电子厂房冷冻水供应系统的节能设计

冷却塔直接供冷技术根据冷却塔型式分为两种情况，即闭式冷却塔供冷和开式冷却塔供冷。闭式冷却塔可以直接供冷，开式冷却塔应设置板式换热器，考虑 1℃~2℃换热温差。

1 系统设计

1.1 工程概况

  本工程建筑面积约 20000 m²（地上4 层、地下1 层），其中包括 4000 m²的洁净间。为满足生产工艺、空调的冷冻水使用需求，设置冷冻水供应系统，冷冻站位于地下 1 层。

1.2 系统构成

1.2.1 负荷需求

  冷负荷需求用户主要由空调系统、工艺冷却系统及辅助工艺冷却系统组成，各部门具体负荷需求如表1 所示。

1.2.2 系统原理

  冷冻水供应系统由电制冷离心式冷水机组、冷却塔、板式换热器、冷冻水循环水泵及冷却水循环水泵等构成。冷冻水系统采用一次泵变流量系统，同时根据冬季负荷需求量，在冷机侧并联自由冷却板式换热器，在冬季利用自由冷却板换直接供冷。系统原理图如图1 所示。

1.2.3 设备选型

  根据本电子工厂负荷需求，冷冻水供应系统选用电制冷离心式水冷机组 3 台，开式冷却塔 6台，自由冷却板式换热器 2 台，冷冻水泵3 台，冷却水泵3 台及定压加药等辅助设备。主要设备参数如表2 所示。

2 节能设计

2.1 节能设计要点

  本设计冷冻水供应系统采用一次泵变流量系统，一次泵变流量系统是继二次泵变流量系统之后发展的一种典型节能系统，此部分节能效果本文不再做详细阐述。

  设计在此节能系统基础上，结合电子工厂冷负荷的需求特点，增设自由冷却板式换热器，冬季优先利用自由冷却制冷。同时在冷冻站房设计上，不再增设自由冷却循环水泵，充分利用常规系统中的循环水泵等设备，将自由冷却板式换热器设置在冷冻水泵与冷却水泵之间，这样非常方便于常规冷水机组制冷模式与自由冷却模式的切换，同时设备配管紧凑，节省机房空间，从而降低站房初投资成本。冷冻站房主要设备布置平面图如图2 所示。

2.2 节能效果分析

  冬季冷负荷需求总量为4000 kW，假定冬季使用冷机供冷的话，需要开启2 台冷机，冷机在80%负荷运行。利用冷却塔及自由冷却板式换热器提供冷冻水时，冷机不用开启，自由冷却冬季运行按70 天计算，每天运行 24h，负荷修正系数取 0.7。

  年节电量计算如下：

 （4000×24×70×0.7）/ 5.80 = 81.1 万 kWh

由此可见，利用自由冷却系统每年可节约 81.1万 kWh 电，折合标煤 99.7t。

3 结论

  针对电子工厂冬季仍有大量冷负荷需求特点，冷冻水供应系统采用板式换热器的自由冷却节能设计，减小动力系统的运行能耗。冷冻站房设计采取运行操作方便、紧凑、低成本的设计思路，最大程度减小站房初投资。

  冷冻水供应系统的节能设计降低电子产品的成本，为电子行业带来一定的经济效益，为国家节能减排做出一定贡献。