電子潔淨廠房冷凍水供應係統的節能設計

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係統設計

1.1工程概況

本工程建築麵積約20000 m2（地上4層、地下1層），其中包括4000 m2的潔淨間。為滿足生產工藝、空調的冷凍水使用需求，設置冷凍水供應係統，冷凍站位於地下1層。

1.2係統構成

1.2.1負荷需求

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

1.2.2係統原理

冷凍水供應係統由電製冷離心式冷水機組、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。冷凍水係統采用一次泵變流量係統，同時根據冬季負荷需求量，在冷機側並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。係統原理圖如圖1所示。

1.2.3設備選型

根據本電子工廠負荷需求，冷凍水供應係統選用電製冷離心式水冷機組3台，開式冷卻塔6台，自由冷卻板式換熱器2台，冷凍水泵3台，冷卻水泵3台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

本設計冷凍水供應係統采用一次泵變流量係統，一次泵變流量係統是繼二次泵變流量係統之後發展的一種典型節能係統，此部分節能效果本文不再做詳細闡述。

設計在此節能係統基礎上，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製冷。同時在冷凍站房設計上，不再增設自由冷卻循環水泵，充分利用常規係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，這樣非常方便於常規冷水機組製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麵圖如圖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台冷機，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，負荷修正係數取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，利用自由冷卻係統每年可節約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，冷凍水供應係統采用板式換熱器的自由冷卻節能設計，減小動力係統的運行能耗。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。

冷凍水供應係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。