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压差式流量开关在冰蓄冷空调中的应用
压差式流量开关在冰蓄冷空调中的应用
来源:中制冷设备网    2009-7-17
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      摘要  针对目前冰蓄冷空调机组(带制冰工况)的水流检测出现的种种故障,介绍在冰蓄冷空调系统中使用压差式水流开关检测水流量的应用。

关键词  冰蓄冷空调系统的水流量检测   压差式水流开关

 

0 前言

    由于冰蓄冷中央空调能在夜间空调负荷较低时,(同时也是电网用电处于低谷、电价较低廉时),开启一部分制冷机组制冰,并将能量以显热和潜热的形式储存冰蓄冷槽中,待白天在空调负荷高峰期间(同时也是电网用电处于高峰、电价较贵时),采用融冰提供的低温水供冷,将储存的冷量释放出来,从而满足高峰空调负荷的需求,同时也利用了供电峰谷电价差,有效降低了用电成本,又减少空调主机的装机容量,即能达到理想的空调效果又降低了运行成本产生可观的经济和社会效益,是在目前国家电力紧张的情况下大力推广的中央空调系统。
    冰蓄冷式空调系统的主机,一般选择具有双工况功能的冷水机组,冷水机组具有的制冰工况专门用于制造低温的冷冻水,主机的蒸发温度一般在-8℃左右,不同厂家的主机和不同的蓄冷设备略有不同,通过冷水机组制冰工况降温后的乙二醇水溶液℃约为-6~-7℃,远低于水的冰点。   
    冰蓄冷型中央空调合适的乙二醇水流量是主机可靠工作的必要保证,不适当的流量可能导致冷水主机蒸发压力低、冷凝压力高、能耗大、压缩机“跳机”等故障,这些故障的维护修理费用非常高。鉴于冰蓄冷主机在蓄冷时产生低温冷冻水,其采用合适的水流检测方法以及检测部件是保证机组只有在系统水流量大于允许的最小水流量下工作,避免空调主机发生故障,目前逐渐使用免维护的压差式流量开关代替经常疲劳破坏和低温失效的靶式流量开关,大大降低用户以后的维护成本。


1  冰蓄冷空调机组水流量检测
1.1 冰蓄冷空调系统水流量检测的必要性
? 制冷系统的正常运行,水流减少到对制冷系统不利时压缩机停止运行。
? 蒸发器和冷凝器的可靠换热,流动的水带走冷量和热量。
? 水泵运行情况的检测,水泵正常运行是空调系统可靠工作的前提条件。
? 当无水流或水流少时,对于蒸发器来说,蒸发器负荷减少,蒸发温度降低,运行效率下降。另外如果水系统的水流量长期过低,将导致回气压力长期过低,压缩机排出的润滑油不能顺利回到压缩机可能导致压缩机故障。
? 当无水流或水流少时,对于冷凝器来说,冷凝器负荷减少,冷凝温度和压力上升,造成冷凝器出口的冷媒经过膨胀阀时的流量大幅减少,制冷量下降,如果压缩机持续在高冷媒压力下运行将发生“跳机”故障。
? 水流检测是判定水泵运转后是否有合适的水流量经过蒸发器,只有有适当的水流量经过蒸发器时才允许压缩机启动,整个制冷系统才有可能正常运行。


2 冰蓄冷空调机组靶式流量开关的常见问题
    在冰蓄冷空调系统的水流量检测上目前主要有两种低成本的检测形式,一种是靶式流量开关,另一种是压差式流量开关。
由于靶式水流开关的靶流片在正常使用时长期受水流压迫处于弯曲变形状态,易疲劳破坏,另外由于机组运行在制冰工况时冷冻水温度低于0℃,靶式流量开关的波纹管与界空气接触,其外部常结冰而使波纹管不能动作,从而使靶式流量开关完全失效,严重时微动开关产生锈蚀而损坏。它是作为易损品及它的状况被列在维护保养记录中。


