制藥項目中冷水機組的應用方案選擇

蔣宇培

（中國醫藥集團重慶醫藥設計院，重慶400042）

0 引言

對于生產型企業來說，成本控制在整個企業經濟活動過程中發揮著重要作用，直接決定著企業能否以收抵支和償還到期的各項債務，進而決定了企業能否健康生存和發展。本文以山東齊魯制藥某項目設計為例，從冷水機組的運行控制方面著手，比較了全定頻機組和定頻/變頻冷水機組混合使用這兩種方案，總結了冷水機組在這兩種方案下的使用情況和能耗情況，希望能給其他制藥企業帶來啟示。

1 冷水機組配置分析

以山東齊魯制藥的7/12℃冷凍水系統項目為例，對冷水機組的配置作技術分析。各車間冷凍水供/回溫度和冷量如表1所示。

經計算，各單體建筑的冷負荷峰值時間均為15：00，各制藥廠凈化區的同時使用率較高。結合制藥廠的負荷變化以及實際使用情況，本著安全、經濟的原則，我們設計了3臺離心式冷水機（其中1臺為變頻離心式制冷機），單臺制冷量為3 516 kW；1臺螺桿式冷水機，單臺制冷量為1 370 kW。冷水機組均集中設置在冷水機房。

2 冷水機組控制分析

冷水機組是空調冷源系統中最重要的設備。本工程設計選用了3臺離心式冷水機、1臺螺桿式冷水機，即可滿足車間生產運行要求。

以本工程設計為例，選用的3臺離心式冷水機（其中1臺為變頻離心式制冷機）的單臺制冷量為3516kW；1臺螺桿式冷水機的單臺制冷量為1 370 kW。以下冷水機組合中制冷量大的冷水機簡稱為大機，制冷量小的冷水機簡稱為小機。

我們考慮了兩種運行模式：模式1為大/小冷機搭配的運行模式，模式2為盡可能只開大機的運行模式。這兩種運行模式對應的各供冷區間的冷水機組合如表2所示。

表1 各車間冷凍水供/回溫度和冷量

表2 兩種運行模式對應的各供冷區間的冷水機組合

通過比較上述兩種運行模式下冷水機組的耗電量（包括冷水機、水泵、冷卻塔），相比模式2來說，模式1更為節能。從表2可知，節能區域分別為0～1 370 kW、3 516～4 886 kW、7 032～8 402 kW這3個冷量范圍。

3 冷水機組群控策略分析

對于多臺不同制冷量的冷水機并聯運行的情況，我們不僅要做出加載和卸載冷水機的判斷，還要判斷加載或卸載的是大機還是小機。

以模式1運行策略為例，在冷量增加的過程中，小機需多次加載、卸載。如果這一過程經歷時間過短，小機頻繁起停，會嚴重影響到設備的使用壽命。一般廠家提供的適合設備啟停的時間間隔為30 min。

群控系統根據測量的供/回水流量和溫差，計算出實際供冷量，當系統收到開式水箱內部旁通管水流由二次側流向一次測的水流指示器動作信號時，加載機組信號確立。系統將比較目前供冷量與半小時前的供冷量，以此計算負荷變化速率。當變化速率大于參考值時，加載大機；當變化速率小于參考值時，加載小機。

當系統收到開式水箱內部旁通管水流由一次側流向二次測的水流指示器動作信號時，卸載機組信號確立。系統將比較目前供冷量與半小時前的供冷量，以此計算負荷變化速率。當變化速率大于參考值時，卸載大機；當變化速率小于參考值時，卸載小機。

4 全年冷負荷變化分析

本文主要以7/12℃冷凍水系統項目為例作技術分析，根據本項目的工藝和空調全年用冷實際情況，經負荷計算，得出了全年冷負荷變化，結果如表3所示。

由表3分析可得：全年冷負荷變化主要由室外溫度變化引起。由于工藝生產需要，冬季也需要制冷。

5 冷水機組全年耗電量分析

全定頻機組方案的多臺機組全年耗電量分析統計如表4所示，定頻/變頻機組方案的多臺機組全年耗電量分析統計如表5所示。

就本項目而言，在優先使用變頻機組的條件下，定頻/變頻機組混合使用方案的耗電量相比全定頻機組方案有約7.7%的下降。

表3 全年冷負荷變化

6 結語

本文以山東齊魯制藥某項目設計為例，通過采集與分析空調冷凍水系統的溫度、流量數據，加以綜合判斷后，增加或減少了冷水機的運行臺數，并合理規劃了單臺設備的運行時間和啟閉時間間隔，保證了設備能夠長期經濟、合理健康運行，同時企業的生產成本得到了有效控制，增加了企業的經濟效益。

表4 全定頻機組方案的多臺機組全年耗電量分析統計表

表5 定頻/變頻機組方案的多臺機組全年耗電量分析統計表

[1]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范：GB 50019—2015[S].