制冷机组（共9篇）
制冷机组 篇1
温州亚光天宜科技有限公司是专业设计、制造低温制冷机组的深冷技术方案提供商。该公司生产的FD系列复叠式制冷机组可广泛用于制药、化工行业的低温合成反应, 该产品不同于普通液氮制冷, 其原理是采用蒸汽压缩式逆向卡诺循环, 并采用电动机驱动压缩机来制冷, 通常被称为深冷机组。其具有制冷效率高、系统运行稳定、运行费用低等特点。
在化学制药中的低温合成反应中, 药厂通常采用液氮来冷却由于化学反应而产生的化学热, 其方法是用液氮直接喷射或采用直接喷射与设备外夹套冷却相结合的方法, 在降温过程中由于液氮在汽化过程中会将一部分药物同时带出, 不仅影响收率造成成本的增加, 同时在降温过程中温度变化也很难控制。而采用深冷机组作为化学制药的低温反应不仅可以提高收率, 而且降低了成本 (制冷费用为液氮的10%～20%) , 自动温度控制使得温度变化在±1℃～±2℃范围之间, 因而在制药领域具备广阔的应用前景。
同时, 该系列复叠式深冷机组采用独特技术设计, 有效解决了低温回油这一深冷机组普遍存在的难题, 大幅提升了制冷效果。
亚光天宜公司依托母公司亚光公司, 凭借从事制药装备多年的经验积累和技术沉淀, 同时拥有国内顶尖的深冷机组设计团队, 将会为制药企业提供完美的技术方案和装备。
温州亚光天宜科技有限公司
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制冷机组 篇2
溴化锂吸收式制冷机组制冷量下降原因与修复
介绍了175Z型溴化锂吸收式制冷机工作原理,针对溴化锂吸收式制冷机出现冷媒水进出水温逐渐减小,制冷量降低等现状,通过检查及对各路介质化验分析,找出并解决了溴化锂吸收式制冷机组制冷量下降的问题,并总结了故障修复及防范措施.
作 者：彭亚伟 畅宾平马建亮 PENG Ya-wei CHANG Bin-ping MA Jian-liang 作者单位：平煤集团天宏焦化公司,河南平顶山,467021刊 名：工业安全与环保 PKU英文刊名：INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：33(9)分类号：X9关键词：吸收式制冷机 故障查找 修复措施
意大利优尼布制冷机组故障处理 篇3
江苏省农业科学院粮食作物研究所种质资源低温库使用两台意大利优尼布公司低温除湿机组。室外机为半封闭活塞式压缩机, 室内机为除湿冷风机, 采用氟利昂R404a环保型制冷剂, 定时电热化霜。某段时间1台除湿冷风机蒸发器和排水盘内结冰严重, 堵塞了蒸发器翅片间隙, 送风口几乎无风吹出, 导致库内温度下降缓慢, 制冷压缩机工作时间明显增加。
2.故障处理
库房进出货频繁或进货量大, 人员进出较多, 热负荷急剧增大导致设备长时间运转, 化霜时间设定不当或化霜电路故障等均可造成蒸发器和积水盘内结冰严重。仔细检查, 判断是化霜控制电路 (图1) 出现故障。如上一次化霜终了, K22刚刚接通制冷压缩机电路进行降温除湿, 同时K22和制冷压缩机进入同步运转。当K22计时至设定化霜间隔时间时, 其触点闭合, H4点亮, K11触点吸合, 接通化霜加热器对蒸发器进行加热。化霜间隔时间结束, K22触点打开, K11线圈断电, 切断化霜加热器电路, 立即停止对蒸发器加热。当蒸发器温度升高到FTS动作温度时, 切断K11线圈电源, 防止电加热器长时间加热而损坏蒸发器, 蒸发器温度降低后, FTS恢复导通状态。
K22———化霜定时器H4———化霜指示灯K11———接触器FTS———蒸发器保护元件
