+ f5 c5 y5 D- n! V 使用温度
(℃)浓度 ξ (%)密度 ρ×103 (kg/ m3)定压比热 Cp [kJ/(kg·K)]热导率 λ [W/(m·K)]动力粘度0 V5 `6 ?; c. z1 J4 ~ μ×103+ w# V. v }# h" q/ a* x2 l8 f (Pa·S)凝固点5 L1 A( d u$ C# e% ^) y tj (℃)0251.033.8340.5113.8-10.6-10351.0633.5610.47267.3-17.8-20451.0803.3120.44121-26.6-35551.0972.9750.372590.0-41.6- \. w$ C k3 ^. C# p7 ` (三)风冷型空调机要求能够调节风量 风冷型的机房专用空调机要求能够调节冷凝器风扇的风量,目的在于使空调机能在不同的室外环境温度下正常工作。夏季气温较高时,风量加大,创造良好的散热环境,使制冷剂充分换热冷凝;冬季气温较低时,则减小风量,保证冷凝温度稳定在合理的工况范围内。常用的调节冷凝器风扇风量的方法有:# J0 O, g6 N2 \) E% `: L 1、多把风扇调节5 U* \# ^. p- ] 采用多把风扇,根据不同换热条件,利用压力或温度开关使风扇分别投入运转,实现变风量调节。例如:对于R22制冷剂,冷凝压力低于1200KPa(表压)时,风扇不投入运转;当冷凝压力达到1500 KPa (表压)时,第一组风扇投入运转;当冷凝压力达到1800 KPa (表压)时,第二组风扇也投入运转,实现变风量调节。' B+ Y( Q6 u! g% B 2、多抽头电动机调节 采用多抽头电动机,根据不同换热条件,利用压力或温度开关自动增减风扇转速,实现变风量调节。 3、自动风阀调节 采用自动风阀调节,通过采集冷凝压力或过冷温度,使控制风阀的电动机转动,来调整风阀的开度,实现变风量调节。) H. i" @3 Q) {% o 4、变频技术调节% i( \8 v' v _+ J 采用变频技术,通过采集冷凝压力或过冷温度,自动调节风扇电动机的供电频率,控制转速变化,实现变风量调节。) z* r$ x, H: e7 f& f) `8 a0 u! ]/ { 5、风扇调速器 采用风扇调速器控制,根据不同换热条件,通过采集冷凝压力自动调节风扇电动机的供电电压,控制转速变化,实现变风量调节。7 L z1 i6 i$ a# N' {& X7 F 四、Atlas机房专用空调机的风冷冷凝器 澳大利亚阿特拉斯Atlas机房专用空调机的风冷冷凝器(见图4-1),采用花铝板外壳,内螺纹翅片管式表面换热器;冷凝风扇为单相异步电动机驱动,能根据冷凝压力变化通过风扇调速器控制进行无极调速。可在室外环境温度-15℃ ~+45℃时正常运行,充分适应机房专用空调机的全年制冷运行。 图4-1 Atlas机房专用空调机的风冷冷凝器 1、可调速冷凝风扇 风冷冷凝器是空气强迫对流来实现热交换的,使制冷剂蒸汽放热冷凝,因此冷凝风扇是最主要的部件。Atlas风冷冷凝器的冷凝风扇为单相异步电动机驱动,它是通过改变输入电压的不同来改变转速的。在空调运转初期,冷凝压力还没有建立起来,输入电压为零,风扇不工作;随着空调运转逐渐正常,输入的电压也逐渐升高,风扇随着电压的升高,转速从低到高无极变化;风扇转速加快后,制冷剂冷凝放热,冷凝温度慢慢下降,冷凝压力也随之降低,输入电压相应减小,风扇转速变慢;经过几次冷凝温度的上下波动,风扇会保持在一个相对稳定的转速上;随着负荷变化或室外环境温度变化,风扇能及时的变速,总之使冷凝温度稳定在合理的工况范围内。; W& ~% Z" ?! } 2、风扇调速器 j! \, ]! |3 ^ 风扇调速器均安装在室外冷凝器上,可以同时控制三把风扇,它通过直接感应制冷系统内的压力变化,来调节风扇电动机的供电电压(0V ~ 220V)。压力传感器直接安装在制冷剂高压汽管上,通过与相连的电路板控制供给风扇的电压。当环境温度高时,风扇电机在供电电压220V下运行,当环境温度低时,输出电压可能为100V左右。风扇调速器的调节范围对应冷凝工况,冷凝压力在 1200 KPa~1600 KPa之间,输出电压在0V ~ 220V之间变化,最大风扇转速一定设置在正常运行压力下。0 h3 e. y& r, w9 i- Z# l (三)改变系统结构使冷凝器能在-40℃的低温下运行& {% S) N8 o8 x# F0 n1 a 众所周知我国的北方地区冬季寒冷,特别是东北、西北地区最低温度可达-40℃,标准的机房空调机根本无法在此温度下正常运行。 2003年12月,笔者接到一个项目:乌鲁木齐市国家税务局购置两台澳大利亚阿特拉斯Atlas机房专用空调机,机组型号为:PEC253FA;单台制冷量54.7KW;循环风量16200 M3/h;每台均有相互独立的制冷系统,制冷压缩机采用美国Copeland的涡旋式压缩机,冷凝器采用AFS40型风冷冷凝器;要求空调机能在-30℃的低温下运行。* g: {3 a: U: M3 v9 q 乌鲁木齐市冬季最低温度可达-27℃,空调机如不加以改装,冬季就无法正常使用。