就工业冷水机而言一般地说系统循环原理和冰箱冰柜没啥区别,工业冷水机系统缺氟时表现出的症状和冰箱冰柜也是差不多,很多人说工业冷水机缺氟了粗管(回气管)会结霜,其实在额定工业冷水机工况下,工业冷水机系统缺氟然后回气管结霜现象不太容易发生,缺氟后回气管温度只会比正常高即回气过热温度高于正常,这时制冷循环原理的常识,确氟回气管还能结霜是有一定条件的,室内温度低或內机通风换热差;环境温度低且机器长时间运行,蒸发器从入口处开始结霜,慢慢越结越多,结满蒸发器直至回气管,这个是有可能,但缺氟回气管就会结霜的说法并不是啥情况下都成立的。 冷水机制冷剂多少会引起压缩机结霜?
工业冷水机以R22制冷剂为例,它在0度时的饱和表压为0.399MPa,当此压力低于0度的对应温度后,也就是水的结晶点(凝固点)了,管子外表面当然就会先结露后结霜的,这是正常的物理反应和变化。所以家用工业冷水机的低压压力低于0.399MPa以后,连接管就会开始结霜了。
家用冰箱冰柜所用的制冷剂是R12、R134a、600a等,当R12制冷剂的饱和压力低于2.11kg,R134a制冷剂的饱和压力低于0.193MPa,600a制冷剂的饱和压力低于0.058MPa表压后,其饱和温度都在0度或以下了,当温度在0度以下时,如果此时系统加多了制冷剂,蒸发器里的制冷剂不能充分被换热(吸热)产生沸腾(蒸发),回气过热度过小,液体制冷剂就会进入回气管,甚至压缩机里,必然会造成回气管甚至压缩机的结霜现象。
冷库不同的是,根据所使用制冷剂的热力性质(理化性质),以及系统所规定的蒸发温度和回气过热度,当过热度过小时,如膨胀阀的开启度过大,或者系统中的制冷剂过多了,蒸发器里的液位过高(过多)时,回气中就会夹带过潮过湿气体,压缩机就有可能造成液击而结霜。
这就是不同的系统,在不同的制冷剂以及不同的对应压力和温度下,出现不同的反应,也是制冷系统特定的热力工况反应,这是很容易理解的基础问题,不要误解和混淆了!
我们都知道制冷压缩机是冷水机组的一个重要组成部分,在制冷压缩机工作过程中会出现喘振现象,特别是离心式制冷压缩机。 为什么离心式制冷压缩机会出现喘振现象? 离心压缩机的基本工作原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功,将机械能加给气体,使气体压力升高,速度增大,气体获得压力能和速度能。在叶轮后面设置有通流面积逐渐扩大的扩压元件,高压气体从叶轮流出后,再流经扩压器进行降速扩压,使气体流速降低,压力继续升高,即把气体的一部分速度能转变为压力能,完成了压缩过程。 扩压器流道内的边界层分离现象:扩压器流道内气流的流动,来自叶轮对气流所做功转变成的动能,边界层内气流流动,主要靠主流中传递来的动能,边界层内气流流动时,要克服壁面的摩擦力,由于沿流道方向速度降低,压力增大,主流的动能也不断减小。 当主流传递给边界层的动能不足以使之克服压力差继续前进时,***终边界层的气流停滞下来,进而发生旋涡和倒流,使气流边界层分离。气体在叶轮中的流动也是一种扩压流动,当流量减小或压差增大时也会出现这种边界层分离现象。 当流道内气体流量减少到某一值后,叶道进口气流的方向就和叶片进口角很不一致,冲角α大大增加,在非工作面引起流道中气流边界层严重分离,使流道进出口出现强烈的气流脉动。 当流量大大减小时,由于气流流动的不均匀性及流道型线的不均匀性,假定在B流道发生气流分离的现象,这样B流道的有效通流面积减小,使原来要流过B流道的气流有一部分要流向相邻的A流道和C流道,这样就改变了A流道,C流道原来气流的方向,它使C流道的冲角有所减小,A流道的冲角更加增大,从而使A流道中的气流分离,反过来使B流道冲角减小而消除了分离现象,于是分离现象由B流道转移到A流道。这样分离区就以和叶轮旋转方向相反的方向旋转移动,这种现象称为旋转脱离。 扩压器同样存在旋转脱离。在压缩机的运转过程中,流量不断减小到Qmin值时,在压缩机流道中出现如上所述严重的旋转脱离,流动严重恶化,使压缩机出口排气压力突然大大下降,低于冷凝器的压力,气流就倒流向压缩机,一直到冷凝压力低于压缩机出口排气压力为止,这时倒流停止,压缩机的排量增加,压缩机***正常工作。 而实际上压缩机的总负荷很小,限制了压缩机的排量,压缩机的排量又慢慢减小,气体又产生倒流,如此反复,在系统中产生了周期性的气流振荡现象,这种现象称为喘振。 压缩机达到排量点而产生严重的气流旋转脱离是内因,而压缩机的性能曲线状况和工况点的位置是条件,内因只有在条件的促成下,才能发生特有的现象——喘振。 离心冷水机组运行在部分负荷时,压缩机导叶开度减小,参与循环的制冷剂流量减少。压缩机排量减小,叶轮达到压头的能力也减小。而冷却水温由于冷却塔未改变而维持不变,则此时就可能发生旋转失速或喘振。
