制药项目中冷水机组的应用方案选择

蒋宇培

（中国医药集团重庆医药设计院，重庆400042）

0 引言

对于生产型企业来说，成本控制在整个企业经济活动过程中发挥着重要作用，直接决定着企业能否以收抵支和偿还到期的各项债务，进而决定了企业能否健康生存和发展。本文以山东齐鲁制药某项目设计为例，从冷水机组的运行控制方面着手，比较了全定频机组和定频/变频冷水机组混合使用这两种方案，总结了冷水机组在这两种方案下的使用情况和能耗情况，希望能给其他制药企业带来启示。

1 冷水机组配置分析

以山东齐鲁制药的7/12℃冷冻水系统项目为例，对冷水机组的配置作技术分析。各车间冷冻水供/回温度和冷量如表1所示。

经计算，各单体建筑的冷负荷峰值时间均为15：00，各制药厂净化区的同时使用率较高。结合制药厂的负荷变化以及实际使用情况，本着安全、经济的原则，我们设计了3台离心式冷水机（其中1台为变频离心式制冷机），单台制冷量为3 516 kW；1台螺杆式冷水机，单台制冷量为1 370 kW。冷水机组均集中设置在冷水机房。

2 冷水机组控制分析

冷水机组是空调冷源系统中最重要的设备。本工程设计选用了3台离心式冷水机、1台螺杆式冷水机，即可满足车间生产运行要求。

以本工程设计为例，选用的3台离心式冷水机（其中1台为变频离心式制冷机）的单台制冷量为3516kW；1台螺杆式冷水机的单台制冷量为1 370 kW。以下冷水机组合中制冷量大的冷水机简称为大机，制冷量小的冷水机简称为小机。

我们考虑了两种运行模式：模式1为大/小冷机搭配的运行模式，模式2为尽可能只开大机的运行模式。这两种运行模式对应的各供冷区间的冷水机组合如表2所示。

表1 各车间冷冻水供/回温度和冷量

表2 两种运行模式对应的各供冷区间的冷水机组合

通过比较上述两种运行模式下冷水机组的耗电量（包括冷水机、水泵、冷却塔），相比模式2来说，模式1更为节能。从表2可知，节能区域分别为0～1 370 kW、3 516～4 886 kW、7 032～8 402 kW这3个冷量范围。

3 冷水机组群控策略分析

对于多台不同制冷量的冷水机并联运行的情况，我们不仅要做出加载和卸载冷水机的判断，还要判断加载或卸载的是大机还是小机。

以模式1运行策略为例，在冷量增加的过程中，小机需多次加载、卸载。如果这一过程经历时间过短，小机频繁起停，会严重影响到设备的使用寿命。一般厂家提供的适合设备启停的时间间隔为30 min。

群控系统根据测量的供/回水流量和温差，计算出实际供冷量，当系统收到开式水箱内部旁通管水流由二次侧流向一次测的水流指示器动作信号时，加载机组信号确立。系统将比较目前供冷量与半小时前的供冷量，以此计算负荷变化速率。当变化速率大于参考值时，加载大机；当变化速率小于参考值时，加载小机。

当系统收到开式水箱内部旁通管水流由一次侧流向二次测的水流指示器动作信号时，卸载机组信号确立。系统将比较目前供冷量与半小时前的供冷量，以此计算负荷变化速率。当变化速率大于参考值时，卸载大机；当变化速率小于参考值时，卸载小机。

4 全年冷负荷变化分析

本文主要以7/12℃冷冻水系统项目为例作技术分析，根据本项目的工艺和空调全年用冷实际情况，经负荷计算，得出了全年冷负荷变化，结果如表3所示。

由表3分析可得：全年冷负荷变化主要由室外温度变化引起。由于工艺生产需要，冬季也需要制冷。

5 冷水机组全年耗电量分析

全定频机组方案的多台机组全年耗电量分析统计如表4所示，定频/变频机组方案的多台机组全年耗电量分析统计如表5所示。

就本项目而言，在优先使用变频机组的条件下，定频/变频机组混合使用方案的耗电量相比全定频机组方案有约7.7%的下降。

表3 全年冷负荷变化

6 结语

本文以山东齐鲁制药某项目设计为例，通过采集与分析空调冷冻水系统的温度、流量数据，加以综合判断后，增加或减少了冷水机的运行台数，并合理规划了单台设备的运行时间和启闭时间间隔，保证了设备能够长期经济、合理健康运行，同时企业的生产成本得到了有效控制，增加了企业的经济效益。

表4 全定频机组方案的多台机组全年耗电量分析统计表

表5 定频/变频机组方案的多台机组全年耗电量分析统计表

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]工业建筑供暖通风与空气调节设计规范：GB 50019—2015[S].