模塊化風(fēng)冷熱泵機(jī)組水流量控制技術(shù)
模塊化風(fēng)冷機(jī)組是獨(dú)立風(fēng)冷熱泵機(jī)組的組合。模塊化空調(diào)機(jī)組是目前商用空調(diào)市場(chǎng)上一種很好的機(jī)型。它的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)客戶的負(fù)荷改變模塊單元的數(shù)量,或者允許客戶在使用過(guò)程中增加更多單元,這樣客戶可以根據(jù)自己的資金和使用情況靈活地購(gòu)買(mǎi)和使用單元。
在模塊化風(fēng)冷機(jī)組結(jié)構(gòu)中,每個(gè)模塊都有相同口徑的進(jìn)出水管。模塊只需連接水管,安裝非常方便。由于模塊化機(jī)組的特殊形式,其進(jìn)出水管的流速不確定,給模塊化機(jī)組的水流量控制帶來(lái)一定的困難。為了保證模塊單元的可靠運(yùn)行,必須保證每個(gè)模塊都得到適當(dāng)?shù)乃?。不?dāng)?shù)乃骺赡軐?dǎo)致模塊機(jī)組的蒸發(fā)器凍結(jié)、冷凝壓力過(guò)高、壓縮機(jī)“咬缸”等故障。一般來(lái)說(shuō),模塊化機(jī)組的冷卻能力很大。一旦出現(xiàn)上述問(wèn)題,品牌聲譽(yù)將受到很大影響。因此,模塊化機(jī)組的水流量控制和保護(hù)是非常重要的。適當(dāng)?shù)乃髁繖z測(cè)方法和檢測(cè)部件可以保證機(jī)組只有在系統(tǒng)水流量大于允許的水流量時(shí)才能工作,這在很大程度上可以避免空調(diào)主機(jī)的故障。
模塊單元在模塊之間共用進(jìn)出水管。在模塊間連接水管時(shí),如果模塊數(shù)量比較少,主管路可以采用不同的程序布局;如果模塊數(shù)量較多,_采用相同的程序布局,以保證各模塊之間的水流一致。
模塊單元的管徑一般較大。如果電焊過(guò)程中產(chǎn)生的大量焊渣不能有效清除。焊渣一旦進(jìn)入換熱器,危害極大,可能造成換熱器局部堵塞。如果機(jī)組換熱器采用銅焊板式換熱器或套管式換熱器,由于這兩種換熱器不能進(jìn)行機(jī)械清洗,如果采用管殼式換熱器,則更容易清除焊渣。如果換熱器內(nèi)的焊渣不能有效清除,則水側(cè)換熱器的局部水流量將減少,此時(shí),制冷劑側(cè)的制冷劑流量將基本保持不變,這可能導(dǎo)致水溫逐漸下降,甚至低于水的冰點(diǎn)。隨著堵水側(cè)流量的減小,相鄰制冷劑側(cè)不會(huì)完全蒸發(fā),回氣管會(huì)結(jié)霜甚至結(jié)冰,壓縮機(jī)容易產(chǎn)生液錘。如果換熱器局部堵塞程度較輕,此時(shí)系統(tǒng)整體水流變化不大,水流保護(hù)開(kāi)關(guān)不工作。而且防凍保護(hù)傳感器(插入換熱器檢測(cè)水溫)檢測(cè)不到_溫度點(diǎn),所以防凍保護(hù)無(wú)法工作,可怕的事情發(fā)生了——換熱器被凍壞,直到整個(gè)制冷系統(tǒng)報(bào)廢。為了防止焊渣等雜質(zhì)堵塞換熱器,除了在施工過(guò)程中規(guī)范施工外,在廠家冷水機(jī)組的設(shè)計(jì)過(guò)程中也可以避免這種情況的發(fā)生。
模塊化風(fēng)冷機(jī)組水管系統(tǒng)主機(jī)廠一般采用鍍鋅無(wú)縫鋼管。
目前,模塊化機(jī)組的控制方式有兩種:一種是每個(gè)模塊一個(gè)水流信號(hào),另一種是只有一個(gè)主模塊一個(gè)水流信號(hào)。這兩種方法在模塊化單元制造商中使用。每個(gè)模塊一個(gè)水流信號(hào)的水流控制方法,能真實(shí)反映模塊的水流情況;如果只有主模塊與水流信號(hào)相連,不能真實(shí)反映每個(gè)模塊的水流情況,這種方法可以降低生產(chǎn)商的成本,但它不是每個(gè)模塊的理想選擇。
