壓縮機專業(yè)術語與參數(shù)
影響蒸發(fā)溫度變化的因素:
在制冷裝置實際運行過程中,蒸發(fā)溫度的變化是很復雜的,它除了直接受膨脹閥(節(jié)流閥)控制外,與被冷卻對象的熱負荷、蒸發(fā)器的傳熱面積和壓縮機的容量有關。這三個條件某一個發(fā)生變動時,制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力和溫度必然發(fā)生相應的變化,因此操作人員要保證蒸發(fā)溫度在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定運行,就需要及時地了解蒸發(fā)溫度的變化,根據(jù)蒸發(fā)溫度的變化規(guī)律,適時地、正確地進行蒸發(fā)溫度的調(diào)節(jié)。
1、熱負荷的變化對蒸發(fā)溫度的影響:
所謂熱負荷,即指被冷卻物的放熱量。熱負荷的變化就是被冷卻物放熱量大小的變化。制冷裝置在運行過程中,熱負荷的變化是經(jīng)常發(fā)生的。當熱負荷增大時,其它條件不變的情況下,蒸發(fā)溫度就會升高,低壓壓力也會升高,吸氣的過熱度也會加大。這種情況下只能開大膨脹閥,增大制冷劑的循環(huán)量,而不能因為低壓壓力升高關小膨脹閥,降低低壓壓力。這樣做將會使吸氣過熱度更大,排氣溫度升高,運行條件惡化。調(diào)節(jié)膨脹閥時,每次調(diào)節(jié)量不應過大,調(diào)節(jié)后必須經(jīng)過一定時間的運行,才能反映出熱負荷與制冷量是否平衡。
制冷壓縮機能量的變化對蒸發(fā)溫度的影響,當增加制冷壓縮機的能量時,壓縮機的吸氣量就相應增加,在其它條件不變的情況下,就會出現(xiàn)高壓升高,低壓降低,蒸發(fā)溫度也會隨之下降。為了繼續(xù)保持生產(chǎn)工藝需要的蒸發(fā)溫度,就要開大膨脹閥,使低壓壓力上升到規(guī)定范圍。制冷壓縮機加大能量運行一段時間后,隨著被冷卻物溫度的下降,蒸發(fā)溫度、低壓壓力也會逐漸降低(膨脹閥不作任何調(diào)節(jié)),這是因為被冷卻物溫度下降熱負荷減少的緣故。這種情況下不應誤認為壓力下降,是供液量不足去開大膨脹閥,增加供液量,而是應關小膨脹閥,減少制冷壓縮機能量運行,否則,則會出現(xiàn)能量過大,供液量過大使制冷機組出現(xiàn)帶液運行或奔油事故的發(fā)生。
2、傳熱面積發(fā)生變化對蒸發(fā)溫度的影響:
傳熱面積主要是指蒸發(fā)器的蒸發(fā)面積,傳熱面積的變化主要是指蒸發(fā)面積大小發(fā)生的變化。在完整的制冷裝置中,蒸發(fā)面積通常是固定不變的,但是在實際運行操作中,由于供液不足或者蒸發(fā)器內(nèi)積油,蒸發(fā)面積是不斷發(fā)生變化的。蒸發(fā)面積的增、減對蒸發(fā)溫度的影響與熱負荷的增、減對蒸發(fā)溫度的影響是基本相似的。當蒸發(fā)面積增加時,蒸發(fā)溫度就會升高;當蒸發(fā)面積減少時,蒸發(fā)溫度就會降低。為了保持需要的溫度,就應調(diào)節(jié)能量和膨脹閥,對蒸發(fā)器進行放油清理,以保持傳熱面積與制冷量的相對平衡。
壓縮機排出的制冷劑高壓蒸汽進入冷凝器后,要被冷卻介質(zhì)降溫(否則無法液化),如果冷卻效果不好的話,冷凝器內(nèi)制冷劑的熱量不能順利帶走,那么冷凝溫度自然要升高,相應的冷凝壓力也會升高。
