蔡君巍+尚昆+趙強(qiáng)

摘 要：針對(duì)制冷系統(tǒng)耗電量大的特點(diǎn)，積極尋找節(jié)能機(jī)會(huì)。通過(guò)調(diào)整冷卻塔臺(tái)數(shù)，縮短制冷機(jī)開(kāi)機(jī)降溫時(shí)間，減少滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，達(dá)到節(jié)能目的；通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，根據(jù)室外溫濕度的變化，及時(shí)調(diào)整冷凍水溫度設(shè)定值，有效提升制冷機(jī)運(yùn)行效率，節(jié)約系統(tǒng)耗電量。

關(guān)鍵詞：制冷系統(tǒng)；節(jié)能運(yùn)行；工藝空調(diào)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.246

0 引言

卷煙廠空調(diào)機(jī)組在卷煙生產(chǎn)工藝中起著不可或缺的作用，通過(guò)控制生產(chǎn)區(qū)域合理的溫濕度，穩(wěn)定煙絲的含水率，從而保證產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)和外在感官質(zhì)量[1]。煙廠空調(diào)系統(tǒng)一般采用組合式空調(diào)機(jī)組，由回風(fēng)段、混風(fēng)段、過(guò)濾段、表冷段、加熱段、加濕段、送風(fēng)段等部分組成，其中表冷段需要的冷凍水由制冷系統(tǒng)提供。

煙廠制冷機(jī)系統(tǒng)一般采用YORK冷水機(jī)組，我廠有YORK冷水機(jī)組5臺(tái)，單臺(tái)制冷量1000冷噸，負(fù)責(zé)為工藝空調(diào)機(jī)組提供7-12℃的冷凍水，以達(dá)到為生產(chǎn)區(qū)域降溫、除濕的作用。由于冷水機(jī)組耗電量較大，單臺(tái)每小時(shí)約600kwh，加之冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等輔助設(shè)備的耗電量，造成整個(gè)制冷系統(tǒng)整體耗電量較大，具有一定的節(jié)能潛力。

煙廠制冷系統(tǒng)一般由冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、分集水器及管道組成，主要消耗能源為電能，其中，冷水機(jī)組單臺(tái)耗電約630kwh，冷凍水泵單臺(tái)耗電約110kwh，冷卻水泵單臺(tái)耗電約110kwh，冷卻塔單臺(tái)耗電約22kwh，如何合理搭配設(shè)備、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，來(lái)達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能目的，是本文研究的主要內(nèi)容。

1 過(guò)渡季節(jié)開(kāi)機(jī)過(guò)程的節(jié)能

在過(guò)渡季節(jié)，由于白天溫度較高，需要在中午左右開(kāi)啟制冷機(jī)，而夜間室外溫度較低，制冷機(jī)可以停機(jī)，即，白天開(kāi)機(jī)、晚上停機(jī)的運(yùn)行模式。在制冷機(jī)開(kāi)機(jī)過(guò)程中，冷凍水的降溫過(guò)程往往持續(xù)數(shù)個(gè)小時(shí)，而在此過(guò)程中，制冷機(jī)是滿負(fù)荷運(yùn)行，即，耗電量最大狀態(tài)，若能縮短降溫過(guò)程所需的時(shí)間，可以大大降低制冷系統(tǒng)的耗電量。

冷卻塔的作用是吸收空調(diào)系統(tǒng)中的熱量并排放到大氣中，其出水溫度對(duì)制冷系統(tǒng)的能耗有較明顯的影響。一般來(lái)講，冷卻塔出水溫度每降低1℃，制冷機(jī)效率就能提高3-5%左右。我廠配備有7臺(tái)冷卻塔，運(yùn)行人員通過(guò)控制冷卻塔運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)整冷卻塔出水溫度，而靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定冷卻塔開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)時(shí)，存在一定的能源浪費(fèi)：（1）在水溫已達(dá)到冷卻塔極限出水溫時(shí)，仍加開(kāi)冷卻塔，既沒(méi)有起到降低冷卻塔出水溫度的作用，又增加了電耗；（2）在水溫較高、存在很大降溫空間時(shí)，沒(méi)有加開(kāi)冷卻塔臺(tái)數(shù)，沒(méi)有起到提升制冷機(jī)效能的作用。

濕球溫度是衡量冷卻塔出水溫度的一個(gè)重要指標(biāo)，它代表在某一室外條件下，水通過(guò)蒸發(fā)所能達(dá)到的最低溫度。即水在冷卻塔中可能被冷卻到的最低溫度。冷卻塔出水溫度實(shí)際上不能等于或低于濕球溫度，一般情況下出水溫度高于濕球溫度3-5℃以上（即逼近度）。逼近度越小越難達(dá)到，如果要將出水溫度降到濕球溫度，則冷卻塔必須做到無(wú)限大[2]。

