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冷却器

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介绍

制冷机是大型建筑空调系统的重要组成部分。它们会产生冷水来排出建筑物内空气中的热量。它们还为文件服务器室和大型医疗成像设备等处理负载提供冷却。与其他类型的空调系统一样,大多数冷水机通过机械压缩制冷剂从水中提取热量。

冷水机组是复杂的机器是购买和操作成本。预防和预测性维护计划是这个宝贵的资产最好的保护。

了解更多关于建立最佳实践o&m程序

在大型建筑中,冷却器通常比其他设备消耗更多的能源。对它们进行良好的维护和灵活的操作可以节省大量的能源。

类型的冷却装置

机械压缩

在压缩周期中,制冷剂通过冷水机内部的四个主要部件:蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等流量计量装置。蒸发器是系统的低温(冷却)侧,冷凝器是系统的高温(散热)侧。

机械压缩机冷却器

机械压缩式冷水机按压缩机类型分为:往复式、旋转螺杆、离心和无摩擦离心。

往复式:与带有多个活塞的汽车发动机类似,曲轴是由电动机驱动的,活塞在这个过程中压缩气体,加热气体。热气被排到冷凝器中,而不是从排气管排出。活塞有进气阀和排气阀,可以根据需要打开,允许活塞怠速,随着冷冻水需求的减少,减少了冷水机组的容量。这种卸载允许单个压缩机提供一个范围的能力,以更好地匹配系统负载。这比使用热气旁路在所有活塞工作时提供相同的容量变化更有效。有些机组采用两种方法,先将活塞卸到最小数量,然后使用热气旁路进一步稳定地降低容量。容量从20吨到125吨不等。

旋转螺钉:螺杆或螺旋压缩机在固定壳体的两个配合面带槽转子。作为螺旋转子旋转时,气体通过在两个转子之间的直接减容压缩。容量由在电动机上的滑动进口阀或变速驱动(VSD)控制。容量范围从20到450吨。

离心机:离心式压缩机类似于离心水泵,叶轮压缩制冷剂。离心式冷却器提供高冷却能力,设计紧凑。它们可以配备入口叶片和可变速度驱动器,以调节控制冷却水容量控制。容量为150吨和升高。

无摩擦离心:这种高效节能的设计采用了磁轴承技术。该压缩机不需要润滑油,离心压缩机采用直流直驱变速电机。容量范围从60吨到300吨。

吸收冷却器

吸收冷却器使用自然气体或地区蒸汽等热源,以产生不使用机械压缩的制冷循环。由于美国西北部有很少的吸收机器,这篇文章只涵盖机械压缩冷却器。您可以了解更多关于吸收式冷水机的更多信息金宝搏娱乐能源解决方案中心

机械压缩式制冷机的关键部件

蒸发器

冷水机在蒸发器中产生冷冻水,冷制冷剂流经蒸发器管束。当热量从水传递到制冷剂时,制冷剂蒸发(变成蒸汽)。然后,冷冻水通过冷冻水分配系统被泵送到大楼的空气处理单元。

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冷却的水通过空气处理程序中的线圈,从而从整个建筑物中的空气中移除热量。温水(通过从建筑通风空气传递的热量升温)返回到蒸发器,并且循环开始。

压缩机

汽化的制冷剂离开蒸发器并行进到其被机械地压缩的压缩机中,而变成高压,高温蒸汽。在离开该压缩机中,制冷剂进入冷却器的冷凝器侧。

冷凝器

在冷凝器内部,热制冷剂在含有冷凝器环水的管周围流动。将热量转移到水中,使制冷剂浓缩成液体形式。冷凝器水从冷凝器束泵送到冷却塔,其中热量从水转移到大气中。然后液体制冷剂行进到膨胀阀。

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膨胀阀

制冷剂通过膨胀阀或计量装置进入蒸发器。这个阀门控制冷却速度。一旦通过阀门,制冷剂就会膨胀到一个更低的压力和更低的温度。它在蒸发器管周围流动,吸收从空气处理器返回的冷冻水的热量,完成制冷循环。

控制

较新的冷水机是由精密的机载微处理器控制的。冷水机控制系统包括安全和操作控制。如果设备发生故障,安全控制会关闭冷水机,防止对机器造成严重损坏。操作控制允许调整一些冷水机的操作参数。为了更好地监控冷水机的性能,冷水机控制系统应该与设备的直接数字控制(DDC)通信。

安全问题

制冷机通常安装在机械设备机房。每种制冷剂在制冷压缩机的泄漏检测和应急通风方面都有特定的安全要求。详细信息请咨询您当地的机械代码或国际机械代码。

美国环境保护署颁布了有关制冷剂使用和处理的法规,以遵守1990年的《清洁空气法》。所有使用本法案规定的制冷剂的工作人员必须有相应的许可证。

高效运作的最佳实践

以下最佳实践将提高制冷机的性能和降低运营成本:

操作多个冷却器以获得高峰效率:具有两个或多个冷却器的植物可以通过将建筑物载荷与一个或多个冷却器的最有效组合匹配来节省能量。通常,最有效的冷却器应该是第一个使用的冷却器。

