湿量， #J —— I9 @ 8； —— — 等焓加湿后的空气含湿量， &6 I9 @ I9； — 冬季空气最低焓值的含湿量， &L A &C ， &L —— I9 @ I9。
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#4; 调温和调湿的机理
夏季 #4; 的工作机理
夏季， 车间外空气通常具有较高的温、 湿度， @ST 内的空气变化过程在湿空气焓 ; 湿图 （ 上的 * ; - 图） 表示见图 *。其变化过程为： 车间外空气的 @’ U ’ V ， 温度为 .@ R 相对湿度为 !@ ， 对应的含 状态处于 @ 点， 湿量为 -@ ， 焓为 *@ 。当其流经 @ST 时， 先在表冷段被 冷却除湿后，空气状态处于 U 点，再在升温段等湿升 此时温度为 .V ， 相对湿度为 !V ， 从而达到 温到 V 点， 夏季涂装车间工作场所要求的空气状态。 :< : 冬季 #4; 的工作机理 冬季， 车间外空气通常具有较低的温、 湿度， @ST 内的空气变化过程的 * ; - 图见图 %。其变化过程为： 车间外空气状态处于 W 点， 温度为 .W ， 相对 W ’ X ’ 6， 湿度为 !W ，对应的含湿量为 -W ，焓为 *W 。当其流经 先在加热段进行等湿升温后， 空气状态处于 X @ST 时， 点， 再在喷水段进行等焓加湿到 6 点， 此时温度为 .6 ，
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节能措施及效果对比
为了降低 :;< 的能耗， 当涂装线的工艺条件允许
按图 % 的空气变化过程， 查 " C # 图可知， "M G &$ A C? I! = I9， "N G EE$ E* I! = I9， #6 G *%$ %A O *& I9 = I9， -N G #M G *$ P> O *& C ? I9 = I9， 由 公 式 # 可 求 得 $8 G >&*% 由公式$可求得 %L G % ’?& I9 = 8。 IL； #$ ) 一次回风 &’( 的能耗 由于通过喷漆室的手工擦净室、自动擦净室和离 子风吹净室的空气可以回用，因此可将它们作为 * F :;< 进风的一部分，当新风风量为 *Q$ A 万 H? = 8，回
由于要求的风量较大， 并且大多数为全新风供应， 空气供应装置 （ @ST） 的能耗和冬季加湿量相应也较
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相对湿度为 !6， 从而达到冬季涂装车间工作场所要求 的空气状态。
根据图 $，当空气状态由 :’E 进行冷却除湿时， 即 所需要的致冷量即为 :;< 所需的最大致冷量， ’F A !・ #・ G %: D %E H @ =B"" # 式中： — :;< 所需的最大致冷量， ’F —— IJ； = — 空气密度， # —— $( ! I9 @ ? K — 夏季最高气温时空气的焓， %: —— I% @ I9； — 夏季热空气通过表冷器进行冷却除湿后 %E —— 的焓， I% @ I9。