針對(duì)存在的問(wèn)題，項(xiàng)目人員采用理論計(jì)算+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式，使用濕球溫度作為依據(jù)，制定了不同室外溫濕度條件下的冷卻塔出水極限溫度，對(duì)冷卻塔臺(tái)數(shù)控制方法。

首先，根據(jù)室外溫濕度確定濕球溫度，再根據(jù)3-5℃的逼近度，確定冷卻塔出水的極限溫度，通過(guò)加開(kāi)冷卻塔，確保冷卻塔出水穩(wěn)定在極限溫度，以提高制冷機(jī)工作效率，縮短冷凍水降溫時(shí)間。

通過(guò)控制冷卻塔出水溫度，可以大大縮短制冷機(jī)的降溫時(shí)間，減少制冷機(jī)的滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，以冷凍水溫從20℃降低到8℃為例，當(dāng)冷卻塔出水溫度控制在20-25℃時(shí)，其降溫時(shí)間比冷卻塔出水溫度在25-30℃時(shí)縮短約3小時(shí)，考慮到加開(kāi)冷卻塔增加的電量，每次節(jié)約電量約300kwh。

2 確定合適的冷凍水設(shè)定溫度

根據(jù)溫濕度指標(biāo)情況，主要依據(jù)室外空氣含濕量，制定合理的水溫控制程序。YORK冷水機(jī)組可以制出7-12℃之間的冷凍水，水溫設(shè)定值越低，降溫、除濕效果越好，但制冷機(jī)效能比也會(huì)隨之下降[3]。為了保證空氣除濕的要求，冷水機(jī)組出水溫度常年設(shè)定為固定值（7-8℃），而在北方城市，全年中室外濕度變化較大，在除濕需求不大的情況下完全可以提高冷水機(jī)組出水溫度設(shè)定值，提升主機(jī)效率，降低電耗。因此，需要制定合理的冷凍水溫度設(shè)定操作指導(dǎo)：在何種條件下，如何調(diào)節(jié)冷凍水溫度。

結(jié)合2015年制冷機(jī)運(yùn)行實(shí)際，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，根據(jù)生產(chǎn)區(qū)域的溫濕度情況，及時(shí)調(diào)整冷凍水的出水溫度設(shè)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：

（1）冷凍水溫度下行調(diào)整的原因均是部分區(qū)域濕度出現(xiàn)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。為了保證區(qū)域溫濕度指標(biāo)、增加除濕量，向下調(diào)整冷凍水的溫度。

（2）生產(chǎn)區(qū)域的濕度波動(dòng)受室外空氣濕度影響很大。室外空氣含濕量越高，區(qū)域濕度超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)越大。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，項(xiàng)目組根據(jù)室外空氣的絕對(duì)濕度（含濕量）的變化，制定了冷凍水溫度調(diào)整的相關(guān)說(shuō)明。具體設(shè)定如下。

（1）當(dāng)室外空氣含濕量<12g/kg時(shí)，冷凍水溫度保持在10℃。

（2）當(dāng)室外空氣含濕量≥12g/kg時(shí)，冷凍水出水溫度整至9℃。

（3）當(dāng)室外空氣含濕量≥14g/kg時(shí)，及時(shí)關(guān)注各區(qū)域濕度情況，當(dāng)出現(xiàn)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，冷凍水出水溫度整至8℃。

（4）當(dāng)室外空氣含濕量≥17g/kg時(shí)，及時(shí)關(guān)注各區(qū)域濕度情況，當(dāng)出現(xiàn)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，冷凍水出水溫度調(diào)整至7℃。

通過(guò)引入室外空氣的含濕量數(shù)值，為運(yùn)行人員調(diào)整冷凍水溫提供了科學(xué)的依據(jù)，打破了憑經(jīng)驗(yàn)操作的現(xiàn)狀，在除濕需求不大時(shí)，提升水溫、提高設(shè)備效能比；在除濕需求增大時(shí)，及時(shí)調(diào)整水溫，保證區(qū)域的溫濕度指標(biāo)穩(wěn)定可控。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)整冷卻塔臺(tái)數(shù)和冷凍水溫度設(shè)定，可以有效提升制冷效率，達(dá)到可觀的節(jié)能效果。

（1）通過(guò)調(diào)整冷卻塔臺(tái)數(shù)，可以有效提升制冷機(jī)制冷效率，縮短冷凍水的降溫時(shí)間，對(duì)于單臺(tái)制冷機(jī)，每次節(jié)約電量約300kwh。

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了冷凍水設(shè)定參數(shù)，根據(jù)室外環(huán)境情況確定水溫，增加了制冷機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)間，整個(gè)季度約節(jié)約電量30000kwh。

參考文獻(xiàn)：

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