如果安装两个冷凝器,夏季使用标准冷凝器、冬季使用小型号冷凝器,那么,就失去了全自动控制的先进性;并且,人工调换也无法适应随时的气温变化。笔者凭着多年调试、检测各种形式的氟利昂制冷机的经验,认为根据换热学原理对冷凝器进行合理改造,可以实现一台冷凝器冬、夏自动转换有效冷凝面积,达到低温下制冷运行的目的。 1、理论依据:4 S R- }3 n4 I; K. T! Y/ W 冷凝器换热量的大小是和换热面积、传热温差密切相关的。当换热量一定时,换热面积越大,所需传热温差就越小;反之,传热温差越大,所需换热面积就越小。乌鲁木齐市冬季寒冷,冷凝器的传热温差很大。若按冷凝温度+55℃,环境温度-27℃计算,则Δt = +55℃-(-27℃) = 82℃。PEC253FA机房专用空调机每套制冷系统的制冷量为22.6KW,排热量为35.35KW;低温下制冷运行的冷凝换热面积可根据公式F = Qk/K×Δt(式中K为传热系数,取0.3 KW/㎡)得出:F = 35.35÷(0.3×82) =1.44㎡,比标准冷凝换热面积11.78㎡小很多。 在原有的标准风冷冷凝器上安装一个换热面积为1.5㎡的翅片管式表面换热器,再安装一个储液器。冬季运行时,使用压力调节阀对离开主冷凝器的液态制冷剂进行流量控制,并通过改变冷凝盘管内的储液量来改变有效冷凝面积,最终保持一定的冷凝温度及冷凝压力。通过压差阀(减压阀)将制冷压缩机的排气管与储液器相连,保持储液器内的压力低于冷凝压力大约150KPa。从储液器出来的液态制冷剂先通过小冷凝盘管冷却,最后进入制冷系统液态管线参与下一步制冷循环(见图4-2)。) ~* y' L7 q& [) X 当冬季最寒冷气候时,主冷凝器内完全被液态制冷剂占据,失去了换热作用,只有靠小冷凝盘管换热冷凝。夏季运行时,压力调节阀的流量开大,液态制冷剂存入储液器和小冷凝盘管内,主冷凝器恢复有效换热面积。从而实现了一台冷凝器,冬、夏自动转换有效冷凝面积,达到低温下制冷运行的目的。 2、零部件选配) g0 E- k2 j& g5 M7 J; S a、小冷凝盘管由原北京冷冻机厂加工; b、选用德国比泽尔20L容积的储液器(主冷凝器可容10L左右液态制冷剂); c、选用丹佛思KVR压力调节阀和NRD压差阀;$ I7 P* }' s6 \/ x d、选用铜基银焊条和助焊剂; 3、整体装配、保压试漏 冷凝器一定要水平安装,保证冷凝风扇垂直向上排风。储液器安装在冷凝器汇管的下部,进口在左侧。小冷凝盘管安装在主冷凝器的翅片下,进口和出口均在右侧。组装各种管道及部件,保证KVR阀和NRD阀位置方向正确。在焊接时,要用湿布将阀件包住,以免过热造成损坏。将整个制冷系统连接完毕后,向系统充入2000KPa干燥氮气保压试漏,保证安装无误。 4、充注制冷剂、开机调试 a、取下KVR压力调节阀上的保护帽,用专用扳手伸进凹孔内,反时针旋转调节螺丝,直到手感螺丝旋转无力时止;将制冷系统的所有阀门全开。对系统进行抽真空,真空应达到400Pa以下。 b、向储液器充注制冷剂,使液面处于储液器中部。6 N- [5 W8 a. h# y9 r0 ~0 M* B c、开启空调的制冷系统,缓慢地向低压侧充注制冷剂蒸气;当室内温度为22℃左右时,应充灌到吸气压力为500KPa。必要时,可将部分冷凝器遮盖住,以提高冷凝压力来达到这个目的。/ m" b q( E2 _ d、检查热力膨胀阀和蒸发器是否工作正常。 e、逐渐地将冷凝器盘管表面遮盖住,直到在KVR压力调节阀处测量冷凝压力为1500KPa 止。此时,离开冷凝器的液态制冷剂温度为42℃。0 \! ?7 b7 H3 w. A9 q( y) t2 [& j4 k f、保持凝压力为1500KPa,继续充注制冷剂,直到液态制冷剂温度减少到38℃~40℃为止( 2℃~4℃的过冷度),此时,储液器内全部为液态制冷剂。" {' j }& ?/ e- x; b$ m, z g、用专用扳手顺时针调节KVR阀,直到冷凝压力刚刚开始上升时止,然后将冷凝盘管上的遮盖除去。 O: O D' S3 `6 s7 S2 j h、微调KVR阀,使冷凝压力保持在1500KPa~1600KPa之间。8 w# D/ J; u1 \! {& Q i、检查整个制冷系统,包括热力膨胀阀的过热度调节,确保冷凝压力稳定。$ |, W7 }& q% Q6 ]% I5 y j、拆去压力表,将KVR阀的阀帽重新盖好,检查所有阀帽,不能有渗漏现象。 五、总结 此次冷凝器改造工程,是我从事制冷空调行业以来,第一次遇到的具有挑战性的革新项目。正常的制冷系统,不希望液态制冷剂过多的占据冷凝面积,而此项目恰恰相反,必须让制冷剂液体存入冷凝器。在充注制冷剂时,必须严格控制加氟量,一定要在最寒冷、接近设计工况下进行。一旦制冷剂不足,将造成冷凝压力过低,蒸发温度低于0℃, 蒸发器结冰,制冷系统瘫痪,严重时导致制冷压缩机损坏。| 欢迎光临 中国压缩机网行业论坛 (http://bbs.compressor.cn/) | Powered by Discuz! X2.5 |