摘 要：通过介绍冷水、热水和CDA系统的节能降耗措施，讨论了在保证系统正常运行下如何使系统运行达到帕累托最优，进而达到节省生产成本的目的。

　　关键词：冷水机组；动力设备；水泵；温差

　　中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）10-0004-02

　　随着某半导体公司产能的持续扩大和水电气费的持续增加，厂务动力部分设备的能耗占公司总能耗的35%以上，因此，对动力系统实施节能措施已经十分迫切。空调作为大能耗电器，对其进行节能的空间相当大，另外，CDA系统也存在很大的节能空间。但对于旧的动力系统设计，如何合理地采用可行的、经济的方案来完成对动力系统的节能改造，仍然是一个值得探讨的问题。下面将依据动力系统的设计和设备的运行情况，介绍几种常见的节能降耗措施。

　　1 冷水系统的节能措施

　　1.1 大温差冷却水措施

　　Maquay离心式冷水机组的冷凝器设计的冷却水流量是720 m3/h，而选配的冷却水泵是930 m3/h，显示冷凝器进出水温差为2.5 ℃。由2.5 ℃的温差可得知：冷却水泵的选型过大，存在“大马拉小车”的现象；冷凝器脏的换热效率低下。

　　“大马拉小车”就是在供冷量不变的情况下，通过增大供回水温差来减少冷却水的流量，以减少水泵的功率和运行费用，从而达到节能的目的。有了增加冷却水进出水温差的方法后，使用大泵替代小泵或使用变频器控制流量，但变频器的安装会增加投入。如果用一台变频器控制两台水泵，就会减少一次投入，并形成备用。下面以110 kW、930 m3/h的水泵为例，其性能曲线图如图1所示。

　　从图1中可以看出，如果通过温差控制流量，即在maquay离心式冷水机组实验流量为720 m3/h的情况下，可以减少大约7%的能耗。

　　对于冷凝器脏的问题，冷水机组自运行以来，从未对冷凝器进行过清洗工作，从冷凝温度上看，冷凝器应该每年进行一次清洗，这样可以提高换热的效率。

　　1.2 合适的冷却水进水温度

　　空调工况的制冷剂冷凝温度一般在40 ℃左右，因传热温差的关系，冷却水的出水温度要比制冷剂冷凝温度低2～3 ℃，冷凝温度越低，蒸发温度越高，制冷剂越大，制冷系数也越大。尤其对离心式压缩来说，制冷量会随着蒸发温度的降低和冷凝温度的升高而急剧降低，较低的冷却水温度有利于降低冷凝温度，节约压缩机的电耗。

　　离心式压缩制冷机的转速恒定，在制冷剂的蒸发温度Te=4.4 ℃的工况下，冷凝温度Tc从40 ℃提高到了42 ℃，传热温差降低了7.5%，制冷量下降了20%.在对离心式冷水机组的运行进行观察时发现，冷却水每提高1 ℃，COP下降近4%，每小时多耗电能30 kW·h。根据冷机的制冷工况，离心式冷水机组冷却水的进水温度应保持在25 ℃左右，比冷水机组实验的32 ℃进水温度低1 ℃，COP增加约28%，即相同的制冷量，耗电量降低了28%.但冷水机组还有其他的自动保护功能，因此冷却水的进水温度也不能太低。

　　1.3 中温水的节能措施

　　我公司设计的17 ℃中温水是由22 ℃中温水回水和5 ℃冷冻水混合而成的，混合水温度通过电动调节阀调节。由于电动调节阀的滞后性和其他因素的影响，有一大部分的冷量会被浪费，但设计中也考虑了随着负荷的扩大，可以通过冷水机组直接供应中温水，这样既减少了冷量的浪费，又提高了设备的利用率。这种中温水有单独的冷水机组供应，因此在半导体厂得到了广泛的应用，例如台积电（台湾厂）、英特尔（大连厂）等。虽然节能效果无法估算，但会起到节能效果是可以肯定的。在不增加投资成本的基础上，这种节能措施还是比较有效的。

　　1.4 冷却塔节能

　　降低冷却塔的出水温度，有利于提高冷水机组的性能，但同时也会增加冷却塔风机的电能消耗。考虑到当前设备的供应情况和控制系统，可以使用下面两种冷却水系统节能方法。

　　冷却塔风机要根据冷却水的供水温度对其进行变频控制。目前冷却塔的风机运行方式是工频运行，工频运行如果不能在最佳的温度上运行，而且风机频繁启停，那么设备的老化速度就会加大，耗电量也会增大。为了节约电能，利用变频器对其进行控制是目前比较有效的方法。

　　利用冷凝水回收的水量补给冷却塔的水损失。按照冷却水4 ℃温差算，每天需补水180 t左右，一年约为6×104 t。将MAU排放的冷凝水和利用PCW回收的RO水用作冷却塔补水，每天可节省自来水大约为80 m3，一年可节省近3×104 m3。如果能够回收更多的废水，那么节约用水的效果会更明显。

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