(珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市519100)
摘要:现代科技的发展,是人们的生活水平有了质的飞跃,人们对生活要求也在不断提高,空调作为保证人们舒适度的重要工具,对其制冷系统设计要求也在不断提高。空调制冷设计已经不在局限于初始阶段的了解,而是对其系统功能更加深入的设计,为空调制冷系统技术设计提供指导。
关键词:空调;制冷;系统化;优化
前言
随着国内经济建设的发展,空调制冷系统应用场合也不断扩展,大量运用在工业、民用项目中。空调制冷系统的设计有了很大的进步,其应用技术要求也在不断提高。这对广大暖通工程师提出了更高的要求,仅仅局限于对系统或设备的简单了解,并不一定能保证整个制冷系统稳定、高效和安全运转。笔者结合多年的设计、施工安装和后期运行经验,以及同业项目信息的整理归纳,现将空调制冷系统设计和运行中可能会发生的部分问题进行总结分析。
一、室外低温环境下冷却系统运行设计方案
冷却系统是大多数农业与工业项目生产运行的辅助系统,制冷系统在使用过程中具有周期性长,一年四季均可使用,不受气候的影响等特点。而且,制冷系统具有变化波动较小的负荷侧制冷负荷,主要的设备具有耐用性好,不易出现故障,备用性能优良等优点。在冷却系统的设计过程中,设计人员要重点提高其运行效率,减少能源消耗,增强其适应外界环境的能力,提高系统的应急反应系统设置。其中,在冷却系统设计过程中,需要考虑的因素很多,其中重点要考虑的因素是室外低温环境对冷却系统的影响。以东北地区为例,东北地区冬季的气温较低,制冷系统的设置安装主要用于产品的冷藏保鲜。在东北冬季温度下降到零下30摄氏度以下时,制冷系统依然要工作,这就存在一种满负荷情况下运行的状态。但是,在制冷系统进行设计时,并没有针对这种情况进行科学合理的设置,导致空调系统的室外冷却塔在低温环境下出现冰冻现象,设置系统中的冷却水温过低,在冰点之下,严重超出设计计算的范围,制冷系统因冷却塔无法正常工作而进入停止运行状态,系统发出警报。上述这种情况,如果能够在设计上进行科学合理的优化,不仅可以保证制冷系统正常运行,还能够减少能源消耗,提高制冷系统的运行效率。首先,在制冷系统中安装水气换热装置,通过密闭系统实现高效的水气换热,完成冷却载冷剂的工作。一般使用乙二醇水溶液作制冷剂,因为其凝固点较低,所以可以在低温环境下避免冷却塔冰冻。其次,使用高效密闭循环系统,不仅能够及时有效的补充损耗的水,还能够保证水循环系统的清洁,减少因杂质过多而导致的水循环硬化现象发生[1]。当室外温度较低时,乙二醇溶液不会因低温而结冰,可以保证系统管路通畅,保证制冷系统的稳定性与高效性。总而言之,制冷系统的设计与安装要结合实际的工作环境,针对特殊情况进行优化设计,保证空调制冷系统的正常运行,减少生产经营中不必要的经济损失。
二、注重膨胀水箱的计算,方便优化设计
对于空调系统膨胀水箱容积的计算,国内的设计手册给出了两种不同计算方法。将这两种计算方法运用于水冷式冷水系统或供暖系统,夏季冷水温度7℃,冬季热水温度60℃,其计算结果相差不大。但是对于冬冷、夏热区域的长江流域而言,很多项目采用了风冷热泵主机作为冷热源。此时系统管路里的水温最低为7℃(夏季冷水出水温度),最高达到45℃(冬季热水出水温度),两种方法的计算结果则可能偏差较大,下面将具体举例计算。
三、旁通清洗回路的设置
