保證冷水機組在低環(huán)境下運行的技術(shù)措施.doc

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保證冷水機組在低環(huán)境下運行的技術(shù)措施 摘要：隨著電信、工業(yè)等行業(yè)技術(shù)發(fā)展，全年供冷的需求越來越多，故對其運行管理、產(chǎn)品研發(fā)都提出了很多挑戰(zhàn)。在低溫環(huán)境下使用的風(fēng)冷式冷水機組和水冷式冷水機組，經(jīng)常會出現(xiàn)高壓過低導(dǎo)致膨脹閥的供液量減小，機組的性能嚴(yán)重降低及高低壓差值小導(dǎo)致螺桿式壓縮機的不能正?；赜?，壓縮機轉(zhuǎn)子容易卡死的問題，筆者就以上問題，以調(diào)節(jié)冷凝壓力為核心，分別從調(diào)節(jié)冷凝器的傳熱面積、調(diào)節(jié)冷凝器的傳熱系數(shù)、通過冷凝熱回收提高冷凝器的冷凝溫度同時獲得熱量、利用自然冷源傳熱幾個方面，提出一些在冷卻系統(tǒng)上和冷水機組本身設(shè)計上的一些解決方案。同時，也給出因地制宜、靈活運用以上方案的建議。 關(guān)鍵詞：低溫環(huán)境風(fēng)冷式冷水機組水冷式冷水機組 引言：冷水機組按制冷運行放熱側(cè)熱交換方式分為空冷式.水冷式和蒸發(fā)冷卻式。在民用項目和工業(yè)項目起到不可或缺，不可替代的作用，特別在工業(yè)領(lǐng)域，比如塑料工業(yè)的縮短啤塑周期;電子工業(yè)的穩(wěn)定電子元件內(nèi)部在生產(chǎn)線上的分子結(jié)構(gòu)，起到了決定性的因素。因此，在工業(yè)領(lǐng)域?qū)渌畽C組的品質(zhì)，運行穩(wěn)定性提出了更高要求。 1低溫環(huán)境下的風(fēng)冷式冷水機組和水冷式冷水機組常見故障 風(fēng)冷式冷水機組在環(huán)境溫度低于21℃下運行；水冷式冷水機組在冷卻水進水溫度低于15.5℃，常規(guī)的機組就會產(chǎn)生高壓和低壓降低，必然產(chǎn)生一系列問題。如高壓過低導(dǎo)致膨脹閥的供液量減小，機組的性能嚴(yán)重降低；如高低壓差值小導(dǎo)致螺桿式壓縮機的不能正常回油，壓縮機轉(zhuǎn)子容易卡死。 2低溫環(huán)境下風(fēng)冷式冷水機組和水冷式冷水機組運行的技術(shù)措施 筆者就以上問題，以調(diào)節(jié)冷凝壓力為核心，分別從調(diào)節(jié)冷凝器的傳熱面積、調(diào)節(jié)冷凝器的傳熱系數(shù)、通過冷凝熱回收提高冷凝器的冷凝溫度同時獲得熱量、利用自然冷源傳熱幾個方面，提出一些在冷卻系統(tǒng)上和冷水機組本身設(shè)計上的一些解決方案。 2.1調(diào)節(jié)冷凝器的傳熱面積 2.1.1調(diào)節(jié)冷凝器空氣側(cè)換熱面積 在冷凝器進風(fēng)側(cè)安裝電動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，電動閥的動作由控制器控制。當(dāng)環(huán)境溫度降低時，冷凝壓力隨著降低，控制器發(fā)出控制信號，減小閥門開度，一部分冷凝器的換熱面積被風(fēng)閥遮擋，減少了空氣側(cè)的換熱面積，使冷凝壓力升高，閥門開度隨冷凝器進風(fēng)溫度的變化而變化。 2.1.2調(diào)節(jié)冷凝器制冷劑側(cè)換熱面積 把冷凝器的一路進氣管分成三路進氣管，一路出液管分成三路出液管。在每支氣管和液管路上安裝電磁閥，電磁閥的開關(guān)通過PLC控制器進行控制。PLC控制器通過采集冷凝壓力變化信號來發(fā)出開關(guān)信號控制電磁閥，每個電磁閥的開關(guān)壓力設(shè)定值可在PLC控制器中預(yù)設(shè)置。 