中央空調(diào)冷水機組運行參數(shù)和工況分析
1、蒸發(fā)壓力與蒸發(fā)溫度
離心式冷水機組具有滿液臥式殼管式蒸發(fā)器，制冷劑液體在殼內(nèi)管間蒸發(fā)、沸騰，吸收管內(nèi)冷水從空調(diào)房間帶來的熱量。蒸發(fā)器內(nèi)具有的制冷劑壓力和溫度，是制冷的飽和壓力和飽和溫度，可以通過設(shè)置在蒸發(fā)器上的壓力表和溫度計測出。蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度兩個參數(shù)中，測得其中一個，可以通過制冷工質(zhì)的熱力性質(zhì)表查到另外一個。不同的制冷劑在冷水機組中，要得到同樣的蒸發(fā)溫度，而各自對應(yīng)的蒸發(fā)壓力是完全不同的。
在冷水機組運行中，蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)壓力與冷水帶入蒸發(fā)器的熱量有密切關(guān)系。熱負荷大時，蒸發(fā)器冷水的回水溫度升高，引起蒸發(fā)器溫度升高，對應(yīng)的蒸發(fā)壓力也升高。相反，當熱負荷減少時，冷水回水溫度降低，其蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力均降低。實際運行中空調(diào)房間的熱負荷減少時，冷水回水溫度降低，其蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力均攤降低。
實際運行中空調(diào)房間的熱負荷在24h中是不斷變化的，為了使機組的工作性能適應(yīng)這種變化，一般采用自動控制對機組實行能量調(diào)節(jié)，來維持蒸發(fā)器內(nèi)的壓力和溫度，相對穩(wěn)定在一個很小的波動范圍。蒸發(fā)器內(nèi)壓力和溫度波動范圍的大小，完全取決于熱負荷變化的頻率和機組本身的自控調(diào)節(jié)性能。一般情況下冷水機組的制冷量，必須大于機組必須負擔(dān)的熱負荷量，否則，將無法在運行中得到滿意的空調(diào)效果。
根據(jù)我國JB/T3355—1998標準規(guī)定，冷水機組的額定的工況為冷凍水出水溫度7℃，冷卻水回水溫度30℃。其他相應(yīng)的參數(shù)為冷凍水回水溫度12℃，冷卻水出水為35。又根據(jù)國家標準GB/T18403.1—2001，冷水機組的額定的工況為冷凍水進出水溫12℃/7℃，冷卻水進出水溫30℃/35℃。所以冷水機組在出廠時工況為冷凍水進出水溫12℃/7℃，冷卻水進出水溫30℃/35℃。所以冷水機組在出廠時若訂貨方?jīng)]有特殊要求，冷水機組的自動控制及保護元件的整定值，將使冷水機組保持在額定工況下的運行狀態(tài)，提高冷水的出水溫度，對機組的經(jīng)濟性十分有利。
運行中，在滿足空調(diào)使用要求的情況下，應(yīng)盡可能提高冷水出水溫度。如果實際使用中機組長期運行的冷水出水溫度不是7℃，訂貨時應(yīng)在合同上注明所需要的冷水出水溫度要求。因此，在機組的實際運行操作中，應(yīng)根據(jù)空調(diào)對象的具體要求，可將冷水出水溫度提高，也可以適當降低。一般情況下，蒸發(fā)溫度較冷水出水溫度低2℃~4℃。蒸發(fā)溫度則?？刂圃?℃~5℃范圍內(nèi)。過高的蒸發(fā)溫度往往難以達到所要求的空調(diào)效果，而過低的蒸發(fā)溫度，不但增加了機組的能量消耗，又容易造成蒸發(fā)管道凍裂。
