引言

　　涂裝線的循環風技術一般應用于噴涂工序的自動噴涂段等無人作業工序。隨著自動噴涂技術的不斷推進,循環風技術在涂裝線得到了廣泛應用,其目的在于節能降耗。循環風技術應用的具體方案與涂裝工藝細節有關。在農機涂裝領域,雙組分水性漆涂裝工藝有一定的獨特性，循環風技術的應用與其他工藝相比也有其相應的差異性。2018 年筆者公司智能駕駛艙涂裝項目建成投產，本項目面漆工序即采用雙組分水性漆工藝,自動噴漆段及流平段采用了循環風技術,在設計循環風實施的具體方案時,針對線體布局、工藝參數,對投標方案進行了優化設計,以下進行詳述。

1、循環風技術的基本原理及意義

　　眾所周知,涂裝生產是企業動能消耗的主要環節。提到涂裝能耗,人們首先會想到烘干工序,因為烘干時需要的較高溫度讓人們印象深刻。但實際上,在涂裝生產工藝過程中，噴涂工序才是涂裝生產耗能占比大的工序,原因是噴漆室送排風系統的風量巨大,調溫、調濕需要耗費大量能源。相比于溶劑型涂料，水性漆工藝對于噴涂工序的溫濕度要求更加嚴苛，對于水性漆工藝而言,空調送風系統的能耗更加巨大,因此循環風技術在水性漆涂裝線的應用也更具意義。

循環風空調系統的基本原理是將噴涂工序送排風系統的排風，經過濾及調溫調濕后回送至送風系統進行循環利用。由于排風的溫濕度參數更接近于工藝要求,相比于新風空調,循環風空調調溫調濕消耗的能耗明顯減少,因此循環風技術應用意義就是節能減排,降低能耗。表1為筆者公司涂裝線空調送風設備的裝機容量參數。以表中參數概算，如果都以大能耗工況運行，新風空調的風量耗能為 4186.6kw/117300m=0.035691 kW/m循環風空調的風量耗能為225.1kW/44800 m=0.005627kW/m；以筆者公司的能源價格計算,新風空調的能耗為 776 元/h，循環風空調的能耗為58元/h，折合每萬m3風量的能成本分別為776／11.73=66.14 元和 58／4.48=12.84 元，顯然循環風空調相比于新風空調要明顯節能。當然，空調系統不會總是在極端天氣條件下運行，但總體而言循環風空調系統的節能效果還是非常明顯的。

2、農機涂裝線雙組分水性漆工藝特征

　　農機涂裝領域，雙組分水性面漆一般為雙組分聚氨酷體系,這一體系在實現材料水性化的同時,保持了雙組分聚氨酷面漆良好的外觀品質和優異的涂層性能。近年來,隨著國家及地方在環保法規擬定、環保治理監管方面的不斷加強，雙組分水性漆在農機與工程機械領域得到了迅猛的推廣，成為農機行業涂裝體系水性化改進的重要工藝之一。農機行業的雙組分水性漆一般采用單涂層實色漆工藝,采用“濕碰濕”兩道涂裝,漆膜厚度在 40~50 um之間。由于采用單涂層實色工藝,工藝過程比較簡單，其噴涂段相應來說一般較短。筆者公司雙組分水性漆的施工工藝參數見表 2，這也是目前農機行業雙組分水性漆工藝的典型參數。

　　雙組分水性漆噴涂工藝除了噴涂工序，在流平工序也需要長時間、大風量的送風,從表 2 可以看出,在流平工序需要15min 時長、風速0.3~0.5 m/s 的送風條件,這樣的風速要求同于噴漆室的送風風速。因而流平段也具備采用循環風技術的基本條件，這是農機行業雙組分水性漆工藝的一大特征。其工藝目的是去除涂層中的大部分水分，避免在涂層烘干過程中因水分蒸發產生癢子等涂層缺陷。

　　基于農機行業的市場規模，其涂裝線生產節拍不會很大,綱領基本都會在 5 萬臺以內,因而噴涂工序一般較短，自動噴涂段之后都會設置補噴工序,甚至是人工噴涂工序,以應對新產品或小批量特殊訂單產品,因而其補噴段或人工噴涂段長度往往等同于自動噴涂段甚至超過自動噴涂段，這是農機行業涂裝線的又一大特征。筆者公司的農機涂裝線雙組分水性漆涂裝線即是如此,其工藝布局見圖 1。