2.2調(diào)節(jié)冷凝器的傳熱系數(shù) 2.2.1調(diào)節(jié)水冷式冷水機組冷凝器冷卻水與冷卻塔空氣換熱的傳熱系數(shù) 目前，應(yīng)用項目上的解決方法一般有兩種：第一種是控制冷卻塔的冷卻風(fēng)量，系統(tǒng)主要包括變頻風(fēng)機.變頻器.控制器.傳感器，本系統(tǒng)通過采集水溫度信號來控制風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)，控制風(fēng)量；第二種方法是水管路加旁通，系統(tǒng)主要包括旁通管.電動三通閥.控制器.傳感器，本系統(tǒng)通過水路溫度來控制三通閥各支路的開度，控制進入冷卻塔的水量。以上方案通過空氣流速和水流速的改變來調(diào)節(jié)冷卻空氣和冷卻水的傳熱系數(shù)，從而控制冷卻水進水溫度，避免冷凝壓力過低，機組發(fā)生故障。 2.2.2調(diào)節(jié)風(fēng)冷式冷水機組冷凝器的傳熱系數(shù) 2.2.2.1壓力開關(guān)的分級調(diào)節(jié) 每個壓力控制器的壓力傳感器接到機組高壓管段，壓力開關(guān)常開觸點串聯(lián)到冷凝風(fēng)機電器控制回路，根據(jù)環(huán)境溫度變化情況預(yù)先設(shè)定開關(guān)動作點的壓力值，當(dāng)系統(tǒng)壓力值大于設(shè)定值時，常開觸點接通，冷凝風(fēng)機控制回路接通，冷凝風(fēng)機動力回路接通，風(fēng)機開始運轉(zhuǎn)，反之，風(fēng)機停止，一般一個壓力開關(guān)控制一個風(fēng)機。 2.2.2.2變頻器的線性調(diào)節(jié) 通過一個壓力變送器把壓力信號轉(zhuǎn)化成變頻器可讀取的電壓或電流信號，變頻器跟據(jù)變化的電信號來輸出不同的電力頻率，從而改變風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)，改變風(fēng)機風(fēng)量。當(dāng)環(huán)境溫度降低，冷凝器的換熱溫差變大，導(dǎo)致冷凝壓力降低，壓力變送器發(fā)出的電壓或電流信號改變，使變頻器輸出頻率變化，使冷凝風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)降低，風(fēng)量減小，使冷凝壓力升高。低溫環(huán)境下，機組不會產(chǎn)生報警故障。2.2.2.3壓力開關(guān)+變頻器分級線性調(diào)節(jié) 參照一個冷凝風(fēng)機的電機功率來配置變頻器，其它冷凝風(fēng)機用壓力開關(guān)控制。當(dāng)環(huán)境溫度升高時，變頻器先控制一個冷凝風(fēng)機運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)由低到高變化，當(dāng)達到一個冷凝風(fēng)機的最大轉(zhuǎn)數(shù)時，一只壓力開關(guān)動作，起動第二個風(fēng)機，同時變頻器控制的風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)降到最低。如果冷凝壓力繼續(xù)升高，則變頻器控制的冷凝風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)升高，以致第二個壓力開關(guān)動作，第三只冷凝風(fēng)機開始運行。如果冷凝壓力還在升高，則按上述步驟開啟第四只風(fēng)機，一直到開啟全部風(fēng)機。如果環(huán)境溫度降低，冷凝壓力降低，則按上述相反方式停止運行的風(fēng)機數(shù)量，以保證冷水機組正常運轉(zhuǎn)。 