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1、蒸发压力与蒸发温度
在冷水机组的运行过程中,蒸发温度、蒸发压力与冷水带入蒸发器的热量之间存在着紧密的关联。当热负荷增大时,蒸发器中冷水的回水温度会随之升高,进而导致蒸发器温度上升,与之对应的蒸发压力也会升高。相反,当热负荷减少时,冷水回水温度降低,蒸发温度和蒸发压力也会相应降低。在实际运行中,当空调房间的热负荷减少时,冷水回水温度降低,蒸发温度和蒸发压力都会降低。
依据我国 JB/T3355—1998 标准规定,冷水机组的额定工况设定为冷冻水出水温度 7℃,冷却水回水温度 30℃。其他相关参数为冷冻水回水温度 12℃,冷却水出水温度 35℃。不过,按照国家标准 GB/T18403.1—2001,冷水机组的额定工况更明确地规定为冷冻水进出水温 12℃/7℃,冷却水进出水温 30℃/35℃。所以,冷水机组在出厂时所设定的工况就是冷冻水进出水温 12℃/7℃,冷却水进出水温 30℃/35℃。
在冷水机组运行过程中,在满足空调使用要求的前提下,应尽可能提高冷水出水温度。通常情况下,蒸发温度比冷水出水温度低 2℃ - 4℃,并且蒸发温度常被控制在 3℃ - 5℃范围内。如果蒸发温度过高,往往难以达到预期的空调效果;而蒸发温度过低,不仅会增加机组的能量消耗,还容易造成蒸发管道冻裂,影响机组的正常运行。
2、冷凝压力与冷凝温度
在冷水机组中,高压表所指示的压力被称为冷凝压力,该压力所对应的温度则称为冷凝温度。在蒸发温度保持不变的情况下,冷凝温度的高低对机组功率消耗起着决定性作用。当冷凝温度升高时,功耗会随之增大。此外,对于离心式制冷机组而言,冷凝压力升高还可能引发主机喘振现象。反之,当冷凝温度降低时,功耗也会相应降低。
因此,在冷水机组的运行操作过程中,必须确保冷却水温度、水量、水质等指标处于合格范围。当空气存在于冷凝器中时,冷凝温度与冷却水出口的温差会增大,而冷却水进、出口的温差则会减小。此时,冷凝器的传热效果不佳,冷凝器外壳会有烫手感。除此之外,冷凝器管子水侧结垢和淤泥也会对热量传递产生相当大的影响,降低冷凝器的传热效率。
3、冷水的压力和温度
空调用冷水机组一般是在标准工况所规定的条件下运行,即冷水回水温度 12℃,供水温度 7℃,温差为 5℃。
蒸发器的冷水流量与供、回水温差呈反比关系,也就是说,冷水流量越大,温差越小;反之,流量越小,温差越大。所以,冷水机组工况规定冷水供回水温差为 5℃,这实际上也就规定了机组的冷水流量。这种冷水流量的控制通常表现为对冷水通过蒸发器的压力降的控制。
在标准工况下,蒸发器上冷水供回水压降被调定为 0.5kgf/cm²。其压降调定方法主要是调节冷水泵出口阀门开度以及蒸发器供、回水阀门开度。
4、冷却水的压力和温度
冷水机组在标准工况下运行时,其冷凝器回水温度为 30℃,出水温度为 35℃。对于正在运行的冷水机组,当环境条件、负荷和制冷量都确定为定值时,冷凝热负荷无疑也成为一个定值。标准规定进、出水温差为 5℃,那么冷却水流量也必然为一定值,并且该流量与进出水温差成反比。所以,冷水机组在标准工况下运行,只要规定冷却水的进出水温差,就可以确定冷却水流量。这个流量通常通过进、出冷凝器的冷却水压力降来控制。
在标准工况下,冷凝器出水压降调定为 0.75kgf/cm²左右。压降调定方法同样是采取调节冷却水泵出口阀门开度和冷凝器进出水管阀门开度。
为了降低冷水机组的功率消耗,应当尽可能降低冷凝器温度。可采取的措施主要有两个方面:一是降低冷凝器的回水温度,二是加大冷却水量。