綜上，農機行業雙組分水性漆涂裝工藝的循環風空調一般會有兩臺，對應自動噴涂段及流平段兩個工序。

3、循環風空調的慣常做法

　　循環風空調技術的慣常做法是將相應工段的排風回送至送風空調的吸風口，進行過濾及調溫調濕后循環使用，同時補充一定量的新風,基本上就是本工序送排風系統的自循環。慣常的做法還會把擦凈間的排風作為新風加以回用。結合到筆者公司的雙組分水性漆工藝，典型的循環風做法見圖2，這也是項目招標時投標公司提供的技術方案。

4、循環風空調方案的優化設計

　　前文說過，對于農機行業的雙組分水性漆工藝而言,有兩大工藝特征:一是人工補噴工位的長度接近或大于自動噴涂工位,二是流平段的溫度要求為 15C以上,相對濕度 80%以下即可。正是基于這兩個特征,兩個循環風空調的方案存在優化設計的可能。

首先，對于自動噴涂段來說,由于整個噴涂工序的噴涂量主要在自動噴涂段完成，因而自動噴涂段的排風相對于人工補噴段來說要污濁得多，而人工補噴工位的排風由于補噴量很小，排風潔凈很多，接近于新風,只是經過文氏結構后濕度變大,這與自動段的情況是一致的。由于補噴段長度接近或大于自動噴涂工位，新風空調的風量接近或超過自動段的風量，所以完全可以將補噴段的排風根據自動段的風量需求，部分或全部引入自動段循環風的入口，將補噴段的排風進行回用,形成另外概念的循環。這樣做的好處是：由于回用了更加潔凈的排風，可以大幅節省自動段循環風空調的濾材,延長循環風空調的維護周期,減少維護工作量，穩定自動段送排風系統的工況。

　　對于流平段循環風空調來說，由于流平段的送風參數為 15°C以上,相對濕度 80%以下,這對國內的大部分地區而言，一年中大部分時間段的室外天氣條件都是可以滿足的,因此完全可以以全新風的模式運行.且無需調溫調試,因而可以節省大量能源。只有在冬季寒冷時節,當室外氣溫低于 15°C以下時,以循環風的模式運行，來降低熱源消耗。所以對于流平段的循環風空調,其優化設計的主要思路就是增加全新風模式在春夏秋季節時段,室外氣溫滿足15°C以上的溫度條件時,以全新風模式運行,其他時段則以循環風的模式運行。流平段空調要實現全新風及循環風兩個運行模式,需要將循環風空調的入口開設室外引風口,并設置自動風閥,在全新風模式時打開風閥,在循環風模式時關閉風閥。同時在流平段的排風口設置通向室外的排風管路,并在外排及回用管路上設置自動風閥,以便在切換運行模式時,實現排風的回用循環或直排。實現優化設計后的循環風空調方案示意見圖 3。

5、循環風空調方案的優化設計實例的運行效果

　　筆者公司的智能駕駛艙涂裝項目的面漆線即采用雙組分水性漆工藝自動噴涂工藝。項目招標時,幾個投標公司關于噴漆室空調系統的技術方案基本都是依據循環風空調的慣常做法，在自動噴涂段及流平段采用本工位送排風自循環模式實現循環風技術的應用。在招標完成后的技術方案確認及圖紙會簽階段，筆者根據本項目具體工藝細節提出兩個工序循環風空調系統的改進意見，項目終即按上述優化設計方案進行實施。該項目2018年8月投產至今已穩定運行近4年時間,運行效果符合預期設計,工序運行參數符合工藝要求,設備運行平穩,工序產品質量合格穩定。

6、結語

　　不同行業的市場規模、生產需求不同，因而涂裝工藝存在一定差異甚至較大差異。循環風技術使用的終目的就是節能降耗,降低生產成本。其技術方案不應是本工序送排風系統簡單的自循環模式,對其他工位更加潔凈更加優良的排風加以回用,能夠進一步降低消耗,是循環風應用的另外一種思路:而對于某些特定工序，考慮一年四季的氣候變化包括地域因素,空調系統一直采用循環風模式的運行工況并不一定是節能的,可以設置多種運行模式,包括全新風模式，根據氣溫條件進行模式切換,能夠實現大程度的節能降耗。

　　采用循環風技術時,結合工藝實際進行仔細推敲和研判,合理設計技術方案,以期達到更好的運行效果,大限度地實現節能降耗是有益的、可行的。