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摘 要:随着科学技术的飞速发展,空调的设计技术也取得了很大的进步,尤其是在空调的制冷系统设计方面。本文从空调制冷系统设计出发,分析探讨空调制冷系统设计在低温环境下、不同防护等级、冷风热泵最大电流值等几个关键问题,为空调设计的进步与发展提供理论支持。
关键词:空调制冷系统;设计;关键问题
经济环境与人们生活水平的不断提高,对空调制冷系统也提出了更高的要求。这也就给广大的空调设计与安装人员提出了更高的要求,不止局限于对系统与设备的了解,还要设计出更加稳定、高效的空调制冷系统。编者结合自身多年工作经验,分析空调制冷系统设计中的几个关键问题,为空调制冷系统技术设计的更新与发展提供理论基础。
1 室外低温环境下冷却系统运行设计方案
在众多的农业、工业项目中,常常需要设计冷水系统作为项目生产运行的辅助系统,这种制冷系统使用周期较长,不分季节与气候的使用,且具有变化波动较小的负荷侧制冷负荷,相关的主要设备具有低故障率与备用性能的特点。因此,空调制冷系统设计人员要注重制冷系统的节能、环境适用性与系统应急与备用等方面,设计出更加高效的制冷系统。编者从水冷系统中必须要有的冷水塔为例进行分析。某工业项目位于东北地区,年均气温为5℃,其制冷系统的设置安装主要用于产品的冷藏保鲜,即使室外温度达到零下30℃以下时,其制冷系统仍需要满负荷运行使用。但是在对在制冷系统进行设计与安装时,没有进行系统科学的环境考虑,致使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都在冰点左右,远远偏离了起初设计计算的范围,制冷系统的机组进入了保护状态,并报警停止运行。上述这种必须全年投入使用的制冷系统,通常要使用Drycooler装置,这对于我国北方地区,尤其是东北地区的气候来说,在保证制冷效果的基础上,可以实现系统的节能高效运行。首先,这一装置是一个水气换热器,其通过高效密闭系统,实现水气换热,完成冷却载冷剂的工作。通常采用乙二醇水溶液作为载冷剂,避免低温条件下设备出现冰冻现象。其次,该装置使用的是高效密闭循环系统,与以往的冷却系统相比,降低了补水损耗的同时也保持系统水循环的清洁,有效的避免了因水循环硬化而出现的危险。然后,气温在接近或低于零度时,乙二醇溶液也不会结冰,所以系统的管路也不会出现冰冻现象。这个装置能够与常规的制冷系统进行并联,在具体的运行中保证了制冷系统稳定、高效的运行。总之,制冷系统的设计与安装人员必须熟悉系统的工作环境,并将其考虑到设计之中,只有这样才能保证空调制冷系统的正常使用,避免给生产经营造成不必要的损失。
2 设置旁通清洗回路
根据空调制冷系统设计与安装的相关规定表明,制冷系统中的冷却水及冷热水系统必须要进行冲洗排污工作,检测合格后再循环运行两个小时且保证系统中水质正常后,才可投入正常使用。但在实际的设计与安装施工中,仍有一些项目中的制冷系统的管道与换热器中存在焊渣或其他异物,影响着系统的正常使用。编者在对这类项目中的问题进行分析时发现,这些系统中水循环系统缺少必要的旁通清洗回路装置,这很可能也是系统也是系统安装人员无法有有效的完成冲洗排污工作的一大原因。在进入制冷系统的水管前加设旁路清洗回路装置,可以有效的实现清洁施工时进入系统的异物,同时还能实现对系统的定期维护与保养,提高系统的制冷效果使用寿命。
3 空调机组的安装场所受到IP等级限制
IP(IngressProtection)等级是防护电气设备外壳被异物侵入的等级,并由两个数字来表示,第一个数字为防尘等级,第二个数字为防水等级。数字越大表明相应的防护等级越高、防护效果也好。对于常规制冷系统中的风冷式与冷水式冷水机组,要根据具体的安装场所,取用不同的IP等级进行制造。通常标准的风冷式冷水机组的IP等级为54或43,水冷式机组的IP等级为30。具有特殊IP等级要求的冷水机组,要进行特殊的设计与安装。如果项目受到建筑条件的限制,冷水机组无法放置于室内时,作为空调制冷系统的设计与安装人员来说,就不仅要满足机组的IP防护等级了,还要做好设备的保温防护设施,以免低温或大温差对机组造成伤害。总之,只有制冷系统设备的制造厂家提供出符合防护等级与质量要求的设备时,才能保证设备的有效运行,满足厂家或用户的实际需求。
