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冷水機(jī)冷卻循環(huán)性能的影響因素分析
閱讀：1897 發(fā)布時(shí)間：2019-12-21
冷水機(jī)是一種通過蒸汽壓縮或吸收式循環(huán)達(dá)到制冷效果的節(jié)能機(jī)器。冷水機(jī)全稱為冷卻水循環(huán)機(jī)，也叫制冷機(jī)、冷卻機(jī)、冷凍機(jī)、冷水機(jī)組、冰水機(jī)、小型冷水機(jī)、工業(yè)冷水機(jī)、冷凍機(jī)組、低溫冷水機(jī)、激光冷水機(jī)，因?yàn)楦餍袠I(yè)的廣泛使用，所以根據(jù)行業(yè)不同，其別名也不計(jì)其數(shù)，我公司主要生產(chǎn)風(fēng)冷式冷水機(jī)、水冷式冷水機(jī)、螺桿式冷水機(jī)和灌裝線工業(yè)冷水。
冷水機(jī)調(diào)試及運(yùn)行參數(shù)分析制冷設(shè)備的性能，就是把設(shè)備運(yùn)行參數(shù)調(diào)整到所的范圍內(nèi)。制冷設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)主要有：蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力；冷凝溫度和冷凝壓力；壓縮機(jī)的吸、排氣溫度和吸、排氣壓力；節(jié)流前的制冷劑液體溫度；兩級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的中間壓力等。這些運(yùn)行參數(shù)不是固定的，而是隨外界條件(如冷卻水溫度，被冷卻對(duì)象的冷負(fù)荷)的變化而變化的。所以，在制冷設(shè)備調(diào)試時(shí)，必須根據(jù)外界條件和設(shè)備的特點(diǎn)，調(diào)整各個(gè)運(yùn)行參數(shù)，使它們?cè)诤侠怼⒔?jīng)濟(jì)和安全的數(shù)值下運(yùn)行。
a)壓縮機(jī)的吸氣溫度
壓縮機(jī)的吸氣溫度，對(duì)容積式壓縮機(jī)來說，是指壓縮機(jī)吸氣腔中制冷劑氣體的溫度。吸氣溫度高，排氣溫度亦高，制冷劑被吸入時(shí)的比容大，此時(shí)壓縮機(jī)的單位容積制冷量變??；相反，壓縮機(jī)吸氣溫度低時(shí)，其單位容積制冷量大。但是壓縮機(jī)的吸氣溫度過低，可能造成制冷劑液體被壓縮機(jī)吸入，使往復(fù)式壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊現(xiàn)象。
此外，壓縮機(jī)吸入管道的長(zhǎng)短和包扎的保溫材料性能的好壞，對(duì)過熱度的大小，也有一定影響。吸氣溫度一般控制在制冷設(shè)備的吸氣過熱度為5～10℃，在設(shè)回?zé)釤峤粨Q器的氟利昂系統(tǒng)吸氣過熱度為15℃比較合適。因此在機(jī)器運(yùn)行操作中，必須注意壓縮機(jī)吸氣溫度的控制，通常是用調(diào)節(jié)熱力膨脹閥的調(diào)節(jié)螺桿來調(diào)節(jié)過熱度的大小。
b)壓縮機(jī)的排氣溫度
壓縮機(jī)的排氣溫度是制冷劑經(jīng)過壓縮后的高壓過熱蒸氣。由于壓縮機(jī)所排出的制冷劑為過熱蒸氣，其壓力和溫度之間不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。壓縮機(jī)的排氣溫度可從排氣管路上溫度計(jì)讀出。
排氣壓力一般稍高于冷凝壓力，而排氣溫度較冷凝溫度高得多。排氣溫度除與制冷劑種類有關(guān)之外，主要與吸氣溫度、壓力及壓力比有關(guān)，并隨著它們的增大而提高。冷凝溫度和排氣溫度過高對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)行都是不利的，應(yīng)予防止。
c)蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力
蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力是根據(jù)用戶的要求確定的。設(shè)備運(yùn)行的蒸發(fā)溫度，應(yīng)根據(jù)被冷卻介質(zhì)的溫度要求及工作特點(diǎn)來確定。調(diào)整蒸發(fā)溫度，實(shí)際上是調(diào)整蒸發(fā)溫度與被冷卻介質(zhì)溫度之間的溫差值。從傳熱的觀點(diǎn)考慮，溫差取得大，其傳熱效果好、降溫快。但是加大傳熱溫差，就使蒸發(fā)溫度降低。對(duì)壓縮機(jī)的制冷量來說，當(dāng)冷凝溫度一定時(shí)，蒸發(fā)溫度越低，其制冷量越小，由于冷量不足，從而使被冷卻介質(zhì)溫度降不下去。而溫差變小，則傳熱效果差，壓縮機(jī)制冷量雖然增大，但蒸發(fā)器熱交換不充分。因此，我們應(yīng)根據(jù)制冷設(shè)備的不同形式，合理地選擇溫差。