化霜时, H4亮, 表明K22工作正常, 判断是后面电路存在问题。拆开有化霜电加热丝的排水管, 发现管道内结冰, 使用万用表检查电热丝良好, 也未发现管道内有堵塞现象, 检查蒸发器上的电加热丝阻值也正常。通电测量电热丝两端有电压, 加热丝有发热现象, 但几分钟后停止加热且无规律。发现H4亮, 但K11触点未吸合, 测量电加热器回路不通, 依次检查K22、K1和K11均正常。将FTS两端短接, K11立即吸合并开始化霜直至化霜结束。判断是FTS内部不良, 时通时断, 导致每次化霜时间缩短或不化霜, 蒸发器和流水管内的冰霜还未完全融化又冻结, 越积越多直至发生故障。由于无FTS备件替换, 可暂时短接FTS, 通过调节K22控制化霜时间以免过度加热损坏蒸发器, 目前设备运行正常。
制冷机组 篇4
在空调工程中，一直惯用的制冷机组多为采用蒸汽压缩式制冷方式，而压缩式制冷采用的制冷剂为卤代烃(即氟利昂族)，
近些年来，由于世界各国进人科技飞速发展和先进工业迅速增长的年代，同时出现的对地球生态的破坏和大气的污染也更加严重。除了对河流湖泊的污染、土地的污染、生态环境的破坏，同时存在正在迅速发展的而被大量制造和使用的氟利昂制冷剂，也是威胁大气环境的又一杀手。氟利昂会造成大气臭氧层的破坏，使大气臭氧层变薄，或出现孔洞，紫外线会在无臭氧层的保护时，直接照射在人们的皮肤上，使人患上皮肤癌等皮肤疾病，给人类带来灾害。因此，许多国家规定了在若干年后不得使用氟利昂制冷剂，因此溴化锂吸收式制冷将会被广泛应用在空调制冷系统中。
溴化锂吸收式制冷机组的特点:
(1)溴化锂吸收工质对人和环境无污染，
(2)适用于有热源和产生废热的区域和条件。
(3)除冷剂和溶液泵外，基本无运转部件，因此运行平稳、无大振动、噪声低。
(4)因溴化锂溶液腐蚀性大，因此要求容器和盘管应采用耐腐蚀的材料制作。
(5)冷却水用量比压缩式制冷机大。
(6)压缩式制冷机组节省电能，易于管理和维护，可自动调整溶液的浓度。
(7)设备体积大，耗用金属量多，占冷冻站的面积多。
(8)采用直燃型时，需增加燃气(或燃油)系统，并设有自动监视、安全防护等装置。
制冷机组 篇5
烟台冰轮始终把创新作为企业发展的源动力, 技术创新使冰轮永葆核心竞争力, 人本创新使冰轮储备持久的学习型人力资源, 文化创新使冰轮成为与客户和谐发展的战略伙伴。
在23届中国制冷展上, 烟台冰轮展出了CO2螺杆制冷压缩机组, 该机组是烟台冰轮在具有自主知识产权的螺杆制冷压缩机核心技术基础上研发成功的。机组性能指标均达到了国际先进水平, 其自身环保、节能等优点为人类应对臭氧层破坏和全球变暖等问题, 探索了一条可行的制冷剂替代之路。
CO2螺杆制冷压缩机组产品特点:
制冷机组 篇6
1 离心式压缩机组存在的问题①
C-401、C-402制冷压缩机组采用变转速的方法进行工况调节,即通过改变压缩机转速来改变其运行工况点以适应工艺系统的要求。压缩机不同的转速均有与之对应的特性曲线,其主要参数如下:
C-401、C-402压缩机组调速控制系统主要由两个转速传感器(霍尔效应传感类型的DSF探头)、安全栅、软件调速器(GE RX7I PLC)、WOODWARD电液转换器、阻尼器、液压执行机构(错油门和油动机)和调节阀组成。防喘振控制系统在随机组引进的GE RX7I PLC冗余系统内由软件算法实现。该冗余系统可将调速控制系统和防喘振控制系统合为一个整体,并通过各种控制模块之间的耦合和解耦运算实现压缩机的控制功能。压缩机组控制系统结构示意图如图1所示。
在开车调试过程中发现,两套压缩机组控制方案均存在如下缺陷:
a.两台制冷压缩机投运后存在的主要问题是,压缩机防喘振控制系统在全循环状态时喘振点工作在非安全区内,机组开工时无法正常关闭防喘振阀,必须人为手动强制关闭,存在极大的安全隐患。另外,在装置达到95%负荷的情况下,防喘振阀仍有一定开度,增加了机组的能耗。
b.透平机的电子调速系统存在问题,尤其是刚开车需要尽快将机组稳定下来时,调速系统无法实施自动升速,而一般手动升速一次仅提升5r/min。以C-401乙烯机组为例,从调速器动作(10 182r/min)到压缩机正常运行(12 318r/min),需要不间断增加近2 000r/min,而手动操作在升速过程中至少需要10min以上的时间,在此期间还要不断地人工对机组喘振阀、喷淋阀等进行调整,制约了机组的稳定操作。而且,每次开车过程中遇到机组波动时,都要花费相当长的时间来调整,造成大量的原料排放火炬,既严重浪费能源又对环境造成污染。
