電子廠房冷凍水供應系統的節能設計

冷卻塔直接供冷技術根據冷卻塔型式分為兩種情況，即閉式冷卻塔供冷和開式冷卻塔供冷。閉式冷卻塔可以直接供冷，開式冷卻塔應設置板式換熱器，考慮 1℃~2℃換熱溫差。

1 系統設計

1.1 工程概況

  本工程建筑面積約 20000 m²（地上4 層、地下1 層），其中包括 4000 m²的潔凈間。為滿足生產工藝、空調的冷凍水使用需求，設置冷凍水供應系統，冷凍站位于地下 1 層。

1.2 系統構成

1.2.1 負荷需求

  冷負荷需求用戶主要由空調系統、工藝冷卻系統及輔助工藝冷卻系統組成，各部門具體負荷需求如表1 所示。

1.2.2 系統原理

  冷凍水供應系統由電制冷離心式冷水機組、冷卻塔、板式換熱器、冷凍水循環水泵及冷卻水循環水泵等構成。冷凍水系統采用一次泵變流量系統，同時根據冬季負荷需求量，在冷機側并聯自由冷卻板式換熱器，在冬季利用自由冷卻板換直接供冷。系統原理圖如圖1 所示。

1.2.3 設備選型

  根據本電子工廠負荷需求，冷凍水供應系統選用電制冷離心式水冷機組 3 臺，開式冷卻塔 6臺，自由冷卻板式換熱器 2 臺，冷凍水泵3 臺，冷卻水泵3 臺及定壓加藥等輔助設備。主要設備參數如表2 所示。

2 節能設計

2.1 節能設計要點

  本設計冷凍水供應系統采用一次泵變流量系統，一次泵變流量系統是繼二次泵變流量系統之后發展的一種典型節能系統，此部分節能效果本文不再做詳細闡述。

  設計在此節能系統基礎上，結合電子工廠冷負荷的需求特點，增設自由冷卻板式換熱器，冬季優先利用自由冷卻制冷。同時在冷凍站房設計上，不再增設自由冷卻循環水泵，充分利用常規系統中的循環水泵等設備，將自由冷卻板式換熱器設置在冷凍水泵與冷卻水泵之間，這樣非常方便于常規冷水機組制冷模式與自由冷卻模式的切換，同時設備配管緊湊，節省機房空間，從而降低站房初投資成本。冷凍站房主要設備布置平面圖如圖2 所示。

2.2 節能效果分析

  冬季冷負荷需求總量為4000 kW，假定冬季使用冷機供冷的話，需要開啟2 臺冷機，冷機在80%負荷運行。利用冷卻塔及自由冷卻板式換熱器提供冷凍水時，冷機不用開啟，自由冷卻冬季運行按70 天計算，每天運行 24h，負荷修正系數取 0.7。

  年節電量計算如下：

 （4000×24×70×0.7）/ 5.80 = 81.1 萬 kWh

由此可見，利用自由冷卻系統每年可節約 81.1萬 kWh 電，折合標煤 99.7t。

3 結論

  針對電子工廠冬季仍有大量冷負荷需求特點，冷凍水供應系統采用板式換熱器的自由冷卻節能設計，減小動力系統的運行能耗。冷凍站房設計采取運行操作方便、緊湊、低成本的設計思路，最大程度減小站房初投資。

  冷凍水供應系統的節能設計降低電子產品的成本，為電子行業帶來一定的經濟效益，為國家節能減排做出一定貢獻。