模塊化風冷熱泵機組水流量控制技術(shù)

模塊化風冷機組是獨立風冷熱泵機組的組合。模塊化空調(diào)機組是目前商用空調(diào)市場上一種很好的機型。它的優(yōu)點是可以根據(jù)客戶的負荷改變模塊單元的數(shù)量,或者允許客戶在使用過程中增加更多單元,這樣客戶可以根據(jù)自己的資金和使用情況靈活地購買和使用單元。
在模塊化風冷機組結(jié)構(gòu)中,每個模塊都有相同口徑的進出水管。模塊只需連接水管,安裝非常方便。由于模塊化機組的特殊形式,其進出水管的流速不確定,給模塊化機組的水流量控制帶來一定的困難。為了保證模塊單元的可靠運行,必須保證每個模塊都得到適當?shù)乃鳌2划數(shù)乃骺赡軐е履K機組的蒸發(fā)器凍結(jié)、冷凝壓力過高、壓縮機“咬缸”等故障。一般來說,模塊化機組的冷卻能力很大。一旦出現(xiàn)上述問題,品牌聲譽將受到很大影響。因此,模塊化機組的水流量控制和保護是非常重要的。適當?shù)乃髁繖z測方法和檢測部件可以保證機組只有在系統(tǒng)水流量大于允許的水流量時才能工作,這在很大程度上可以避免空調(diào)主機的故障。
模塊單元在模塊之間共用進出水管。在模塊間連接水管時,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。如果電焊過程中產(chǎn)生的大量焊渣不能有效清除。焊渣一旦進入換熱器,危害極大,可能造成換熱器局部堵塞。如果機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行機械清洗,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,制冷劑側(cè)的制冷劑流量將基本保持不變,這可能導致水溫逐漸下降,甚至低于水的冰點。隨著堵水側(cè)流量的減小,相鄰制冷劑側(cè)不會完全蒸發(fā),回氣管會結(jié)霜甚至結(jié)冰,壓縮機容易產(chǎn)生液錘。如果換熱器局部堵塞程度較輕,此時系統(tǒng)整體水流變化不大,水流保護開關(guān)不工作。而且防凍保護傳感器(插入換熱器檢測水溫)檢測不到_溫度點,所以防凍保護無法工作,可怕的事情發(fā)生了——換熱器被凍壞,直到整個制冷系統(tǒng)報廢。為了防止焊渣等雜質(zhì)堵塞換熱器,除了在施工過程中規(guī)范施工外,在廠家冷水機組的設計過程中也可以避免這種情況的發(fā)生。
模塊化風冷機組水管系統(tǒng)主機廠一般采用鍍鋅無縫鋼管。
目前,模塊化機組的控制方式有兩種:一種是每個模塊一個水流信號,另一種是只有一個主模塊一個水流信號。這兩種方法在模塊化單元制造商中使用。每個模塊一個水流信號的水流控制方法,能真實反映模塊的水流情況;如果只有主模塊與水流信號相連,不能真實反映每個模塊的水流情況,這種方法可以降低生產(chǎn)商的成本,但它不是每個模塊的理想選擇。
目前,模塊化機組水流量檢測有兩種簡單、實用、低成本的檢測方法,一種是目標式流量開關(guān),另一種是壓差式流量開關(guān)。下面比較兩種檢測方法的安裝和使用特點。
靶流開關(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)動微動開關(guān)向模塊單元控制器輸出控制信號,通知單元可以隨水流啟動。
由于模塊化機組主水管的水流速度在變化(增加或減少使用端數(shù)),目標型流量開關(guān)安裝困難。目標流板的安裝一般有三種情況:一是無動作,二是卡在管道上部無法恢復,三是正常。由于管徑和安裝人員的經(jīng)驗,安裝非常好。管徑越大,目標水流開關(guān)一次安裝精度越高。
一般來說,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,往往會使船用鍛鋼閥門的水流開關(guān)短路或調(diào)整動作調(diào)整螺釘,使模塊單元失去水流保護。
如果卡在管道中無法恢復,往往是由于靶流板太寬,在_次動作時卡在管道上部(這種情況在小直徑制冷劑水管中更常見),安裝人員找不到,此時,流量開關(guān)也失去功能。如果安裝間隙不夠,即使當時可以工作,由于管道生銹或結(jié)垢造成的實際管徑也會變小,這也可能導致水流開關(guān)卡在管道中,無法有效運行。
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,給目標流量開關(guān)的安裝帶來了很大的困難。主水管流速的變化導致目標流量開關(guān)的擺動動作頻繁復位。另外,當水系統(tǒng)與空氣混合時,水中的空氣沖擊目標流量板,導致流速下降,為了防止這種誤差,單元控制器通常會延遲對流量信息的處理。同時,在正常使用條件下,目標水流開關(guān)的目標流板在水流壓力下長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,其壽命將大大縮短。
如果每個模塊都需要流量信號,則不適合安裝目標流量開關(guān)。目前,各模塊機廠家的換熱器均就近接入模塊機的主水管。無法提供安裝目標流量開關(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方法,即每個模塊都需要一個水流信號。
根據(jù)暖通空調(diào)設備的阻力和流量曲線,設計了壓差式水流開關(guān)。我們知道,暖通空調(diào)設備的換熱器、濾水器、水泵、閥門等設備都有其阻力和流量性能曲線。通過檢測裝置兩端的水壓差,并與裝置設定值進行比較,可以準確控制流量。
壓差開關(guān)的另一個設定值可在現(xiàn)場進行調(diào)整,以指示模塊單元的壓差過大(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)整壓差開關(guān)的設定點調(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關(guān)打開或輸出指示燈熄滅,再轉(zhuǎn)動適當圈數(shù)(根據(jù)廠家指導)。也就是說,如果模塊機組的進出水管與換熱器的壓差大于設定值,則會發(fā)出報警信息,提醒用戶清洗換熱器和換熱管。
差壓式流量開關(guān)具有流量控制準確、對系統(tǒng)無附加阻力、對管徑無要求、對水流無干擾等特點。它可以替換任何類型的目標類型的流開關(guān)
與目標型流量開關(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(實際流量較大,但水中有空氣,但實際流量不大)。因此,可廣泛應用于組合式空冷熱泵機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功能。
對于組合機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。如果每臺模塊化機器使用一個固定的設定點,則打開壓差
關(guān),可在工廠測試,以確保配置的壓差開關(guān)保護流量值合適。
如果模塊單元僅接收來自主模塊的水流信號,則可以使用可調(diào)雙設定點壓差開關(guān)。根據(jù)單元機組進出水管的壓降和流量曲線,調(diào)整壓差整定值。另一個設定點可作為換熱器堵塞或結(jié)垢的指示器。具體安裝位置見上圖。
在單元機組水系統(tǒng)中,為了保證單元機組運行的穩(wěn)定性,單元機組側(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,實現(xiàn)末端之間的冷量傳遞。這對后期的溫度控制、設備的初期投資和降低運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(即負荷變化,因為終端容量與實際負荷相同),導致主管道壓差隨發(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,進入機組的水量也不會改變。
在模塊單元的各個模塊上使用壓差開關(guān)或在主模塊上使用壓差開關(guān),取得了良好的效果,特別是當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,壓差開關(guān)工作非常穩(wěn)定,不會出現(xiàn)類似目標流量開關(guān)的浮動情況。經(jīng)過反復的測試動作和復位,流量值清晰,性能優(yōu)于目標流量。