c.防喘振控制系统不稳定,抗干扰性差,经常出现阶梯开阀响应,引起工艺出现较大扰动,尤其对段间温度变化非常敏感,影响了裂解装置的平稳运行。
d.GE RX7I PLC系统的人-机界面HMI防喘振控制面板为英文界面,操作人员操作困难,缺少人性化。
e.性能控制与防喘振控制功能不够清晰,两者相互关联,无法有效调节压缩机性能。
2 改进的防喘振控制系统控制方案
2.1 总体思路
针对压缩机组投运过程中存在的问题,仪表技术人员和压缩机厂家技术人员经过多次反复交流论证,在确保前期投资和施工时间的基础上,尽量简化现场施工量,确定的改进方案如下:
a.在保持原GE RX7I PLC硬件系统和开车联锁逻辑不做较大改动的前题下,增设两套CCC S5 Duplex Vanguard系统,分别实现乙烯和丙烯机(C-401、C-402)的速度控制、喘振控制与入口压力控制,优化每台机组的控制操作。确保CCC S5Duplex Vanguard系统在机组达到最小转速后,防喘振控制在PID作用下能够自动投运。
b.参与速度、性能和喘振控制的信号通过信号分配器在端子柜分为两路,然后分别进入CCC S5 Duplex Vanguard系统和原GE RX7I PLC系统并参与相关的控制功能。CCC S5 Duplex Vanguard与GE RX7I PLC之间的停车、启动及系统故障等关键信号则通过硬接线连接。
c.保留原GE RX7I PLC系统在开车阶段的全部功能,在暖机升速正常后,再将乙烯制冷压缩机C-401、C-402的速度控制、入口压力控制和一、二段防喘振控制回路由GE RX7I PLC系统无扰动切换到CCC S5 Duplex Vanguard系统,实现同时在两个系统中的C-401、C-402机组速度控制、入口压力控制一、二段防喘振控制,确保CCC S5Duplex Vanguard系统具有单独暖机升速的能力[1]。
d.配置两台CCC Train View II操作站,用于操作C-401、C-402机组,两者具有互备功能,且其中一台可作为工程师站使用。通过同时在CCC S5 Duplex Vanguard系统内进行现场实测乙烯/丙烯制冷压缩机各段喘振曲线,对制冷压缩机组实施安全、高效的防喘振和性能控制。
2.2 改造实施过程
在2010年装置大检修期间完成的主要改造调试工作有以下几点:
a.原GE RX7I PLC系统中显示的模拟输入AI信号(段间压力、流量、温度信号)经过P+F一进二出安全栅分配器后,分出一路信号进入CCC S5 Duplex Vanguard系统。同时保留GE RX7I PLC系统原有的控制机柜、联锁逻辑功能和相应的操作画面,对现场变送器的供电方式和控制室内的接线做相应的变更和调整。
b.原机组的现场转速传感器(霍尔效应传感类型的DSF探头)保持不变,两路速度检测信号转换成高速频率信号后进入原GE RX7I PLC系统的高速脉冲输入卡IC697HSC700和CCC S5Duplex Vanguard系统的频率输入卡。采用将安全栅MTL5032的11(-)、12(+)端子并接的方式实现信号分配。
c.原GE RX7I PLC系统的速度控制、喘振控制模拟输出信号分别以硬连接的方式先接入CCC Vanguard系统的模拟输入卡,与CCC S5 Duplex Vanguard系统内相应软件控制器的输出信号进行追踪处后再通过CCC S5 Duplex Vanguard系统的模拟输出卡以4~20m A模拟信号进入输出电隔离安全栅,经驱动后输出到现场执行机构(WOODWARD电液转换器等)。