在空调制冷系统设计与安装的相关规定中表明,制冷系统工作过程中,冷却水及冷热水系统要进行冲洗排出污水的工作,排污工作后要进行检测,当检测符合标准后还要进行2小时循环运行,而且要保证系统中水质正常后方可进行正常使用。但是,在实际的设计与安装过程中,一些制冷系统管道与换热器中会出现焊接时掉下的残渣或其他异物,对系统的正常使用造成一定的不良影响。本文作者在研究这类问题时发现,这些水循环系统缺少完善的旁通清洗回路装置,不能够及时有效的进行系统中污物的排出[2]。因此,在优化空调制冷系统设计过程中,要在制冷系统水管前面增加一个旁路清洗回路装置,实现空调系统安装时排出系统内污物,加强系统维护与保养工作,延长空调系统的使用寿命,保证空调的制冷效果。
四、空调制冷系统优化设计
第一,空调制冷系统优化的内容在产品设计的过程中,可以使用很多种方法将其中的参数问题或者是结构上的问题进行解决,但是在生产的过程中最好的也是最能够使用在产品生产中的方案只有一个,就是将这个方案进行确定的过程我们将其优化,一般表现为提高空调的功能效果、降低能耗、减小噪音,对空调的外形进行优化、降低生产成本等方面,这些都是优化设计要考虑的问题,我们可以从这些优化设计的内容中了解到,对空调制冷系统进行优化设计重点在于提高空调设备的运行效率、节能降耗,提升空调企业的经济效益,让企业得到更好的发展。第二,对空调制冷系统进行优化设计的任务通过对空调系统进行优化设计,可以将空调的一些性能、参数进行提升,让空调的性能更加的安全、经济,让空调的市场竞争力得到提升。对空调进行制冷系统优化设计中最重要的是按空调的型号,对整个空调技术参数进行确定,有详细的技术规范,将各个部件的技术指标进行明确。比如说:空调压缩机的型号。空调中的冷凝器、蒸发器,还有一些结构上的参数,比如说,使用的制冷剂的流动方向、传热管的大小,空调叶片的形状、距离等。空调循环风量大小的指标,比如说将空调电机的转速、功率等参数进行优化设计等等。对空调的制冷系统进行优化设计时为了减少资源的浪费,降低空调的能耗,提高资源的利用率。
五、以最大电流值为标准的冷风机组配电容量的设计
目前,我国各种类型的电气设备配电设计过程中,主要根据额定电流来确定设备的最大线径,以额定电流当作电气设备的运行电流。因此,设计与安装人员在完成设计时,电气工程人员只可能得到作为电气设备选择性型号的标准情况下的额定量流量。空调制冷系统中的冷水系统中的所有设备受温度变化的影响较小,实际运行的电流与标准情况下基本相同,系统的供电容量变化也相对较小,这样的情况下不容易产生设备故障。空调制冷系统中的风冷系统与冷水系统相比,其局限性比较大,受外界温度影响较大,随着温度的变化而变化。一般来说,风冷机组虽外界温度升高而耗电量增加,随着温度下降而耗电量降低。当空调制冷机组采用的是空气或冷却水系统时,其运行环境是不标准的。所以,空调制冷设备在生产时没有提供在非标准工作环境下的最大电流量,但是,根据制冷设备的运行原理来看,在一定的运行环境下,设备实际运行的电流会超过额定电流。因此,在空调制冷系统设计时,以额定电流为标准,对制冷系统进行变压器、开关、电缆的安装。如果当地的气温环境与额定情况相差较大,导致电缆急速升温,影响其使用寿命。还有严重情况导致开关直接跳闸,变压器出现超负荷状态运行,设备停运,严重影响空调制冷系统的使用寿命。为了防止出现这种情况,设计人员要做好前期设计准备工作,对当地环境温度变化进行调查,了解其极端温度变化数值[3]。
总结
在各类空调项目中,随着用户的要求不同,系统构成是千变万化的,本文仅列举了一些常规系统的部分技术经验。对于技术人员而言,应在充分掌握项目基础信息的同时,亦与设备厂家深入沟通,了解各类产品的特性,充分发挥制冷设备在整个系统中的优势作用。
参考文献:
[1]李新新.基于DCS的中央空调制冷控制系统设计[D].沈阳工业大学,2016.
[2]倪居华.关于空调制冷系统设计的优化[J].硅谷,2016,6(14):130+37.
[3]梅明聪.户外功能性能场所的空调制冷系统设计研究[D].西华大学,2017.