電子廠房冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

冷卻塔直接供冷技術(shù)根據(jù)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(yīng)設(shè)置板式換熱器，考慮 1℃~2℃換熱溫差。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(chǎn)工藝、空調(diào)的冷凍水使用需求，設(shè)置冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)，冷凍站位于地下 1 層。

1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

1.2.1 負(fù)荷需求

  冷負(fù)荷需求用戶主要由空調(diào)系統(tǒng)、工藝?yán)鋮s系統(tǒng)及輔助工藝?yán)鋮s系統(tǒng)組成，各部門具體負(fù)荷需求如表1 所示。

1.2.2 系統(tǒng)原理

  冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)由電制冷離心式冷水機(jī)組、冷卻塔、板式換熱器、冷凍水循環(huán)水泵及冷卻水循環(huán)水泵等構(gòu)成。冷凍水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，同時根據(jù)冬季負(fù)荷需求量，在冷機(jī)側(cè)并聯(lián)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(tǒng)原理圖如圖1 所示。

1.2.3 設(shè)備選型

  根據(jù)本電子工廠負(fù)荷需求，冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)選用電制冷離心式水冷機(jī)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(shè)備。主要設(shè)備參數(shù)如表2 所示。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1 節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

  本設(shè)計(jì)冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，一次泵變流量系統(tǒng)是繼二次泵變流量系統(tǒng)之后發(fā)展的一種典型節(jié)能系統(tǒng)，此部分節(jié)能效果本文不再做詳細(xì)闡述。

  設(shè)計(jì)在此節(jié)能系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合電子工廠冷負(fù)荷的需求特點(diǎn)，增設(shè)自由冷卻板式換熱器，冬季優(yōu)先利用自由冷卻制冷。同時在冷凍站房設(shè)計(jì)上，不再增設(shè)自由冷卻循環(huán)水泵，充分利用常規(guī)系統(tǒng)中的循環(huán)水泵等設(shè)備，將自由冷卻板式換熱器設(shè)置在冷凍水泵與冷卻水泵之間，這樣非常方便于常規(guī)冷水機(jī)組制冷模式與自由冷卻模式的切換，同時設(shè)備配管緊湊，節(jié)省機(jī)房空間，從而降低站房初投資成本。冷凍站房主要設(shè)備布置平面圖如圖2 所示。

2.2 節(jié)能效果分析

  冬季冷負(fù)荷需求總量為4000 kW，假定冬季使用冷機(jī)供冷的話，需要開啟2 臺冷機(jī)，冷機(jī)在80%負(fù)荷運(yùn)行。利用冷卻塔及自由冷卻板式換熱器提供冷凍水時，冷機(jī)不用開啟，自由冷卻冬季運(yùn)行按70 天計(jì)算，每天運(yùn)行 24h，負(fù)荷修正系數(shù)取 0.7。

  年節(jié)電量計(jì)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(tǒng)每年可節(jié)約 81.1萬 kWh 電，折合標(biāo)煤 99.7t。

3 結(jié)論

  針對電子工廠冬季仍有大量冷負(fù)荷需求特點(diǎn)，冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)采用板式換熱器的自由冷卻節(jié)能設(shè)計(jì)，減小動力系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。冷凍站房設(shè)計(jì)采取運(yùn)行操作方便、緊湊、低成本的設(shè)計(jì)思路，最大程度減小站房初投資。

  冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)降低電子產(chǎn)品的成本，為電子行業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，為國家節(jié)能減排做出一定貢獻(xiàn)。