3 压差式流量开关的应用
    ACOL压差式水流开关是根据HVAC设备的阻力和流量的曲线设计的,我们知道HVAC设备的换热器、水过滤器、水泵及阀门等装置都有其阻力与流量的性能曲线,通过检测其两端的进出水压差,并与该装置的预先设定值进行比较,准确控制流量。压差式与靶式流量开关相比它是一种精确的流量控制方式,它具有准确的流量控制值。从压差开关连接两根铜管至换热器的进出口测量其进出口的压差,即反映出流量。安装极其简单,避免了靶式水流开关的安装不准确导致机组故障的隐患。压差开关的电气部件与动作部件采用非金属材料设计可使用在低达-20℃的液体中,通过在测压连接管的我们缠绕电加热线,可使用在低达-100℃的液体中作为液体流量检测。
    鉴于靶式流量开关在冰蓄冷机组出现的众多问题,我们早在2002年就开始对冷水机组包括双工况冷水机组的原有靶式流量开关进行使用压差式流量开关的替换,并调整了用户的水流量,收到了非常明显的经济效益.更换步骤如下,我们将原来的靶式流量开关取出并堵头封住,在换热器的进出口接压力表的位置接上三通接头,多出的测压口提供给压差式流量开关,从换热器的进出口上增加的测压口分别接到压差开关的“High”和“Low”压接口即可。出于对用户的全面负责,我们利用超声波流量计对流量保护值进行了测定,调整压差式流量开关的设定值使其复位值为额定流量的60%,即当水通过换热器的流量达不到60%时,水流开关不会复位,避免了水泵性能下降或故障,现场阀门开度不够或末端盘管关闭而压差旁通不正常时的水流量下降,而导致主机发生故障的隐患。当空调主机正在运行时突然水流量下降到额定流量的50%时,压差式水流开关即马上保护。压差式流量开关精确水流保护的功能是靶式流量开关无法比拟的。
    对于冷凝器来讲,适当的冷却水流量可以保证空调主机的制冷系统工作在较好的状态,保证机组的工作效率,当水流量过小不仅冷凝压力升高,制冷量下降,严重时可能导致压缩机发生故障。如果空调机组没有得到合适的冷却水流量,压缩机不工作,这可以充分保护压缩机避免发生故障。复位流量可以检测水系统的流量是否达到设计要求,正确的设定压差开关复位流量可以保证通过换热器所需的水流量,通常复位流量在60~80%额定流量。
    我们还建议客户选择可调双设定点压差开关,其中一个还可用于换热器结垢清洗状态指示,原因是由于换热器结垢造成其进出口压降增加,只要设定适当的压差值并选择本地指示就可以看到当换热器结垢到一定程度时指示灯就点亮,提醒用户及时清洗换热器,避免由于传热效果下降造成的能源浪费及对主机可靠工作的影响。
我们在用户的关键的水过滤器的进出口还设置了压差式流量开关检测过滤器的状态,当过滤器堵塞时压差式流量开关发出报警信号,提醒用户清洗过滤器,这个功能对节约能源和主机稳定运行都是非常有用的。
    另外我们还在冷却水泵和冷冻水泵的进出口安装压差式流量开关检测水泵的状态,当水泵两端存在一定的压降时即说明水泵在工作,非常直观的了解水泵的状态。


4  结论
    用压差式流量开关代替靶式流量开关在冰蓄冷中央空调上使用完全可以取代进口昂贵的低温水流开关,彻底避免常规靶式流量开关在冰蓄冷空调上不能正常使用的问题,通常合理的使用压差式水流量开关可以使用在低达-100℃的液体流量检测中。

 

参考文献
[1] 张亚东《中央空调水流量保护的精确控制》暖通制冷设备 2004年6月。
[2] 上海安巢在线控制技术有限公司《压差式水流开关》样本。
[3] 上海安巢在线控制技术有限公司《压差式水流开关》安装说明书。
 

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