[实用新型]冷却塔冷水机组串级自然冷量利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用在严寒和寒冷地区工业厂房内的制冷系统，该类工业厂房有全年供冷需求，并对冷冻水供水温度有较高的精度要求。

背景技术

应用在电子类工业厂房中的工艺性空调，与其它厂房中的舒适性空调相比，具有以下两个特点：一是电子类工业厂房中空调全年为冷负荷，同时冷负荷较为稳定，这是由于电子类工业厂房内的工艺设备的全年稳定散热造成的；二是电子类工业厂房内的温湿度的精度要求高，同时要求高保障率，一旦制冷系统停机或冷冻水供水温度无法满足工艺要求，将造成巨大的损失，因此整个制冷系统必须有足够的运行安全保障机制。基于上述要求，目前电子类工业厂房中均采用常规冷水机组全年运行的模式来保证工艺要求，能耗非常大，一般的冷冻水温度要求为供水7℃±0.5℃、回水12℃。

现也有人提出采用冷却塔取冷系统为电子类工业厂房供冷（在严寒和寒冷地区,冬季冷却塔取冷有开式冷却塔取冷系统和闭式冷却塔取冷系统两种基本形式，开式冷却塔取冷系统因为存在冷却水易受污染和防冻两个问题，本身安全性较差，所以实际应用效果一般，更无法适应工业建筑的使用要求。闭式冷却塔取冷系统参见图1，一般采用乙二醇溶液作为载冷剂，载冷剂不与室外空气直接接触，避免了污染问题，同时乙二醇本身是防冻液，从而克服了开式冷却塔取冷系统的弊端），虽然这样能耗较小，但冷却塔取冷系统一般都应用在民用建筑中或非电子类工业厂房中，若应用在电子类工业厂房中，主要会有以下三个方面的不足：一是取冷时间短，这是因为冷却塔制备的载冷剂一般比外界温度高3℃～5℃（外界温度干工况时为干球温度，湿工况时为淋水温度），载冷剂与冷冻水的换热温差一般为2℃左右，而工艺要求的冷冻水供水温度为7℃，因此常规的冷却塔供冷模式基本上要在外界温度为2℃以下的情况才能使用，实际的取冷时间较短；二是无法保证供水温度的稳定性，这是因为电子类工业厂房对温度精度要求较高，一般情况下，需要保证冷冻水供水温度为7±0.5℃，常规冷却塔取冷系统的冷冻水供水温度强烈受到室外温度波动的影响，无法满足这种精度要求；三是安全性差，这是因为在常规的冷却塔供冷模式中，冷机系统时停止运行的，在外界温度升高至临界点导致无法提供7℃冷水和冷却塔故障两种情况下，冷机系统无法启动继续供冷（冷机自身的冷却系统仍处于低温状态，达不到启动温度要求），从而发生产事故。鉴于这三点，尤其是后两点，在实际生产中，单独采用冷却塔取冷系统的模式不能采用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种冷却塔冷水机组串级自然冷量利用系统，要解决传统冷水机组取冷的方式能耗太大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种冷却塔冷水机组串级自然冷量利用系统，包括有冷冻水泵、冷冻水循环管路、末端设备和冷水机组，所述冷冻水泵设在冷冻水循环管路上，所述末端设备上的冷冻水进口和冷冻水出口与冷冻水循环管路连通，所述冷水机组中的蒸发器上的冷冻水进口和冷冻水出口也与冷冻水循环管路连通，其特征在于：此系统还包括有乙二醇泵、乙二醇循环管路、冷却塔和换热器，所述乙二醇泵设在乙二醇循环管路上，所述冷却塔上的乙二醇进口和乙二醇出口与乙二醇循环管路连通，所述换热器上的乙二醇进口和乙二醇出口也与乙二醇循环管路连通，换热器上的冷冻水进口和冷冻水出口还与冷冻水循环管路连通。

从蒸发器上的冷冻水出口流出的冷冻水的温度为7℃±0.5℃。

从换热器的冷冻水出口流出的冷冻水的温度可为8～10℃。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：本实用新型非常适合在寒冷和严寒地区推广，因为这些地区的冬季以及一部分过渡季的室外温度低于室内温度，所以能够有效利用自然冷量，可取得显著的节能效果。

本实用新型的能耗比单独采用冷水机组制冷的能耗要低很多，假设单独采用冷水机组制冷，同时全年负荷稳定，忽略水泵等辅机功耗的增减，仅考虑制冷水机组进行相对粗略的分析，本实用新型在可利用自然冷量期间的节能率约为75%，全年的节能率约为25%。

如果和单独采用冷却塔取冷系统的方案相比，本实用新型利用自然冷量的时间得到大幅度延长。具体的取冷时间对比可参见图3，以北京市为例，其室外空气温度不同范围的时数统计如表一：