制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能改造研究

沈灝，李文文

（1.蘇州二葉制藥有限公司，江蘇 蘇州 215131；2.山東二葉制藥有限公司，山東 菏澤 274100）

中央空調(diào)除濕系統(tǒng)是制藥廠重要設(shè)備之一，在制藥廠建筑能耗中，中央空調(diào)除濕系統(tǒng)由于其技術(shù)使用原因?qū)е履芎恼颊麄€建筑運行總能耗的50%以上。中央空調(diào)除濕系統(tǒng)融合了制冷機房的制冷系統(tǒng)、冰凍水的輸送系統(tǒng)、冷卻水的冷卻系統(tǒng)以及送風(fēng)系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)，除濕過程比較復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)在運行過程中需要消耗大量的電能和蒸汽能量。通常情況下，制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)能效比（COP）能夠達(dá)到5.5，但是這個COP5.5不是整個除濕系統(tǒng)的COP，而是空調(diào)制冷量除以主機耗能量(一般僅指壓縮機的耗能量)。

在中央空調(diào)除濕系統(tǒng)改造之前，大多使用冰水降溫，即利用冷卻塔的風(fēng)機以及冷水泵的電機使得目前的中央空調(diào)除濕系統(tǒng)COP比較低。但是，為了進(jìn)一步解決中央空調(diào)除濕系統(tǒng)能耗大問題，提出制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能改造研究，改造后的中央空調(diào)除濕系統(tǒng)通過升溫受冷量、降溫收集熱量以及表冷氣前后冷熱能量的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)系統(tǒng)整體節(jié)能，經(jīng)實驗驗證，改造后的中央空調(diào)除濕系統(tǒng)取得的節(jié)能效果更好。

1 制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能改造

1.1 增設(shè)ECC熱管控制系統(tǒng)除濕效果

根據(jù)制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能需求，采用空調(diào)ECC熱管對除濕系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，ECC熱管的增設(shè)起到了對水恒溫的作用。

在系統(tǒng)中增加預(yù)冷段和預(yù)熱段，將節(jié)能泵將ECC熱管與冷卻水管道相通，從而形成一個密閉循環(huán)，利用自然條件達(dá)到系統(tǒng)對空氣的除濕效果。將冷水機組中的水先預(yù)冷再加熱，預(yù)冷進(jìn)入原制冷器的空氣溫度，又能再熱經(jīng)過制冷器的空氣溫度(相當(dāng)于蒸汽加熱的再熱器)，這樣采用空氣預(yù)冷、預(yù)熱的方式，并不需要額外的熱源，就能很好地控制制冷除濕效果，大大減少電功耗與蒸汽加熱能。

原本需要兩次耗能，通過ECC熱管使其變成零耗能，不僅能夠達(dá)到預(yù)期的除濕效果，還能大大減少電功耗與蒸汽加熱能。比如，制藥廠室外空氣溫度達(dá)到25℃，相對濕度達(dá)到65%時，開啟ECC熱管和節(jié)能泵，通過風(fēng)機將回風(fēng)輸送到中央空調(diào)柜，通過預(yù)冷段對其進(jìn)行熱交換后將溫度降低到20℃以下，再經(jīng)過表冷段進(jìn)行制冷，對出風(fēng)溫度進(jìn)行降低。再將預(yù)冷段內(nèi)的冷卻水輸送到預(yù)熱段，熱風(fēng)從室外帶回來的水蒸氣經(jīng)過表冷器時，利用升溫除濕理論達(dá)到除濕的效果，使制藥廠生產(chǎn)車間內(nèi)的溫度和濕度完全可以達(dá)到生產(chǎn)要求。

1.2 制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)參數(shù)改造

制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)能耗大的主要原因在于，系統(tǒng)在運行過程中，當(dāng)冷卻水經(jīng)過冷卻塔降溫冷卻后流入冷水機組時，經(jīng)常出現(xiàn)冷卻水旁通現(xiàn)象，冷水機組的冷水并沒有達(dá)到預(yù)期的流量值，而當(dāng)冷水機組負(fù)荷比較大時，冷卻水的溫度升溫過快，嚴(yán)重超出了冷卻機組所設(shè)定的溫度限值，從而使得中央空調(diào)除濕系統(tǒng)能量浪費。

通過以上分析可知，系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定與實際并不相符，如果從根本上實現(xiàn)節(jié)能，除了增設(shè)ECC熱管以外，還需要改變系統(tǒng)的參數(shù)。根據(jù)系統(tǒng)實際運行情況，將系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)量、混風(fēng)溫度、表冷器出風(fēng)溫度等多個參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，具體改造如表1所示。

表1 制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)參數(shù)改造

將系統(tǒng)參數(shù)按照上表進(jìn)行調(diào)整，使系統(tǒng)參數(shù)與實際需求相一致，避免多余能量的浪費，以此完成制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能改造。

2 實驗

2.1 實驗設(shè)計

實驗以某制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)為實驗對象，運用上文提出的改造方案對其進(jìn)行改造。實驗將系統(tǒng)中現(xiàn)有的轉(zhuǎn)輪除濕機停機，將進(jìn)入的混風(fēng)溫度調(diào)試到28℃，將從表冷器出來的空氣溫度調(diào)為11.5℃。將改造前與改造后的系統(tǒng)按照同一條件下進(jìn)行測試，即節(jié)能改造方案實施前測試條件與節(jié)能改造方案實施后測試條件需要一致。運用風(fēng)速檢測儀與溫度檢測儀對中央空調(diào)除濕系統(tǒng)運行中的風(fēng)速和溫度進(jìn)行檢測，隨機抽取出7組檢測數(shù)據(jù)將其作為實驗數(shù)據(jù)，如表2所示。

根據(jù)表2中數(shù)據(jù)對改造后系統(tǒng)的電能和蒸汽節(jié)能量進(jìn)行計算，并與改造前對比。

2.2 實驗結(jié)果分析

實驗以制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能量為實驗結(jié)果，對改造前后進(jìn)行對比分析，實驗結(jié)果如表3所示。

表2 中央空調(diào)除濕系統(tǒng)數(shù)據(jù)

表3 制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能改造前后節(jié)能量對比

從表3可以看出，改造后制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能量高于改造前，并且無論是電能還是蒸汽，節(jié)能量都由于改造前，實驗證明，此次提出的改造方案具有良好的實用性和可行性，能夠滿足制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能需求。

3 結(jié)語

本文結(jié)合制藥廠中央空調(diào)除濕系統(tǒng)節(jié)能需求，提出了一套節(jié)能改造方案，可以有效提高資源的利用率，降低中央空調(diào)除濕系統(tǒng)能量消耗，減輕制藥廠成本上漲所帶來的壓力，從而提高了制藥廠經(jīng)濟效益和核心競爭力。