对于离心式冷水机组,冷凝压力过高或过低都可能引发喘振。当离心式冷水机组遇到这种情况时,要注意冷凝压力与蒸发压力之差不可过小,应满足防止发生喘振的要求,否则机组就会发生喘振。在气温较低的秋季,运行往复式冷水机组相对更有利,因为此时冷凝压力较低,功率消耗会大幅降低。
5、压缩机的吸气温度
压缩机的吸气温度,指的是压缩机吸气腔中制冷剂气体的温度;对于离心式压缩机,则是指吸气导叶上的制冷剂气体温度。吸气温度的高低,不仅影响着排气温度的高低,而且对压缩机的容积制冷量有着重要影响。当压缩机吸气温度高时,排气温度也会随之升高,制冷剂被吸入时的比容增大,此时压缩机的单位容积制冷量减小,这是我们不希望看到的情况。相反,当压缩机吸气温度低时,其单位容积制冷量增大。
然而,压缩机吸气温度过低也可能带来问题。它可能造成制冷剂液体被压缩机吸入,使往复式压缩机发生“液击”现象,损坏压缩机部件。而对于离心式压缩机来说,由于过低的吸气温度会使压缩机的吸入压力过低,可能会产生喘振,影响机组的稳定运行。所以,需要规定压缩机的吸气过热度,以确保机组安全、高效运行。
6、压缩机排气温度
排气温度要比冷凝温度高得多,排气温度的直接影响因素是压缩机的吸气温度,两者呈正比关系。如果往复式压缩机的吸、排气阀片不严密或者破碎,从而引起泄漏(内泄漏)时,排气温度会明显上升。在离心式制冷机组中,如果制冷系统混入空气,那么吸气温度和排气温度都会升高,影响机组的制冷效果和运行稳定性。
7、冷水机组的中间压力和温度
中间节流补气装置被称为省功器,省功器内的压力就是机组的中间压力,其所对应的制冷剂温度即为中间温度。中间压力确定的原则是使两级离心式制冷压缩机的低压和高压级压缩机总功耗尽可能小,同时使循环的制冷量尽可能大,以提高机组的制冷效率和性能。
8、油压差、油温与油位高度
润滑油系统是机组正常运行不可或缺的部分,它为机组的运动零件提供润滑和冷却条件,确保机组各部件的正常运转。从各种机组的润滑系统组成特点来看,除往复式机组将润滑油储存在压缩机曲轴内,依附于制冷系统外,离心式和螺杆式机组都有独立的润滑油系统,拥有自己的贮油容器,并且有专门用于降低油温的油冷却器。因此,润滑油的油压差、油温与油位高度,是保证机组在正常工作条件下,运动零件得到良好润滑和冷却的三个关键要素。
油压差的作用在于使润滑油在油泵的驱动下,能够在油系统管道中顺利流动,并输送到各工作部位,克服其流动阻力。如果没有足够的油压差,就无法保证系统有足够的润滑和冷却油量,也无法为驱动能量调节装置提供所需的动力,从而影响机组的正常运行。
不同类型机组的油压差控制范围有所不同:
往复式机组为:1.5 - 2.5kgf/cm²
双螺杆式机组为:1.5 - 12.5kgf/cm²
离心式机组为:1.5 - 2.5kgf/cm²
油温即机组工作时润滑油的温度。油温的高低对润滑油的黏度有着重要影响。油温过低会使油黏度增大,流动性降低,不易形成均匀的油膜,从而达不到预期的润滑效果;同时还会引起油的流动速度降低,使润滑油量减少,导致油泵的功耗增大。
油位高度是指润滑油在储存容器中的高度。各机组的贮油器均设置有油位显示装置。一般规定贮油容器内的油位高度应位于视镜中央水平线上下 5mm。规定油位高度的目的是为了保证油泵工作时,油循环有足够的供应量,能够维持连续不断循环的工作状态。油位过低易造成油泵失油,甚至引发机组运行故障或损坏事故。因此,必须在油位过低时,及时给润滑系统内补充相同牌号的润滑油,直到油箱内的油位高度达到视镜的规定高度为止。
9、机组运行电流与电压
一般机组要求的额定供电电压为:380V、三相、50Hz,供电的平均相电压不稳定率应小于 2%。所有电动机的运行电压应在压缩机铭牌所规定电压的±5%范围之内,以确保电动机能够正常、稳定地运行,避免因电压异常导致电动机损坏或机组运行故障。