d.压缩机组在开车暖机升速过程中,仍以GE RX7I PLC系统为主,CCC S5 Duplex Vanguard系统仅监视运行信号是否干预GE RX7I PLC系统的开车过程。当机组达到最小转速后,通过辅助操作台上的手动按钮来实现CCC S5 Duplex Vanguard系统控制器对过程输出信号的接管,以软件切换的方式实现模拟输出信号的单向无扰动切换。
e.GE RX7I PLC系统负责机组的启动,在启动前GE RX7I PLC系统的防喘振和性能控制器应投在“手动”状态,操作台上的硬切换开关全部打在“GE控制”位置,操作员需要确认此时防喘振阀全开。同时,操作员需要复位CCC S5 Duplex Vanguard系统,确保从CCC S5 Duplex Vanguard系统输出到GE RX7I PLC系统的ESD信号已复位,GE RX7I PLC系统所有启动允许条件均处于OK状态。从GE HMI上启动压缩机,当机组升速到最小控制转速后,喘振阀仍全开,此时操作员需要启动CCC S5 Duplex Vanguard系统,验证CCC S5 Duplex Vanguard系统的速度控制器跟踪GE速度信号,然后操作员把操作台上的硬切换开关切换到“CCC控制”位置,由CCC S5 Duplex Vanguard系统进行机组的性能和防喘振控制。
f.CCC S5 Duplex Vanguard系统负责机组的正常停机,按照原GE RX7I PLC系统设计的停机参数来组态速度控制器,确保机组能安全停机,避免机组在临界转速区产生振动。当机组转速下降到暖机转速1 500r/min(1st暖机速度)时,CCC速度控制器产生一个跳闸信号,通过ESD信号输出到GE RX7I PLC系统进而跳闸停机。
g.GE RX7I PLC系统全面负责所有的安全联锁停机(如超速保护、振动/位移等),生产过程异常发出紧急跳闸停机信号的同时输出硬线连接的ESD信号(通断信号)到CCC S5 Duplex Vanguard系统,进而跳闸CCC速度控制器并全开防喘振阀(软件实现,非电磁阀硬件实现),通过ESD信号来确保两套系统的协调工作。需要注意的是,在开车过程中必须在30s之内达到100r/min以上,否则系统速度控制器将启动停机联锁。
3 使用效果
针对开车期间工艺的复杂性,CCC S5 Duplex Vanguard系统优化了喘振控制、性能控制和回路间的解耦控制,消除了压缩机的喘振威胁。尤其对于工艺装置开工初期的喘振,减少了低负荷下压缩机的回流量,消除了剧烈工艺扰动造成的压缩机入口流量突变和装置波动或停工。同时,为了克服装置运行中的工艺生产扰动,使用了入口压力限制控制、POC控制和出口压力POC控制,以防止由于工艺扰动造成入口分液罐和压缩机损坏,防止出口超压造成的工艺波动或停车[2]。CCC S5 Duplex Vanguard系统在确保透平机组与工艺流程可用性的同时,还可以将计划外的停车时间降至最小,即使在工艺扰动下,CCC S5 Duplex Vanguard系统的解耦控制、前馈控制及压力超驰控制等先进控制亦可增加工艺流程的稳定性。
原压缩机组防喘振控制系统在全循环状态时喘振点工作在非安全区内,开工时无法正常关闭防喘振阀,即使正常全负荷工作时,多数防喘振阀也无法全关,部分防喘振阀甚至有20%左右的开度,极大地消耗了装置的能源。为解决此问题,在查阅压缩机厂家基础设计文件的基础上,重新核算了每个流量测量元件的性能曲线、防喘振阀性能曲线和压缩机喘振线,对原曲线增加了折线点,保留了适当的控制裕度,并在确保机组设备安全的情况下,现场进行了实测喘振曲线,最终达到了全部关闭喘振阀和节能降耗的设计目标。
