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冷水機(jī)制冷系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)的節(jié)能控制調(diào)節(jié)
(2013-05-22 00:00)
【冷水機(jī)制冷系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)的節(jié)能控制調(diào)節(jié)】在工業(yè)冷水機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，我們認(rèn)識到不僅應(yīng)該把制冷系統(tǒng)調(diào)整到合理的運(yùn)行范圍，滿足制冷工藝的要求，維持其安全正常運(yùn)行，而且還應(yīng)該并可以進(jìn)一步將制冷系統(tǒng)調(diào)整到最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的運(yùn)行目的，提高制冷設(shè)備運(yùn)行的節(jié)能水平。
一、蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力
在工業(yè)冷水機(jī)的設(shè)計(jì)中，提高蒸發(fā)溫度將使制冷系統(tǒng)的壓縮比降低、功耗減少，這對節(jié)能是十分有利的。但是蒸發(fā)溫度取決于被冷卻對象，調(diào)整蒸發(fā)溫度必須以不影響被冷卻對象的制冷工藝要求為前提。
從節(jié)能的角度來講，適當(dāng)?shù)靥岣哒舭l(fā)溫度是經(jīng)濟(jì)合理的，計(jì)算表明當(dāng)用-25℃的出液溫度代替-30℃出液溫度時(shí)，由于蒸發(fā)溫度升高，將節(jié)約電能達(dá)9.8%。因此，對于對溫度要求不高的情況，可以適當(dāng)?shù)靥岣叱鲆簻囟?，用于提高制效率并達(dá)到節(jié)能的效果。
二、冷凝溫度和冷凝壓力
冷凝溫度過高，將引起壓縮機(jī)排氣壓力過高，排氣溫度升高，這對壓縮機(jī)的安全運(yùn)行十分不利，容易造成事故；同時(shí)使制冷裝置效率降低，能耗增加。從節(jié)能角度，在工業(yè)冷水機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)選取較低的冷凝溫度，即配置較大的冷凝換熱面積，達(dá)到實(shí)際節(jié)能運(yùn)行的目的。
從操作調(diào)節(jié)的角度，應(yīng)控制冷水機(jī)組在盡可能低的冷凝溫度下運(yùn)行，以提高制冷效率，降低運(yùn)行費(fèi)用。冷凝溫度決定于冷卻介質(zhì)的溫度、流量、流速、冷凝面積、壓縮機(jī)的排氣量以及空氣濕度、油污、水垢等影響冷凝器傳熱效率的各種因素。要使冷凝溫度盡量低，主要從兩方面入手：一是保持換熱面積的清潔，消除影響熱交換的因素，即及時(shí)除垢清洗；另一方面，就是控制冷卻介質(zhì)的流量、流速，保證冷卻介質(zhì)均勻地流過換熱面積；還要特別注意冷卻水在冷凝器中分配的均勻性。在系統(tǒng)設(shè)備部分負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)特別注意同時(shí)對應(yīng)控制調(diào)節(jié)冷凝系統(tǒng)的水泵或風(fēng)機(jī)負(fù)荷，避免無效的換熱功耗。因?yàn)橹评湓O(shè)備的總能耗包括了壓縮機(jī)的能耗和換熱器水泵和風(fēng)機(jī)的能耗。
三、液體過冷度和吸氣過熱度
液態(tài)制冷劑節(jié)流后進(jìn)入兩相濕蒸汽區(qū)，此時(shí)制冷劑的干度越小，其在蒸發(fā)器中氣化時(shí)的吸熱量即制冷量越大，循環(huán)的制冷系數(shù)亦越高。在一定的冷凝溫度、蒸發(fā)溫度下，采用使節(jié)流前制冷劑液體過冷的方法可達(dá)到減小節(jié)流后制冷劑干度的目的，提高制冷循環(huán)的制冷量。
通常情況下，假定冷凝器出水溫度比冷凝溫度低3~5K，冷卻水在冷凝器中的溫升為3~8K，因而冷卻水的進(jìn)口溫度比冷凝溫度低5~13K，這就足以使制冷劑出口溫度達(dá)到一定的過冷度。在臥式殼管冷凝器中，如果冷凝后的液體不立即從冷凝器的底部排出，而是積存在冷凝器內(nèi)部，這部分液體將繼續(xù)把熱量傳給管內(nèi)的冷卻水和周圍介質(zhì)，排出時(shí)便可獲得一定過冷度。
過冷度的獲得產(chǎn)生并不產(chǎn)生壓縮機(jī)耗功的增加，這就意味著過冷度必定導(dǎo)致設(shè)備系統(tǒng)制冷系數(shù)的增加，提高制冷設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。研究計(jì)算表明，在冷凝溫度40℃，蒸發(fā)溫度5℃工況條件下，5K的過冷度，會(huì)使R22制冷設(shè)備制冷量增加4.27%，輸入功率無變化，COP值提高4.27%。同時(shí)，一定的過冷度還有效防止了液態(tài)制冷劑在從冷凝器到節(jié)流閥間的管道中發(fā)生部分氣化造成制冷量下降和膨脹閥故障。
在低溫工業(yè)冷水機(jī)設(shè)備中，吸氣溫度過低會(huì)使壓縮機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)霜，潤滑條件惡化。在濕沖程下，壓縮機(jī)運(yùn)行的容積效率大幅降低，指示效率、機(jī)械效率及電效率均會(huì)有所減低，從而使壓縮機(jī)的COP值會(huì)有更大幅度的下降。更為甚者，濕沖程極易產(chǎn)生液擊對壓縮機(jī)產(chǎn)生致命的機(jī)械損傷。適當(dāng)合理的吸氣過熱度，可以保證制冷設(shè)備更為安全可靠、高效節(jié)能地經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
除此之外，充分利用晝夜溫差引起的夜間熱負(fù)荷降低，冷凝溫度降低及夜間低谷電網(wǎng)，盡可能使制冷設(shè)備在夜間運(yùn)行；在制冷環(huán)境中優(yōu)化設(shè)計(jì)均勻的氣流組織；采用多級分段制冷工藝使工業(yè)冷水機(jī)在各個(gè)時(shí)段中采用不同的運(yùn)行參數(shù)，降低傳熱溫差，利用連續(xù)變溫調(diào)節(jié)時(shí)制冷系數(shù)大的原理，以不增加投資實(shí)現(xiàn)實(shí)際制冷凍結(jié)過程的節(jié)能也都具有較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
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