蒸發(fā)溫度與冷水出水溫度之差，隨蒸發(fā)器熱負荷增減而分別增大或減少。在同樣負荷情況下，溫差增大則傳熱系數(shù)減少。此外，該溫差大小與傳熱面積有關(guān)，而且管內(nèi)水側(cè)的污垢情況，管外潤滑積聚的多少，對溫差也有一定影響。為了減少溫差，增強傳熱效果，要做到定期清除蒸發(fā)器水側(cè)污垢，積極采取措施將潤滑油引回到油箱中。
2、冷凝壓力與冷凝溫度
在冷水機組中，高壓表所指示的壓力稱作冷凝壓力。該壓力所對應(yīng)的溫度稱為冷凝溫度。例如：使用R123的離心式冷水機組，冷凝壓力為53.1kPa（0.0531Mpa）（表壓），對應(yīng)的溫度為40℃；R134a的離心式冷水機組，冷凝壓力為915.075kPa(0.915Mpa)（表壓），對應(yīng)的冷凝溫度也是40℃，而R22的往復(fù)冷水機組，冷凝壓力為1432.2kPa(1.432MPa)（表壓），冷凝溫度也是40℃。
冷凝溫度的高低，在蒸發(fā)溫度不變的情況下，對于機組功率消耗有決定意義。冷凝溫度升高功耗增大。此外，離心式制冷機組冷凝壓力升高會引起主機喘振。反之，冷凝溫度降低，功耗隨之降低。因此，在冷水機組運行操作時，應(yīng)注意保證冷卻水溫度、水量、水質(zhì)等指標在合格范圍。空氣存在于冷凝器中時，冷凝溫度與冷卻水出口溫差增大，而冷卻水進、出口溫差反為減少，這時冷凝器的傳熱效果不好，冷凝器外器有燙手感。除此之外，冷凝器管子水側(cè)結(jié)垢和淤泥對熱量傳達的影響也起著相當?shù)淖饔谩?/p>
3、冷水的壓力和溫度
空調(diào)用冷水機組一般是在標準工況所規(guī)定的冷水回水溫度12℃，供水溫度7℃，溫差5℃的條件下運行的。對于同一臺冷水機組來說，其運行條件不變，外界負荷一定的情況下，冷水機組的制冷量是一定的。此時，通過蒸發(fā)器的冷水流量與供、回水溫差成反比，即冷水流量越大，溫差越?。环粗?，流量越小，溫差越大。所以，冷水機組工況規(guī)定冷水供回水溫差為5℃，這實際上是規(guī)定了機組的冷水流量。這種冷水流量的控制就表現(xiàn)為控制冷水通過蒸發(fā)器的太力降。
在標準工況下，蒸發(fā)器上冷水供回水壓降調(diào)定為0.5kgf/cm2。其壓降調(diào)定方法是調(diào)節(jié)冷泵出口閥門開度，和蒸發(fā)器供、回水閥門開度。閥門開度調(diào)節(jié)的原則是：蒸發(fā)器出水有足夠的壓力來克服冷水閉式循環(huán)系統(tǒng)中阻力；機組在負擔(dān)設(shè)計負荷的情況下運行，蒸發(fā)器進、出水溫差為5℃。此時進、出蒸發(fā)器的冷水壓降為0.5kg/cm2左右。
按照上述要求，閥門一經(jīng)確定，冷水系統(tǒng)各閥門開度大小就應(yīng)相對穩(wěn)定不變。即使在非調(diào)定工況下運行（如卸載運行）旱，各閥門也應(yīng)相對穩(wěn)定不變。應(yīng)當注意，全開閥門加大冷水流量，減少進、出水溫差的做法是不可取的。這樣做雖然會使蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度提高，機組的冷量有所增加，但水泵功率也因此而提高，兩相比較得不償失。所以，蒸發(fā)器冷水側(cè)進、出水壓降控制在49.05kPa(0.5kgf/m2)為宜。