硬件开路检测功能能够判断现场回路是否故障,同时每个Conditioning Module中设有熔断器,使得每个信号回路都能够在线维护。由于系统采用的是在变送器输入失常后仍可继续运行的保退控制策略,因而可使系统的可用性和可靠性得到提高,降低了故障停机率。同时,在现场实践中每个I/O通道都可以进行仿真模拟(无现场信号时可由计算机输入仿真信号),即当机组运行过程中有现场信号故障而该信号未设置旁路开关时,模拟功能可以将该信号旁路维持机组运行,从而在线维修现场故障。在实际运行中维护现场仪表时,经常发生因测量孔板结焦而导致的流量下降,此时必须现场排放处理引压系统,以保证机组的正常运行。
制冷压缩机组控制系统改造投运后,全面提高了装置的自动化操作水平,实现了机组转速全自动升速控制,缩短了开工时间,减少了开车过程中的火炬放空。防喘振阀可以随工艺负荷和条件做自动调整,能够在开车初期即投入自动运行,并最终关闭,缩短了装置开工稳定的过渡时间,极大地减少了操作员的工作量。同时,全面提高了压缩机运行的可靠性,降低了机组和工艺的停车率。
4 结束语
制冷压缩机组防喘振控制系统自改造投运后一直运行平稳,该方案既充分利用了原GE RX7I PLC系统的硬件优势,节省了成本,又充分发挥了CCC S5 Duplex Vanguard系统在压缩机组防喘振控制技术方面的技术先进性。在工艺多次出现较大波动的情况下,系统能够自动开关防喘振阀门,无需人工介入,避免了装置非计划停车,且调试时间较短,简化了现场接线,提高了可靠性。实践证明,该系统改造方案功能完整、安全实用。
参考文献
[1]翁刚,李志峰,钟相奎.两台不同功率裂解气压缩机并联控制系统研究[J].石油和化工设备,2009,12(3):27~28.
制冷机组 篇7
办公建筑、商场及宾馆、酒店一般使用大型冷水机组集中供冷,全年的供冷时间长,但大部分时间机组运行在非满负荷状态,为了更准确评价机组在整个制冷季节的能源效率,冷水机组的标准GB/T 18430.1-2007和GB/T 18430.2-2008引入了综合部分负荷性能系数IPLV,但标准中没有IPLV公式中各不同负荷比的系数的由来以及与制冷季节运行时间的关系。
本文从国标《单元式空气调节机》修订版报批稿的表C.3选取5个典型城市的温度运行时间参数(见本文表1),参考GB/T18837-2002中IPLV的计算方法,分析国标GB/T 18430.1-2007和GB/T 18430.2-2008中IPLV与各地制冷季节时间负荷情况的关系。探讨各负荷比例下COP权重如何取值更能体现冷水机组的实际节能效果。
1 IPLV计算公式及原理
GB/T 18430.1和GB/T 18430.2的IPLV计算公式如下:
式中:
A-100%负荷时的性能系数COP,kW/kW;
B-75%负荷时的性能系数COP,kW/kW;
C-50%负荷时的性能系数COP,kW/kW;
D-25%负荷时的性能系数COP,kW/kW;
但标准中没有2.3%、41.5%、46.1%和10.1%取值标准以及与中国各地的气候条件的关系。
单元机、多联机和冷水机组主要都用于商用场所,其用户对象和使用习惯基本一致,IPLV的目的也是一样的。
多联机国标GB/T 18837的附录A中IPLV(C)公式如下:
式中:PLF1……PLF4分别为100%、75%、50%、25%时的负荷系数;
EER1……EER4分别为100%、75%、50%、25%时的实测能效比;
对式(2)进行整理:
式(1)中的COP和式(2)、(3)中的EER所代表的含义是相同的,都是表示制冷时单位功率所能获得的制冷量。
对比式(1)、式(3),都是用机组在100%、75%、50%和25%负荷下实测能效与系数相乘最终获得综合性能系数IPLV。
但国标GB/T 18837只是给出了一条“S”曲线以及用负荷率拟合“S”曲线的计算公式,该曲线、PLF计算公式与美国标准ARI340/360-2004完全一致。
参考正在制定的国标《低环境温度空气源多联式热泵(空调)机组》对制热IPLV(H)的理解,式(2)、式(3)中PLF代表机组在指定负荷以下运行的等效时间与运行时间的比值,如PLF2为机组在75%及以下负荷运行的等效时间与运行总等效时间的比值。