從制冷系統(tǒng)的設計上來說,冷凝溫度的確定是要根據(jù)冷卻環(huán)境來確定的,也就是冷凝溫度要高于冷卻介質(zhì)的溫度,否則無法將冷凝器內(nèi)制冷劑的熱量傳遞給冷卻介質(zhì)。以水冷機組為例,水冷機組的冷凝溫度受到冷卻水溫的影響,而冷卻水的降溫方式目前絕大多數(shù)都是采用冷卻塔來實現(xiàn),根據(jù)冷卻塔的原理可知冷卻水的降溫極限和環(huán)境的濕球溫度有關(只能接近濕球溫度,不能低于濕球溫度)。那么這樣一來,根據(jù)氣候條件的統(tǒng)計數(shù)據(jù),就可以知道正常情況下冷卻水能夠維持的溫度(一般空調(diào)用的冷卻塔在額定條件下的出水溫度為32℃)。根據(jù)這個條件,結合冷凝器的合理換熱溫差,在設計時就能確定制冷主機的合理冷凝溫度。
所謂的合理傳熱溫差是以新的換熱器的傳熱系數(shù)來計算的,當換熱器經(jīng)過使用產(chǎn)生結垢以后,傳熱系數(shù)會下降,傳熱溫差就增加,而冷卻介質(zhì)的溫度收環(huán)境限制依然維持,那么冷凝溫度就要上升。
當冷凝器和蒸發(fā)器的大小及壓縮的功效定下來后,比如機組設計的標準工況是當機組按100%滿負荷運行時,冷凝器的出水40℃,蒸發(fā)器的出水是2℃。
它們的控制邏輯:蒸發(fā)器的標準工況是2℃,那么控制程序就會根據(jù)以2℃為目標,當出水沒達到2℃時,程序就是加載。當達到了2℃后,機組就減載,主機的控制程序都是維持機組的出水2℃左右,進行相應的加/減載。當然這個過程中,膨脹閥也要作出相應的動作。如果蒸發(fā)器是滿液式的,那么一般根據(jù)壓縮機的過熱大小來決定膨脹閥大小。如果是直膨式的,那就要根據(jù)壓縮機的吸氣過熱度的大小來決定膨脹閥的大小。
換熱器可以單獨設計,當然要結合常規(guī)的換熱條件(比如常規(guī)的水冷凝器進水37℃出水32℃,常規(guī)的蒸發(fā)器進水12℃出水7℃,而一般主機的運行工況以適合此相符的)。
換熱器廠家可以把換熱器設計成多種大?。〒Q熱量)的,以便于主機廠家配套選用。當然,單獨針對某型主機而獨立設計換熱器的情況也很多。
四、主要運行參數(shù):
制冷量=制冷劑循環(huán)量*蒸發(fā)器側焓差
對于我們的制冷循環(huán),在蒸發(fā)壓力上升的時候,蒸發(fā)器側焓差相對變動較小,在做此類計算時可假設為固定值。
則制冷量正比例于制冷劑循環(huán)量(kg/s)
對于壓縮機來說,壓縮機的排氣量(理論吸氣量)是一個固定的值,單位m3/h
假設我們壓力的變化對壓縮機容積效率的影響很小,可以忽略,則壓縮機實際排氣量=理論排氣量*容積效率(固定)
即,壓縮機實際排量也是一個定值。
排量的單位m3/h和制冷劑循環(huán)量的單位kg/s。
它們的差別就是:制冷劑循環(huán)量=壓縮機排氣量/吸氣側比容(m3//kg)
則,制冷兩正比于制冷劑循環(huán)量反比于吸氣側比容。
而吸氣側比容,在壓焓圖上可以查出,是受吸氣側壓力和溫度的影響的。
吸氣側壓力 = 蒸發(fā)壓力 - 吸氣側管路壓力損失
又一般情況由于吸氣側過熱度隨蒸發(fā)溫度變化時變化不大,吸氣側管路壓力損失值較小,相對蒸發(fā)壓力而言是一個小量,其變化可以忽略。
則所有的原因都歸結到蒸發(fā)溫度和其對應的蒸發(fā)壓力上。
蒸發(fā)溫度上升,蒸發(fā)壓力上升,比容降低,制冷劑循環(huán)量上升,制冷量上升。
這就是蒸發(fā)溫度越高,制冷量越大的原因。