一、项目背景

目前根据工厂生产设备的工艺要求，冷水机组全年运行时，冷冻水供水温度要求不高于9℃。3台冷却塔为开式系统，目前由于冬季冷负荷较少，一般运行一台冷水机组。高负荷在80％，大部分时间冷负荷在50％左右，考虑到冬季室外气温比较低，冷负荷需求量较少，可以充分利用冷却塔的冷却能力，通过板式换热器满足工厂的冷负荷需求。

二、原理

在冬季，当空调末端和生产设备需要冷负荷时，可以采用现有冷却塔、冷却水泵、板式换热器及冷冻水水泵进行供冷。当然这需要的条件，即冷却塔的出水温度低于冷冻水的需求温度，而冷却塔出水温度又与室外湿球温度有直接关系，因此常规计算过程期间考虑“当前室外湿球温度加上4.5℃小于等于冷冻水供水需求温度”的条件下，可采用板式换热器供冷。

冬季制冷采用板式换热器供冷与冷水机组供冷相结合的方式，以减少制冷能耗，能源的利用效率，延长冷水机组的使用寿命。

三、优化控制策略

由于在冬季，昼夜温差较大，当室外温度变化及冷负荷变化较为频繁时，需要解决板式换热器和冷水机组供冷模式自动频繁切换的问题，并冷冻水供水温度恒定的控制目标，以系统稳定运行。在相同冷负荷和水流量下，随着室外湿球的温度降低，冷却塔的出水温度随之降低。

在冷冻水系统中，在的冷负荷需求和水温降下，冷冻水流量将直接影响供水温度。通过冷却水和冷冻水供水管路上的温度传感器，分别控制冷却水泵和冷冻水泵的电动机频率，控制水的流量；并根据冷水机组的水流量大小，调节冷水机组的输出冷负荷，保持冷冻水供水温度恒定。

四、供冷模式切换

冷却水和冷冻水的供水管路上各安装一个温度传感器，当冬季室外湿球温度小于等于4.5℃，冷水机组的输出负荷率小于等于50％，且冷冻水供水温度连续10min低于9℃时，可采用板式换热器供冷模式供冷。此时电动调节阀M1和M3缓慢关小，冷水机组制冷功耗缓慢减小，电动调节阀M2和M4缓慢打开，系统此时进入板式换热器和冷水机组联合供冷模式，并保持供水温度恒定，直至冷水机组停止工作后，电动调节阀M1和M3关闭，此时进入板式换热器供冷模式。同时用过冷却水泵和冷冻水泵控制水的流量，保持冷冻水供水温度恒定。

五、经济效益分析

要求冷冻水供水温度不高于9℃，室外湿球温度4.5℃以下即可使用冷却水通过板式换热器供冷。

六、结论

冬季，工厂所需的冷负荷较少且具有较低的冷却水温度，这会使冷水机组的冷凝压力较大幅度下降，影响冷水机组气动，冷水机组长期在原理其设计工况下运行。若使用冷却塔冷却水通过板式换热器简介为空调末端和工艺设备提供冷量，可以减少冷水机组在冬季的运行时间。降耗，延长其使用寿命。