所以PLF是与“制冷季节需要制冷的各温度发生时间”相关,每个地区实际的PLF是不同的。
2 空调负荷和室外环境温度的关系
2.1制冷季节热负荷率
对于一个建筑物,在室外环境干球温度为tj时空调负荷Qj为:
式中:
K——维护结构换热系数,W/(m2·℃);
A——维护结构的表面积,m2;
Qa——人员及设备热负荷,W;
ti——室内温度,取27℃。
商用办公建筑及租赁商铺在室外环境温度为21℃以上时空调开始运行,21℃为负荷0点(t0),即Q0为0,则:
所以:
而空调产品设计为室外环境温度35℃机组满负荷运行,将此温度点设为100%负荷点(tf),即Qf为:
综合式(5)、式(6):
将22~35℃之间的温度分为14个温度区间,在j区温度tj的热负荷率LF%为:
按式(7)计算风冷式机组负荷率与室外环境温度的关系如图1。
热负荷率25%、50%和75%对应的室外干球温度分别为:24.5℃、28℃和31.5℃,和GB/T 18430.1中表3、GB/T 18430.2中表2各负荷测试工况相一致。
按各温度发生时间和<GB/T《低环境温度空气源多联式热泵(空调)机组》相关问题研究>5计算权重系数的方法,将PLF计算结果汇总为表1。
用以上PLF值分别代入式(3),获得5个典型城市IPLV系数及计算公式如下:、
3 结论
本文中IPLV按风冷型产品,水冷型产品其冷却水温度与室外环境温度相关,通过对比GB/T 18430.1中表3、GB/T 18430.2中表2的4个负荷点工况,水冷型产品冷凝侧进水温度基本是风冷型产品冷凝侧进风空气干球温度-5℃,所以分析水冷型产品可以使用相同的制冷季节需要制冷的各温度发生时间来推算IPLV。
综上所述,根据笔者目前对IPLV原理及计算方法的理解,通过选取我国5个典型城市制冷季节需要制冷的各温度发生时间来推算的IPLV计算公式及在4个负荷点权重与目前国标的IPLV计算公式中负荷点的权重存在较大差异。
其次,GB/T 18430.1-2007针对的是大型机组,主要在工商业场所使用,而GB/T 18430.2-2008的主要场所侧重于户用,两者的使用习惯和在一天中的使用时间会有所不同,在全年使用时,各温度发生会有很大区别,IPLV计算时应取不同的权重系数。
参考文献
[1]GB/T18430.1-2007蒸气压缩循环冷水(热泵)机组工商业用和类似用途的冷水(热泵)机组[S].
[2]GB/T18430.2-2008蒸气压缩循环冷水(热泵)机组第2部分:户用和类似用途的冷水(热泵)机组[S].
[3]GB/T18837-2002多联式空调(热泵)机组[S].
[4]GB/T17758-1999《单元式空气调节机》报批稿[S].
制冷机组 篇8
河北廊坊某数据中心, 有2000平米的办公楼需要冬季供暖, 现有供暖热源为6台风冷热泵模块机, 6台风冷热泵模块机的总热量是45kw×6=270kw, 制热功率16.8kw×6=100.8kw, 这6台风冷热泵模块机不是低温强热型产品, 当冬季室外气温降到-5℃时基本等于电加热, 由此造成的冬季供暖电耗数字巨大, 而且办公区内的供暖效果也不达标, 室内温度经常在16℃左右。因此, 用户正在积极寻求节能高效的供暖方式。
该数据中心常年要求供冷, 室内设备散发的热量通过冷水机组的冷凝器+冷却塔排放到室外, 这部分热量的温度在冬季也不会低于20℃, 是很好的低温余热资源, 因此, 我们计划利用热泵机组回收这部分冷凝热量并通过机组内部冷媒的循环实现为用户供暖的目的。
2. 热泵机组介绍
工作过程一:蒸发器内余热量的提取
在蒸发器内, 液态的冷媒 (高温环保冷媒R134a) 吸收低温余热水中的热量蒸发变为气态, 从而完成余热提取过程。冷却水可以作为热泵机组的低温余热水, 余热水进入蒸发器的温度如果是22℃, 完成余热提取之后温度降为17℃。
工作过程二:冷凝器内余热量的转移和释放