提高冷水温度:增加供应给大楼空气处理系统的冷冻水的温度将提高其效率。建立冷冻水重置计划。一个重置计划通常可以随着外部空气温度的变化调整冷冻水的温度。对于离心式冷水机,将冷却水供应温度提高2-3°F将减少冷水机能耗3-5%。

降低冷凝器水温:由2-3°F降低水从冷却塔到冷却器冷凝器返回的温度会降低冷却器的能源使用2-3%。的温度设定点为水离开冷却塔应低至冷却器制造商将允许进入冷凝器的水。

从制冷剂中吹扫空气:制冷剂循环中的空气会增加压缩机排气时的压力。这增加了压缩机所需的工作。较新的冷却器有自动空气净化装置,配有运行时间表。每天或每周的运行时间跟踪将显示是否已经出现泄漏,允许空气进入系统。

优化自由冷却:如果你的系统有一个制冷机旁路和换热器,被称为水侧节能器,它应该被用来在冬季服务处理的负担。水侧省煤器产生冷水而不运行冷却器。通过冷却塔冷凝器水循环拒绝热量,然后进入其中的水被充分冷却,以满足冷却负荷的热交换器(绕过冷却器)。

验证热气旁通和卸载的性能:这些最常见于往复式压缩机以控制容量。确保他们正常运行。

维持制冷剂水平:为了保持冷却器的效率,请检查制冷剂视镜和过热和过冷温度读数,并将它们与制造商的要求进行比较。可以通过这种方式检测低级和高级制冷剂条件。任何一个条件都会降低冷却器的能力和效率。

维护每日日志:冷水机的O&M的最佳实践开始保持每天记录温度,液位,压力,流量和电机电流强度。总之,这些读数作为操作的系统和故障排除问题的一个有价值的基准参考。许多较新的冷却器自动保存这些测量在它们的车载控制系统,其可以是能直接与DDC通信的日志。下面是一个每天的日志,可以适合您的吸收式制冷机的例子。

下载此表为Word文档

维护的最佳实践

与主要的冷冻机失败相比,声音预防和预测性维护计划是一项小的成本。实施最好的实践维护计划将在冷却器的使用寿命上省钱,并确保更长的冷却器生活。有关此主题的更多信息,请访问最佳实践的各项程序。

不规范的操作方法经常被忽视,而成为公认的规范。对维护人员和操作人员进行培训是最好的预防措施。许多冷水机制造商为建筑操作工程师提供操作和维护冷水机的培训。

为了有效维护冷水机组,必须1)把冷水机组以最高的效率,以及2)维持最高效率。有迹象表明,设施专业人士可以采取以确保他们的冷水机组被妥善维护某些基本步骤。下面是一些关键的做法。

减少水垢或污垢

热交换器管的失效昂贵和破坏性。蒸发器和冷凝器管捆扎从水中收集矿物质和污泥沉积物。尺度堆积促进可能导致管壁故障的腐蚀。尺度堆积也在热交换器中绝缘,降低冷却器的效率。有两个主要预防措施:

检查水处理:检查冷凝器 - 水开环的水处理每周将降低冷凝器管清洁的频率和管衰竭的可能性。

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检查冷冻水闭环月的水处理将降低蒸发器管清洁的频率和管衰竭的可能性。

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检查和清洁管:在蒸发器和冷凝器管束的管子应检查一年一次,通常是当冷却器取脱机防冻。或者,对于操作全年以满足工艺负载的系统,管和结垢可以通过登录穿过冷凝器和蒸发器管束压降监控。从入口至3-4 PSI的出口压力的增加表明在规模可能增加或结垢需要管的清洗。

检查制冷剂的泄漏

如果可能的话,监测空气吹扫运行定时器。过度或增加的空气吹扫时间可以指示制冷剂泄漏。如果未安装空气净化装置中,在制冷剂目视玻璃泡还可以指示制冷剂泄漏。气体分析仪还可以用于识别制冷剂泄漏。

下表提供了维护任务的清单。

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冷却器的维护计划

描述 评论 维护频率
填写每日日志 检查所有设定值是否正确设置和功能。确保没有异常的声音和空间温度是可接受的。 每日(4倍)
冷水机组使用/测序 关闭或序列不必要的冷却器 日常的
检查冷冻水重置设置和功能 在每个冷却季节开始时,检查已批准的操作顺序 每年
检查冷却器锁定设定 在每个冷却季节开始时,检查已批准的操作顺序 每年
清洁蒸发器和冷凝器管 当桶(管束)的压降超过制造商的建议时指示,但至少每年一次。 每年
验证电动机安培数负载极限 电机电流强度不应超过制造商的规格 每年
压缩机电机及总成 进行振动分析:检查所有路线规格。检查所有密封件。润滑在必要。 每年
压缩机油系统 对机油和滤清器进行分析。如果有必要改变。检查油泵和密封件检查油加热器和温控器检查所有过滤器、阀门等。 每年
电气连接 检查所有电气连接和端子以进行完全接触和紧张 每年
检查制冷剂条件 若制冷剂不足,请添加制冷剂。记录数量并解决泄漏问题。 每年
检查冷凝器和蒸发器管腐蚀,根据需要清洁。 迹象包括:水质差,污垢过多,冷水机老化。可以进行涡流试验来评估管的状况。 如所须

参考文献

FEMP 2004。操作维护最佳实践指南2.0。

FEMP 2002。联邦能源经理持续调试指南。

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