4 以最大电流值为标准的冷风机组配电容量的设计
当前我国的各类电气设备配电设计中,尤其额定电流来确定到设备的最大线径与运行电流值。所以,设计与安装人员在进行设计时,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。对于空调制冷系统中的水冷系统来说,其设备基本不受温度变化的影响,在实际运行中的电流值与标准情况下差距很小,系统的供电容量变差较小,进而带来的故障也相对较小;而对于制冷系统中的风冷系统来说,其设备受到的环境影响较大,机组设备的耗电量会随着室外温度的变化而出现波动变化。例如,某种冷风机组设备会随着室外温度的升高而出现耗电量增大的现象,反之,则下降。如果空调制冷机组采用的是空气或冷却水系统,则都会有非标准情况下的运行环境。所以,虽然很多制冷设备的厂商没有在提供非标准情况在的最大电流量的数据资料,但根据制冷设备的运行原理来看,在一定的环境条件下,设备的实际运行过程中的电流值都超过额定电流值。空调制冷系统的设计与安装人员以额定电流为标准,配置变压器、开关与电缆,但是如果当地的气温环境远大于额定情况,就会导致电缆升温,缩短其使用寿命;或开关跳闸;甚至出现变压器超负荷运行而导致设备跳闸停运的情况。这些都会严重影响空调制冷系统的有效运行与制冷效果。
因此,在进行系统设计前期,设计人员应充分了解当地的气温波动与极端环境气温的数值,以及进购的设备在室外运行时的冷水出口、最高温度限值等条件,并由这些实际数据要求厂家提供实际情况下的最大电流量,然后电气工程人员以此数据为依据,进行电气设备其他部件的材料选择与安装。如果无法得到完整的数据资料,可以根据实际经验进行最大电流量的计算,通常计算的最大电流值为额定情况下的1.2~1.25倍。
5 总 结
随着社会经济的不断进步,用户对空调制冷系统的要求也越来越多,系统的设计也变得却来越复杂。对技术设计人员来说,应在掌握项目建设的环境条件的情况下,充分与设备生产厂家进行交流沟通,了解系统设备的性能,并在实际的安装运行后最大程度的发挥空调制冷系统的作用。
参考文献
[1]李红民.空调制冷系统设计中的三大注意点解析[J].湖南农机,2010,37(04):39~40.
[2]秦若思,胡玲玲.空调制冷系统设计中的一些注意点[J].制冷空调与电力机械,2010,36(31):41~44.
[3]李冀苏.浅谈空调制冷系统设计中的问题[J].中国房地产业,2011,12(04):489.
关键词:空调制冷系统;设计;关键问题
经济环境与人们生活水平的不断提高,对空调制冷系统也提出了更高的要求。这也就给广大的空调设计与安装人员提出了更高的要求,不止局限于对系统与设备的了解,还要设计出更加稳定、高效的空调制冷系统。编者结合自身多年工作经验,分析空调制冷系统设计中的几个关键问题,为空调制冷系统技术设计的更新与发展提供理论基础。
1 室外低温环境下冷却系统运行设计方案
在众多的农业、工业项目中,常常需要设计冷水系统作为项目生产运行的辅助系统,这种制冷系统使用周期较长,不分季节与气候的使用,且具有变化波动较小的负荷侧制冷负荷,相关的主要设备具有低故障率与备用性能的特点。因此,空调制冷系统设计人员要注重制冷系统的节能、环境适用性与系统应急与备用等方面,设计出更加高效的制冷系统。编者从水冷系统中必须要有的冷水塔为例进行分析。某工业项目位于东北地区,年均气温为5℃,其制冷系统的设置安装主要用于产品的冷藏保鲜,即使室外温度达到零下30℃以下时,其制冷系统仍需要满负荷运行使用。但是在对在制冷系统进行设计与安装时,没有进行系统科学的环境考虑,致使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都在冰点左右,远远偏离了起初设计计算的范围,制冷系统的机组进入了保护状态,并报警停止运行。上述这种必须全年投入使用的制冷系统,通常要使用Drycooler装置,这对于我国北方地区,尤其是东北地区的气候来说,在保证制冷效果的基础上,可以实现系统的节能高效运行。首先,这一装置是一个水气换热器,其通过高效密闭系统,实现水气换热,完成冷却载冷剂的工作。通常采用乙二醇水溶液作为载冷剂,避免低温条件下设备出现冰冻现象。其次,该装置使用的是高效密闭循环系统,与以往的冷却系统相比,降低了补水损耗的同时也保持系统水循环的清洁,有效的避免了因水循环硬化而出现的危险。然后,气温在接近或低于零度时,乙二醇溶液也不会结冰,所以系统的管路也不会出现冰冻现象。这个装置能够与常规的制冷系统进行并联,在具体的运行中保证了制冷系统稳定、高效的运行。总之,制冷系统的设计与安装人员必须熟悉系统的工作环境,并将其考虑到设计之中,只有这样才能保证空调制冷系统的正常使用,避免给生产经营造成不必要的损失。