在冷凝器内, 气态冷媒把自身所携带的热量传递给工作介质水, 完成余热量的转移和释放过程。工作介质水一般是供暖循环水, 供暖循环水进入冷凝器的温度如果是45℃, 完成余热转移之后温度升高为50℃。
工作过程三:冷媒在四大部件内的循环
压缩机为冷媒的循环提供动力, 压缩气态冷媒至高温高压状态;气态冷媒在冷凝器中释放冷凝热量变为液态, 供暖水温度由45℃升到50℃;节流阀使冷媒由高温高压液态变为低温低压液态后进入蒸发器;液态冷媒在蒸发器中吸收余热量蒸发变为气态, 余热水从温度22℃降为17℃;气态冷媒进入压缩机开始下一次循环。
3. 余热回收供暖思路
本方案按照热负荷350kw选择1台螺杆式热泵机组, 冷凝器侧制取50℃热水, 为办公区域的风机盘管提供热水;蒸发器侧回收来自数据中心冷却水总管中的冷凝热量, 冬季数据中心制冷只需要开启冷却塔即可, 此时冷却水上塔和下塔的水温约为22℃~17℃, 从数据中心冷却水总管上接出一支管路把部分冷却水引入热泵机组的蒸发器实现冷凝热量的回收。余热回收供暖流程图如下:
4. 系统设备选配
热泵机组参数
选用1台制热量为350kw的螺杆式热泵机组, 机组耗电量为68.7kw, 制热效率5.09, 蒸发器进出水温度22℃~17℃, 冷凝器进出水温度45℃~50℃, 详细参数见下表:
循环水泵参数
热泵机组冷凝器侧的水压降仅为1.8米, 现有供暖系统的循环水泵扬程完全可以满足此压降的增加, 利用现有的循环水泵即可。
热泵机组蒸发器侧的循环水泵需要新增加。
蒸发器侧的循环水泵需要克服冬季蒸发器侧的1.2米压降, 需要克服冷却水支管路的压降, 冷却水量48.6吨/h, 管径150mm, 每米压降不高于40Pa/m, 冷却水支管路长度估计为500米, 管路总阻力是沿程阻力的1.5倍。
蒸发器侧的循环水泵的扬程为 (1.2+500×2×40×1.5÷10000) ×1.1=8米水柱。选用2台水泵, 1用1备, 每台水泵流量50m3/h, 扬程12米。
5. 系统初投资
整个余热回收系统的设备包括热泵机组、蒸发器侧循环水泵和定压补水设备以及系统配电和自控和安装, 还包含冷却水管路和热泵机房土建, 根据之前的配置, 系统的初投资估算如下:
初投资估算说明:
☆以上报价为暂估价, 最终报价要根据施工图确定。
☆初投资估算费用包括:机房内所有设备的购置及安装;机房内配电、控制柜的制作与安装;冷却水支管路费用。
☆初投资估算费用不包括:由变电站至机房配电柜的主电源。
6. 和现有供暖系统运行费用对比
计算依据
电价0.8元/kwh;供暖天数120天, 设备满负荷开启的系数取0.65, 也即设备满负荷运行的小时数为1870小时。
冷凝热回收系统运行费用
冷凝热回收系统的运行费用主要是热泵机组和循环水泵的电费, 1台热泵机组和1台蒸发器侧水泵每小时耗电量为68.7kw+3kw=71.7kw, 冷凝热回收系统在整个供暖季的运行费用为71.7kw×1870小时×0.8元/kwh=10.7万元。
现有供暖系统运行费用
现有供暖系统的运行费用是风冷热泵模块机组的电费, 6台风冷热泵模块机的小时总耗电量16.8kw×6=100.8kw;但是当冬季室外气温降到-5℃时基本等于电加热, 此时的每小时总耗电量略低于总热量270kw, 按照250kw估算, 供暖季约有2/3的时间室外气温会降到-5℃以下, 那么现有供暖系统在整个供暖季的运行费用为100.8kw×1870小时×1/3×0.8元/kwh+250kw×1870小时×2/3×0.8元/kwh=29.96万元。
冷凝热回收系统的运行费用比现有供暖系统的运行费用节省29.96万元-10.7万元=19.26万元。
7. 冷凝热回收系统的静态回收期
冷凝热回收系统的运行费用比现有供暖系统的节省19.26万元;
冷凝热回收系统的初投资为48万元;
静态回收期为2.5年。
参考文献
[1]唐青松既有建筑空调水系统节能改造[D]哈尔滨工业大学2009:19-20