目前,模塊化機(jī)組水流量檢測(cè)有兩種簡(jiǎn)單、實(shí)用、低成本的檢測(cè)方法,一種是目標(biāo)式流量開(kāi)關(guān),另一種是壓差式流量開(kāi)關(guān)。下面比較兩種檢測(cè)方法的安裝和使用特點(diǎn)。
靶流開(kāi)關(guān)是將靶板安裝在水管內(nèi),水管內(nèi)的水流沖擊靶板使其彎曲變形,從而驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)向模塊單元控制器輸出控制信號(hào),通知單元可以隨水流啟動(dòng)。
由于模塊化機(jī)組主水管的水流速度在變化(增加或減少使用端數(shù)),目標(biāo)型流量開(kāi)關(guān)安裝困難。目標(biāo)流板的安裝一般有三種情況:一是無(wú)動(dòng)作,二是卡在管道上部無(wú)法恢復(fù),三是正常。由于管徑和安裝人員的經(jīng)驗(yàn),安裝非常好。管徑越大,目標(biāo)水流開(kāi)關(guān)一次安裝精度越高。
一般來(lái)說(shuō),靶膜不起作用的原因是靶膜的安裝深度不夠,所以需要重新擰入或更換靶膜。許多安裝工人遇到這種情況,如果不能迅速解決,往往會(huì)使船用鍛鋼閥門(mén)的水流開(kāi)關(guān)短路或調(diào)整動(dòng)作調(diào)整螺釘,使模塊單元失去水流保護(hù)。
如果卡在管道中無(wú)法恢復(fù),往往是由于靶流板太寬,在_次動(dòng)作時(shí)卡在管道上部(這種情況在小直徑制冷劑水管中更常見(jiàn)),安裝人員找不到,此時(shí),流量開(kāi)關(guān)也失去功能。如果安裝間隙不夠,即使當(dāng)時(shí)可以工作,由于管道生銹或結(jié)垢造成的實(shí)際管徑也會(huì)變小,這也可能導(dǎo)致水流開(kāi)關(guān)卡在管道中,無(wú)法有效運(yùn)行。
由于模塊單元領(lǐng)域中模塊的數(shù)量不確定,以及主水管的流速也不確定,給目標(biāo)流量開(kāi)關(guān)的安裝帶來(lái)了很大的困難。主水管流速的變化導(dǎo)致目標(biāo)流量開(kāi)關(guān)的擺動(dòng)動(dòng)作頻繁復(fù)位。另外,當(dāng)水系統(tǒng)與空氣混合時(shí),水中的空氣沖擊目標(biāo)流量板,導(dǎo)致流速下降,為了防止這種誤差,單元控制器通常會(huì)延遲對(duì)流量信息的處理。同時(shí),在正常使用條件下,目標(biāo)水流開(kāi)關(guān)的目標(biāo)流板在水流壓力下長(zhǎng)期處于彎曲變形狀態(tài),容易產(chǎn)生疲勞損傷,特別是流速大于3m/s時(shí),其壽命將大大縮短。
如果每個(gè)模塊都需要流量信號(hào),則不適合安裝目標(biāo)流量開(kāi)關(guān)。目前,各模塊機(jī)廠家的換熱器均就近接入模塊機(jī)的主水管。無(wú)法提供安裝目標(biāo)流量開(kāi)關(guān)所需的小直管距離,這使得一些廠家不得不放棄理想的水流保護(hù)方法,即每個(gè)模塊都需要一個(gè)水流信號(hào)。
根據(jù)暖通空調(diào)設(shè)備的阻力和流量曲線,設(shè)計(jì)了壓差式水流開(kāi)關(guān)。我們知道,暖通空調(diào)設(shè)備的換熱器、濾水器、水泵、閥門(mén)等設(shè)備都有其阻力和流量性能曲線。通過(guò)檢測(cè)裝置兩端的水壓差,并與裝置設(shè)定值進(jìn)行比較,可以準(zhǔn)確控制流量。