根據(jù)我國(guó)JB/T4329-97容積式冷水(熱泵)機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定冷水機(jī)組的名義工況為冷水進(jìn)口水溫為12℃，出口水溫7℃，冷卻水進(jìn)口水溫30℃，出口水溫35℃。所以冷水機(jī)組在出廠時(shí)，自動(dòng)控制和保護(hù)元器件的整定值，將使冷水機(jī)組保持在名義工況下的運(yùn)行狀態(tài)。由于提高冷水的出水溫度對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性十分有利。運(yùn)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(shí)際使用中機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行的冷水出水溫度不是7℃，訂貨時(shí)應(yīng)在合同上注明所需要的冷水出水溫度要求。因此，在機(jī)組的實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)空調(diào)對(duì)象的具體要求，可將冷水的出水溫度提高或適當(dāng)降低。一般情況下，蒸發(fā)溫度較冷水出水溫度低2～4℃，則控制蒸發(fā)溫度在3～5℃范圍。對(duì)于冷卻液體介質(zhì)的蒸發(fā)器，它的蒸發(fā)溫度應(yīng)比被冷卻液體介質(zhì)溫度低4～6℃。
調(diào)整蒸發(fā)溫度與被冷卻介質(zhì)溫度的差值，實(shí)際上就是調(diào)節(jié)節(jié)流閥的閥孔開度。
目前常用的節(jié)流閥有手動(dòng)節(jié)流閥，熱力膨脹閥，恒壓膨脹閥、浮球閥等。我們?cè)谡{(diào)試運(yùn)行時(shí)，主要靠觀察蒸發(fā)壓力的變化來判斷膨脹閥的開度是否適中。如果閥開度過小，供液量不足，則使蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度下降，壓縮機(jī)吸氣過熱，排氣溫度亦升高；而供液量過多時(shí)，則蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度都升高，過量的液體，還會(huì)使壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊事故。所以正確地控制節(jié)流閥的開啟度是運(yùn)行中調(diào)節(jié)蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力的主要方法之一。此外，當(dāng)冷卻設(shè)備負(fù)荷和壓縮機(jī)的容量不變，若蒸發(fā)器熱交換面積設(shè)計(jì)過小或內(nèi)外表面有污垢，則使蒸發(fā)溫度降低；如熱交換面過大，則蒸發(fā)溫度升高；如果冷卻設(shè)備負(fù)荷和蒸發(fā)器熱交換面積都不變時(shí)，壓縮機(jī)容量增大，則蒸發(fā)壓力和溫度降低，容量減少時(shí)，則蒸發(fā)溫度和壓力升高。
d)冷凝溫度和冷凝壓力
制冷系統(tǒng)的冷凝壓力為高壓表所指示的壓力，用壓力表示，查制冷劑熱力性質(zhì)表所式有關(guān)。在一般情況下，冷凝溫度比冷卻水進(jìn)口溫度高5-7℃，比強(qiáng)制通風(fēng)的冷卻空氣進(jìn)口溫度高10～15℃。當(dāng)蒸發(fā)溫度不變時(shí)，冷凝溫度升高，冷凝壓力也升高，壓縮機(jī)的壓縮比增加，輸氣系數(shù)減小，壓縮機(jī)制冷量降低，而耗電量卻增加。此外，冷凝壓力升高，壓縮排氣溫度升高。如果排氣溫度過高，則使壓縮機(jī)潤(rùn)滑油變稀，影響潤(rùn)滑，當(dāng)排氣溫度與潤(rùn)滑油門點(diǎn)接近時(shí)，將會(huì)使部分潤(rùn)滑油炭化并積聚在排氣閥門中，影響閥門的密封性，此外，對(duì)閥片、端蓋彈簧等均有影響。
冷凝溫度過高，從設(shè)計(jì)角度分析是因?yàn)槔淠娣e過小。此時(shí)，不能在規(guī)定的壓力下將壓縮機(jī)排入冷凝器的過熱蒸氣全部冷凝為液體，而只有在較高的壓力和溫度下冷凝。在這種情況下，只有增加冷凝器面積或減少并聯(lián)系統(tǒng)的壓縮機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)。
運(yùn)行過程中，冷凝器內(nèi)表面有油膜、水垢或系統(tǒng)內(nèi)有少量空氣等不凝性氣體，均可使傳熱熱阻增加，使制冷劑蒸氣不能及時(shí)冷凝。通常處理方法是定期放油、放空氣并根據(jù)水質(zhì)情況定期清除水垢。
降低冷凝溫度對(duì)制冷設(shè)備的運(yùn)行有利；其可采取的措施有兩個(gè)方面：一是降低冷凝器冷卻水的進(jìn)水溫度；二是加大冷卻水量。但冷卻水溫度取決于大氣溫度和相對(duì)濕度，受自然條件變化的影響和限制；而加大冷卻水流量簡(jiǎn)單易行，但加大冷卻水流量，引起冷卻水泵功耗增加，過高的流速還會(huì)加劇水管磨損，故應(yīng)全面考慮。
此外，冷卻水是開式循環(huán)系統(tǒng)，冷卻塔在大氣中運(yùn)行?；覊m、雜物和大氣中的腐蝕氣體與有害物質(zhì)，會(huì)溶解在冷卻水中，在陽光作用下造成氧化加劇，及微生物在水中繁殖，對(duì)冷卻水系統(tǒng)工作存在嚴(yán)重危害。因此，有關(guān)操作規(guī)程規(guī)定冷卻水系統(tǒng)和冷凝器管道每年必須*清洗一次，以保證冷凝器的正常工作性能。