虽然GB19577—2015规定了执行能效标准的冷水机组应符合产品标准GB/T18430.1或GB/T18430.2的要求,但对于高出水温度冷水机组、中高温热泵机组、冰蓄冷机组和带部分热回收或全热回收的冷水(热泵)机组,在具体操作时不是很明确,冷水机组的用户并不知晓以上这4类冷水机组与冷水机组能效标准所指的冷水机组有何差别。如果一律要求有能效标识或为节能产品是无法实施的。
一、高出水温度冷水机组
对于数据中心使用的高出水温度的冷水机组,参照高出水温度冷水机组产品标准JB/T12325—2015《高出水温度冷水机组》设计,该标准规定了名义工况为使用侧出口水温16℃,热源侧进口水温30℃。机组是无法在GB/T18430.1—2007规定名义工况下运行的,因此谈不上达到GB19577—2015能效标准(COP+IPLV)的要求。
二、冰蓄冷机组
冰蓄冷机组是一种利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中,白天融冰将所储存冷量释放出来,减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量的空调系统。因此可将冰蓄冷机组设计成双工况运行,即空调工况和制冰工况,白天在空调工况下运行,夜间在制冰工况下运行。
虽然冰蓄冷机组的空调工况可以参照GB/T18430.1—2007考核该机组在名义工况时的性能,并且可以参照GB19577—2015确定该机组的能效等级,但是由于该机组是双工况设计,空调工况只是该机组性能考核的一部分,按照GB/T18430.1—2007确定的该机组的能效等级、不科学。
三、中高温热泵机组
对一些中高温热泵机组,由于设计时必须按照热泵工况设计压缩机压比,因此机组在空调工况下的性能会比较差。必须按照热泵工况设计压缩机,但是在空调工况下压缩机的效率不是该压缩机的效率点,因此其机组效率在空调工况时无法达到。如果因此认定该机组不能销售,是不合理的。
四、带全热回收的机组
带全热回收的机组同时具备了制冷及冷凝热回收的功能,为了达到热回收的设计要求,某些机组在GB/T18430.1—2007名义工况时可能不能达到GB19577—2015的能效限定值要求。这些机组也应该作为GB19577—2015的例外。
上述4类特殊应用机组,GB19577—2015是无法覆盖的,虽然标准也作了范围定义,但一些用户并不知晓,需要在标准的操作层面制定相关规则或说明,以期标准得到更加细致的贯彻实施。
针对GB19577—2004版标准,在实施过程中,中国标准化研究院能效标识管理中心于2008年5月28日发布了'关于能源效率标识第三批目录实施规则中部分条款及相关问题的补充说明',明确了《冷水机组能源效率标识实施规则》产品适用范围不适用于:1)蒸发器或冷凝器的进出水温差超过7℃的冷水机组;2)污垢系数未按GB/T18430.1—2007标准规定的冷水机组;3)载冷剂非水或冷却水非水的机组。
针对GB19577—2015版能效标准的实施,建议将《冷水机组能源效率标识实施规则》产品适用范围进行修正,即在上述3个不适用范围的基础上增加以下4个产品范围:1)冰蓄冷双工况机组;2)高出水温度冷水机组;3)使用侧热水出口温度高于45℃,或热源侧进口水温低于15℃的机组;4)带全热回收功能的机组。
虽然高出水温度冷水机组和中高温热泵机组有相关的产品标准可以参照,原则上没有遵循GB/T18430.1—2007,应该可以不执行能效标准GB19577—2015,但实际执行时用户并不非常清楚,因此在《冷水机组能源效率标识实施规则》产品适用范围中进行明确很有必要。冰蓄冷机组和带全热回收的机组目前没有相关产品标准可以参照,但空调工况又在GB/T18430.1—2007规定的工况范围内,因此更有必要在《冷水机组能源效率标识实施规则》产品适用范围内明确排除这2种产品。
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