壓差開(kāi)關(guān)的另一個(gè)設(shè)定值可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整,以指示模塊單元的壓差過(guò)大(即模塊單元內(nèi)部的結(jié)垢或堵塞)。具體方法是在正常水流情況下,調(diào)整壓差開(kāi)關(guān)的設(shè)定點(diǎn)調(diào)整螺釘使其關(guān)閉或輸出指示燈亮,然后緩慢擰入使壓差開(kāi)關(guān)打開(kāi)或輸出指示燈熄滅,再轉(zhuǎn)動(dòng)適當(dāng)圈數(shù)(根據(jù)廠家指導(dǎo))。也就是說(shuō),如果模塊機(jī)組的進(jìn)出水管與換熱器的壓差大于設(shè)定值,則會(huì)發(fā)出報(bào)警信息,提醒用戶清洗換熱器和換熱管。
差壓式流量開(kāi)關(guān)具有流量控制準(zhǔn)確、對(duì)系統(tǒng)無(wú)附加阻力、對(duì)管徑無(wú)要求、對(duì)水流無(wú)干擾等特點(diǎn)。它可以替換任何類(lèi)型的目標(biāo)類(lèi)型的流開(kāi)關(guān)
與目標(biāo)型流量開(kāi)關(guān)相比,暖通空調(diào)水系統(tǒng)的流量控制可以避免泵汽蝕造成的虛假流量(實(shí)際流量較大,但水中有空氣,但實(shí)際流量不大)。因此,可廣泛應(yīng)用于組合式空冷熱泵機(jī)組的銅焊板式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器的水流量控制,并具有部分防凍保護(hù)功能。
對(duì)于組合機(jī)床使用的釬焊板式換熱器、套筒式換熱器或管殼式換熱器,其壓差和流量曲線可能不同。如果每臺(tái)模塊化機(jī)器使用一個(gè)固定的設(shè)定點(diǎn),則打開(kāi)壓差
關(guān),可在工廠測(cè)試,以確保配置的壓差開(kāi)關(guān)保護(hù)流量值合適。
如果模塊單元僅接收來(lái)自主模塊的水流信號(hào),則可以使用可調(diào)雙設(shè)定點(diǎn)壓差開(kāi)關(guān)。根據(jù)單元機(jī)組進(jìn)出水管的壓降和流量曲線,調(diào)整壓差整定值。另一個(gè)設(shè)定點(diǎn)可作為換熱器堵塞或結(jié)垢的指示器。具體安裝位置見(jiàn)上圖。
在單元機(jī)組水系統(tǒng)中,為了保證單元機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性,單元機(jī)組側(cè)水系統(tǒng)通常采用定水量系統(tǒng)。末端水系統(tǒng)采用變水量系統(tǒng),降低水泵能耗,實(shí)現(xiàn)末端之間的冷量傳遞。這對(duì)后期的溫度控制、設(shè)備的初期投資和降低運(yùn)行成本都是非常有益的。
為了滿足模塊單元側(cè)定容控制和終端側(cè)變?nèi)菘刂?,通常采用壓差旁路控制方式,即終端側(cè)的水量變化(即負(fù)荷變化,因?yàn)榻K端容量與實(shí)際負(fù)荷相同),導(dǎo)致主管道壓差隨發(fā)生變化。根據(jù)水泵的性能曲線,如果主水管的供水和回水之間的水壓差保持恒定,則水泵的流量也得到保證,進(jìn)入機(jī)組的水量也不會(huì)改變。
在模塊單元的各個(gè)模塊上使用壓差開(kāi)關(guān)或在主模塊上使用壓差開(kāi)關(guān),取得了良好的效果,特別是當(dāng)主水管流量因模塊的增減而發(fā)生變化,水管內(nèi)有少量空氣時(shí),壓差開(kāi)關(guān)工作非常穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似目標(biāo)流量開(kāi)關(guān)的浮動(dòng)情況。經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)試動(dòng)作和復(fù)位,流量值清晰,性能優(yōu)于目標(biāo)流量。