2.3通過冷凝熱回收提高冷凝器的冷凝溫度同時獲得熱量 2.3.1通過水冷式冷水機組冷凝熱回收提高冷凝器的冷凝溫度同時獲得熱量 2.3.1.1冷卻塔的回風(fēng)應(yīng)用調(diào)節(jié) 把冷卻塔放在特制的房間內(nèi)，在冷卻塔的進風(fēng)側(cè)墻面開進風(fēng)口，在冷卻塔的上部作排風(fēng)管，排風(fēng)管上增加通向房間內(nèi)的回風(fēng)口?；仫L(fēng)口和排風(fēng)口上安裝調(diào)節(jié)閥，根據(jù)冷凝壓力調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度。當(dāng)環(huán)境溫度降低時，可利用部分回風(fēng)和溫度比較低的新風(fēng)混合，提高冷卻塔的進風(fēng)溫度，避免冷凝壓力下降。 2.3.1.2冷凝熱供暖調(diào)節(jié) 對于需供暖的車間，可以在冷卻塔進風(fēng)面做進風(fēng)管，冷卻塔風(fēng)扇出風(fēng)口做排風(fēng)管，從車間吸取空氣，直接通過冷卻塔冷卻水加熱，再送到車間供暖。 2.4利用自然冷源傳熱 2.4.1風(fēng)冷式冷水機組利用自然冷源傳熱 機組采用壓縮機組制冷和室外空氣自然冷卻復(fù)合式制冷模式。根據(jù)用戶不同的需求和環(huán)境狀態(tài)，機組自動調(diào)整運行，并優(yōu)先充分利用空氣自然冷卻運行策略。用戶自由調(diào)整運行參數(shù)，機組可靠穩(wěn)定高效節(jié)能運行。 在夏季，機組與常規(guī)機組一樣進行正常制冷；在春秋過渡季節(jié)和晚上，當(dāng)環(huán)境溫度到達比冷凍水回水溫度低兩度或以上時，開啟自然冷卻預(yù)冷冷凍水，此部分為自然制冷，無壓縮機功耗，自然冷卻不夠的部分，再由壓縮制冷接力達到需求冷量。隨著室外環(huán)境溫度降低，自然冷卻部分占得比例越來越大，直至達到100%，完全自然冷卻制冷，無壓縮機功耗。在冬季，當(dāng)環(huán)境溫度達到比冷凍水低10度或10以上時，自然冷卻達到100%。完全自然冷卻制冷，壓縮機制冷系統(tǒng)關(guān)閉，機組無壓縮機功耗，僅有很少量的風(fēng)機運轉(zhuǎn)功率。 2.4.2水冷式冷水機利用自然冷源傳熱 在常規(guī)水冷式冷水機組冷凍水系統(tǒng)上作旁通水管路與空調(diào)箱連通，在環(huán)境溫度低時，可采用風(fēng)冷式冷水機組利用自然冷源傳熱的思路來實現(xiàn)水冷式冷水機組利用自然冷源傳熱的方案。本方案應(yīng)用要注意水系統(tǒng)切換和水泵切換方面的問題。 除了以上幾種解決方案，有些設(shè)備廠家還采用電子膨脹閥，熱氣旁通，壓縮機排氣關(guān)斷閥等等方法來解決低溫環(huán)境下冷水機組的正常運轉(zhuǎn)故障，在此就不作進一步說明。 3結(jié)論 通過系統(tǒng)工程和設(shè)備本身的改造處理是可以滿足民用項目及工業(yè)項目對冷水機組全年制冷的需求，但是，在實際工程應(yīng)用中，一定要詳細了解使用地的氣候分布，全年的季節(jié)溫度變化情況，靈活運用以上方案，有時也可以考慮復(fù)合方法，同時采用幾種方案，達到系統(tǒng)運行穩(wěn)定，維護方便，節(jié)能的效果。 參考文獻: 〔1〕馬路，程卓明.冷水機組過渡季與冬季安全運行時冷凝側(cè)的防范節(jié)能措施[J].制冷與空調(diào)，2012，12（2）：35-37 〔2〕李曉東.制冷原理與設(shè)備[M]:1版.北京：.機械工業(yè)出版社，2006：100-200 〔3〕陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008：1028-1033 第 6 頁 共 6 頁