[2]李竞过度季节冷却水的节能应用研究[D]同济大学2007
[3]商萍君风冷热回收机组性能的实验研究[J]暖通空调2013, 43 (8) :58-62
[4]郁永章热泵原理与应用[S]机械出版社1993
制冷机组 篇9
关键词：变频压缩机,电子膨胀阀,变制冷剂流量冷水机组
变频控制技术是节能手段之一，由于已有空调工程项目中的主要设备价格较高，进行设备更换等措施提高空调系统的运行经济性是不现实的。但对系统进行局部改造，通过增加部分设备，提高原有机组的工作效率，在一定程度上可以达到较好的节能降耗、改进性能的目的。空调系统中的耗能设备主要是冷水机组和水系统水泵，目前对空调水系统的变频节能研究较多，且在许多空调系统中得到应用，但变频技术在冷水机组中的应用却较少。本课题是在一台滚动转子式冷水机组上加装了交流电变频器与电子膨胀阀来实现冷水机组的变频控制。
1 原理设计
实验系统原理如图1所示。制冷循环由变频压缩机1(自带吸气气液分离器11)、冷凝器2、高压储液器5、电磁阀6、过滤器7、视液镜8、电子膨胀阀3、蒸发器4等组成回路。
在本系统中从蒸发器内蒸发的制冷剂气体经气液分离器后进入压缩机吸气口，被压缩后变为高温高压的冷媒气体，制冷剂气体进入冷凝器，在冷凝器内被冷凝为饱和制冷剂液体，流入储液器。从储液器流出的制冷剂液体由电子膨胀阀节流后供液给蒸发器。实验装置中，压缩机频率，电子膨胀阀，冷冻水与冷却水进水温度及流量均可独立调节。
2 实验方法
将冷冻水进水温度设定为12℃(15L/Min)，冷却水进水温度设定在30℃(18L/Min)，自动调节恒定。分别设定压缩机在30Hz、40Hz、50Hz、60Hz、70Hz、80Hz频率上连续运行，这时从小到大调节膨胀阀的开度，且在每个膨胀阀开度下，直到制冷循环自平衡至稳态后再连续运行30分钟以上，为本实验台开发的工业组态软件自动记录蒸发温度、回气温度、排气温度、蒸发压力、冷凝压力。并应用热力学方程做二次计算，得到饱和气体比焓、饱和液体比焓、过热气体比焓、制冷量等热物性参数。
考虑到实际运行中环境温度会随着季节的变化有所改变，将冷却水进水温度分别设定在25℃(18L/Min)、35℃(18L/Min)，重复以上的实验。来研究在不同冷却水温度下，变频冷水机组的运行特性。
3 实验结果与分析
如图2 (a)所示，图2 (a)的横坐标为电子膨胀阀开度的百分比，从0～100%调节，间隔为1%;纵坐标为系统的制冷量。制冷量随着压缩机频率的升高总体上呈现上升的趋势。在固定压缩机频率时，制冷量随着膨胀阀开度的增大略微升高，随后逐步降低。
其原因在于：由于膨胀阀开度的不同，压缩机的吸入蒸气状态发生了变化，随着吸入蒸气状态的不同，压缩机的性能也会随着发生变化。压缩机吸入和压缩干饱和蒸汽时叫做干压缩;吸入和压缩湿蒸气时叫做湿压缩;吸入和压缩过热蒸气时叫做过热压缩。干压缩与湿压缩或过热压缩相互比，干压缩效率较大。其制冷量要比相同条件下的湿压缩为大，或和过热压缩时相同，或稍大一些。湿压缩时，进入干式蒸发器的一部分制冷剂未被蒸发，又以液态形式从蒸发器出来，所以供给蒸发器中每1Kg制冷剂并没有起到1Kg制冷剂应取得的热量，当然要比制冷剂全部被蒸发时小，其单位制冷量要比干压缩时小。
此外，从制冷剂流量qm来说，因湿蒸气含有液滴，其比容小于饱和蒸气的比容，式要比干式压缩的大。至于容积效率ηv，因为湿蒸气时所吸入的蒸气比容小，即比重大，容积效率ηv比干压缩时小。这样比干压缩时大，ηv减小。但是因为v1减小，明显增大，因此表示的制冷剂流量qm，要比干压缩时稍大。
制冷量Φ0=qmq0在湿压缩时虽然qm比干压缩时稍大，但q0减小。两者乘积所表示的制冷量如何变化不能简单地加以判定。大体上，吸入蒸气的湿度每增大1%和制冷剂流量qm增大1%左右，其单位制冷量q0减少1.15%。因为q0的减小大于qm的增加，所以在湿压缩时压缩机制冷量比干压缩时小。