一般來說，冷水供水管上的壓力，只要能夠滿足克服冷水管系統(tǒng)中管道上的陰力損失就可以了，這可以從安裝在冷水泵上的吸入壓力表讀數(shù)來判別。然后通過控制冷水泵出水閥的開度，可以調(diào)節(jié)冷水供水壓力。將出水閥開度關(guān)小，則冷水泵背壓提高，通過水泵的流量減少，水泵功率消耗下降，這時蒸發(fā)器的供水壓力下降，但該壓力無論如何也不應(yīng)低于滿足蒸發(fā)器供、回水壓降為49.05kPa(0.5kgf/m2)的要求。
為了冷水機組的運行安全，蒸發(fā)器出水溫度一般不低于3℃。此外，冷水系統(tǒng)雖然是封閉的，在蒸發(fā)器中水側(cè)結(jié)垢和腐蝕不會像冷凝器那樣嚴重，但從設(shè)備檢查維修要求出發(fā)，應(yīng)每年對蒸發(fā)器管道的水側(cè)和冷水系統(tǒng)的其他管道清洗一次。
4、冷卻水的壓力和溫度
冷水機組在標準工況下運行，其冷凝器回水溫度為30℃，出溫度為35℃。對于在運行的冷水機組，環(huán)境條件、負荷和制冷量都已成為定值。這時，冷凝熱負荷無疑也為定值。標準規(guī)定進、出水溫差為5℃，冷卻水流量必然也為一定值。而且該流量與進出水溫差成反比。所以，冷水機組在標準工況運行，只要規(guī)定冷卻水的進出水溫差就行了。這個流量通常用進、出冷凝器的冷卻水壓力降來控制。
在標準工況下，冷凝器出水壓降調(diào)定為0.75kgf/cm2左右。壓降調(diào)定方法同樣是采取調(diào)節(jié)冷卻水泵出口閥門開度和冷凝器進出水管閥開度。遵循同樣的原則：在冷凝器出水內(nèi)有足夠的壓力克服冷卻水系統(tǒng)管道的阻力；機組在設(shè)計負荷下運行時，進出冷凝器的冷卻水溫差為5℃。同樣應(yīng)該注意的是，隨意過量開大冷水閥門，增大冷卻水量借以降低冷凝壓力，試圖降低能耗的作法，只能事與愿違，適得其反。
為了降低冷水機組的功率消耗，應(yīng)當盡可能降低冷凝器溫度。其可取措施有兩個方面：一是降低冷凝器的回水溫度，二是加大冷卻水量?；厮疁囟热Q于大氣溫度和相對溫度，受自然條件變化的影響和限制；而加大冷卻水流量簡單易行。但流量也不是可以無限制的加大的，因為過分加大冷卻水流量，往往引起冷卻水泵功率消耗急劇上升，也得不到理想的效果。所以冷水機組冷卻水量選擇，以標準工況下，冷卻水進出冷凝器壓降為為宜。
對于離心式冷水機組，冷凝壓力過高或過低都會引起喘振。所以，當離心式冷水機組在氣溫較低的秋季運行時，應(yīng)適當減少投入運行的冷卻風(fēng)機臺數(shù)，以便提高冷卻水的回水溫度。也可以將一部分冷卻水出水旁通引入回水中，可以收到提高回水溫度的效果。采用減少冷卻水量加大進、出水溫差的辦法可以有同樣的作用，但進出水壓降應(yīng)適當調(diào)小。
離心式冷水機組遇到此種情況時，應(yīng)注意冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之差不可太小，應(yīng)滿足防止發(fā)生喘振的要求，否則要發(fā)生喘振。在氣溫較低的秋季，運行往復(fù)式冷水機組比較有利，因為這時冷凝壓力較低，功率消耗大降低。
冷卻水系統(tǒng)是開式循環(huán)，冷卻塔在大氣中運行?；覊m、雜物和大氣中的腐蝕氣體及有害物質(zhì)，會融解在冷卻水中，在陽光照射下造成氧化作用增強，級微生在水中繁殖，對冷卻水系統(tǒng)工作存在相當嚴重的危害。因此，有關(guān)操作管理規(guī)定要求冷卻水系統(tǒng)和冷凝器管道必須每年清洗一次系統(tǒng)中的淤泥、污垢、雜質(zhì)及微生物等，保證冷凝器的正常工作性能。
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