保證冷水機(jī)組在低環(huán)境下運(yùn)行的技術(shù)措施.doc

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保證冷水機(jī)組在低環(huán)境下運(yùn)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(lái)越多，故對(duì)其運(yùn)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(jī)組和水冷式冷水機(jī)組，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)高壓過低導(dǎo)致膨脹閥的供液量減小，機(jī)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(jī)的不能正?；赜?，壓縮機(jī)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(shí)獲得熱量、利用自然冷源傳熱幾個(gè)方面，提出一些在冷卻系統(tǒng)上和冷水機(jī)組本身設(shè)計(jì)上的一些解決方案。同時(shí)，也給出因地制宜、靈活運(yùn)用以上方案的建議。 關(guān)鍵詞：低溫環(huán)境風(fēng)冷式冷水機(jī)組水冷式冷水機(jī)組 引言：冷水機(jī)組按制冷運(yùn)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(xiàng)目和工業(yè)項(xiàng)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(jī)組的品質(zhì)，運(yùn)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(jī)組和水冷式冷水機(jī)組常見故障 風(fēng)冷式冷水機(jī)組在環(huán)境溫度低于21℃下運(yùn)行；水冷式冷水機(jī)組在冷卻水進(jìn)水溫度低于15.5℃，常規(guī)的機(jī)組就會(huì)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(jī)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(jī)的不能正?；赜?，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子容易卡死。 2低溫環(huán)境下風(fēng)冷式冷水機(jī)組和水冷式冷水機(jī)組運(yùn)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(shí)獲得熱量、利用自然冷源傳熱幾個(gè)方面，提出一些在冷卻系統(tǒng)上和冷水機(jī)組本身設(shè)計(jì)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(jìn)風(fēng)側(cè)安裝電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)閥的動(dòng)作由控制器控制。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，冷凝壓力隨著降低，控制器發(fā)出控制信號(hào)，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(jìn)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(jìn)氣管分成三路進(jìn)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(jìn)行控制。PLC控制器通過采集冷凝壓力變化信號(hào)來(lái)發(fā)出開關(guān)信號(hào)控制電磁閥，每個(gè)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(jī)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(xiàng)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(jī).變頻器.控制器.傳感器，本系統(tǒng)通過采集水溫度信號(hào)來(lái)控制風(fēng)機(jī)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(dòng)三通閥.控制器.傳感器，本系統(tǒng)通過水路溫度來(lái)控制三通閥各支路的開度，控制進(jìn)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(lái)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(jìn)水溫度，避免冷凝壓力過低，機(jī)組發(fā)生故障。 2.2.2調(diào)節(jié)風(fēng)冷式冷水機(jī)組冷凝器的傳熱系數(shù) 2.2.2.1壓力開關(guān)的分級(jí)調(diào)節(jié) 每個(gè)壓力控制器的壓力傳感器接到機(jī)組高壓管段，壓力開關(guān)常開觸點(diǎn)串聯(lián)到冷凝風(fēng)機(jī)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(dòng)作點(diǎn)的壓力值，當(dāng)系統(tǒng)壓力值大于設(shè)定值時(shí)，常開觸點(diǎn)接通，冷凝風(fēng)機(jī)控制回路接通，冷凝風(fēng)機(jī)動(dòng)力回路接通，風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，反之，風(fēng)機(jī)停止，一般一個(gè)壓力開關(guān)控制一個(gè)風(fēng)機(jī)。 2.2.2.2變頻器的線性調(diào)節(jié) 通過一個(gè)壓力變送器把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成變頻器可讀取的電壓或電流信號(hào)，變頻器跟據(jù)變化的電信號(hào)來(lái)輸出不同的電力頻率，從而改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，改變風(fēng)機(jī)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(hào)改變，使變頻器輸出頻率變化，使冷凝風(fēng)機(jī)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(jī)組不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警故障。2.2.2.3壓力開關(guān)+變頻器分級(jí)線性調(diào)節(jié) 參照一個(gè)冷凝風(fēng)機(jī)的電機(jī)功率來(lái)配置變頻器，其它冷凝風(fēng)機(jī)用壓力開關(guān)控制。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，變頻器先控制一個(gè)冷凝風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)數(shù)由低到高變化，當(dāng)達(dá)到一個(gè)冷凝風(fēng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，一只壓力開關(guān)動(dòng)作，起動(dòng)第二個(gè)風(fēng)機(jī)，同時(shí)變頻器控制的風(fēng)機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)數(shù)升高，以致第二個(gè)壓力開關(guān)動(dòng)作，第三只冷凝風(fēng)機(jī)開始運(yùn)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(jī)，一直到開啟全部風(fēng)機(jī)。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(yùn)行的風(fēng)機(jī)數(shù)量，以保證冷水機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 2.3通過冷凝熱回收提高冷凝器的冷凝溫度同時(shí)獲得熱量 2.3.1通過水冷式冷水機(jī)組冷凝熱回收提高冷凝器的冷凝溫度同時(shí)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(jìn)風(fēng)側(cè)墻面開進(jìn)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(shí)，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(jìn)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(duì)于需供暖的車間，可以在冷卻塔進(jìn)風(fēng)面做進(jìn)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(jī)組利用自然冷源傳熱 機(jī)組采用壓縮機(jī)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(jī)組自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行，并優(yōu)先充分利用空氣自然冷卻運(yùn)行策略。用戶自由調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，機(jī)組可靠穩(wěn)定高效節(jié)能運(yùn)行。 在夏季，機(jī)組與常規(guī)機(jī)組一樣進(jìn)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(dá)比冷凍水回水溫度低兩度或以上時(shí)，開啟自然冷卻預(yù)冷冷凍水，此部分為自然制冷，無(wú)壓縮機(jī)功耗，自然冷卻不夠的部分，再由壓縮制冷接力達(dá)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(lái)越大，直至達(dá)到100%，完全自然冷卻制冷，無(wú)壓縮機(jī)功耗。在冬季，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到比冷凍水低10度或10以上時(shí)，自然冷卻達(dá)到100%。完全自然冷卻制冷，壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)關(guān)閉，機(jī)組無(wú)壓縮機(jī)功耗，僅有很少量的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功率。 2.4.2水冷式冷水機(jī)利用自然冷源傳熱 在常規(guī)水冷式冷水機(jī)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(shí)，可采用風(fēng)冷式冷水機(jī)組利用自然冷源傳熱的思路來(lái)實(shí)現(xiàn)水冷式冷水機(jī)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(jī)排氣關(guān)斷閥等等方法來(lái)解決低溫環(huán)境下冷水機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)故障，在此就不作進(jìn)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(xiàng)目及工業(yè)項(xiàng)目對(duì)冷水機(jī)組全年制冷的需求，但是，在實(shí)際工程應(yīng)用中，一定要詳細(xì)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(yùn)用以上方案，有時(shí)也可以考慮復(fù)合方法，同時(shí)采用幾種方案，達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)方便，節(jié)能的效果。 參考文獻(xiàn): 〔1〕馬路，程卓明.冷水機(jī)組過渡季與冬季安全運(yùn)行時(shí)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(jī)械工業(yè)出版社，2006：100-200 〔3〕陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008：1028-1033 第 6 頁(yè) 共 6 頁(yè)