2 设置旁通清洗回路
根据空调制冷系统设计与安装的相关规定表明,制冷系统中的冷却水及冷热水系统必须要进行冲洗排污工作,检测合格后再循环运行两个小时且保证系统中水质正常后,才可投入正常使用。但在实际的设计与安装施工中,仍有一些项目中的制冷系统的管道与换热器中存在焊渣或其他异物,影响着系统的正常使用。编者在对这类项目中的问题进行分析时发现,这些系统中水循环系统缺少必要的旁通清洗回路装置,这很可能也是系统也是系统安装人员无法有有效的完成冲洗排污工作的一大原因。在进入制冷系统的水管前加设旁路清洗回路装置,可以有效的实现清洁施工时进入系统的异物,同时还能实现对系统的定期维护与保养,提高系统的制冷效果使用寿命。
3 空调机组的安装场所受到IP等级限制
IP(IngressProtection)等级是防护电气设备外壳被异物侵入的等级,并由两个数字来表示,第一个数字为防尘等级,第二个数字为防水等级。数字越大表明相应的防护等级越高、防护效果也好。对于常规制冷系统中的风冷式与冷水式冷水机组,要根据具体的安装场所,取用不同的IP等级进行制造。通常标准的风冷式冷水机组的IP等级为54或43,水冷式机组的IP等级为30。具有特殊IP等级要求的冷水机组,要进行特殊的设计与安装。如果项目受到建筑条件的限制,冷水机组无法放置于室内时,作为空调制冷系统的设计与安装人员来说,就不仅要满足机组的IP防护等级了,还要做好设备的保温防护设施,以免低温或大温差对机组造成伤害。总之,只有制冷系统设备的制造厂家提供出符合防护等级与质量要求的设备时,才能保证设备的有效运行,满足厂家或用户的实际需求。
4 以最大电流值为标准的冷风机组配电容量的设计
当前我国的各类电气设备配电设计中,尤其额定电流来确定到设备的最大线径与运行电流值。所以,设计与安装人员在进行设计时,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。对于空调制冷系统中的水冷系统来说,其设备基本不受温度变化的影响,在实际运行中的电流值与标准情况下差距很小,系统的供电容量变差较小,进而带来的故障也相对较小;而对于制冷系统中的风冷系统来说,其设备受到的环境影响较大,机组设备的耗电量会随着室外温度的变化而出现波动变化。例如,某种冷风机组设备会随着室外温度的升高而出现耗电量增大的现象,反之,则下降。如果空调制冷机组采用的是空气或冷却水系统,则都会有非标准情况下的运行环境。所以,虽然很多制冷设备的厂商没有在提供非标准情况在的最大电流量的数据资料,但根据制冷设备的运行原理来看,在一定的环境条件下,设备的实际运行过程中的电流值都超过额定电流值。空调制冷系统的设计与安装人员以额定电流为标准,配置变压器、开关与电缆,但是如果当地的气温环境远大于额定情况,就会导致电缆升温,缩短其使用寿命;或开关跳闸;甚至出现变压器超负荷运行而导致设备跳闸停运的情况。这些都会严重影响空调制冷系统的有效运行与制冷效果。
因此,在进行系统设计前期,设计人员应充分了解当地的气温波动与极端环境气温的数值,以及进购的设备在室外运行时的冷水出口、最高温度限值等条件,并由这些实际数据要求厂家提供实际情况下的最大电流量,然后电气工程人员以此数据为依据,进行电气设备其他部件的材料选择与安装。如果无法得到完整的数据资料,可以根据实际经验进行最大电流量的计算,通常计算的最大电流值为额定情况下的1.2~1.25倍。
5 总 结
随着社会经济的不断进步,用户对空调制冷系统的要求也越来越多,系统的设计也变得却来越复杂。对技术设计人员来说,应在掌握项目建设的环境条件的情况下,充分与设备生产厂家进行交流沟通,了解系统设备的性能,并在实际的安装运行后最大程度的发挥空调制冷系统的作用。
参考文献
[1]李红民.空调制冷系统设计中的三大注意点解析[J].湖南农机,2010,37(04):39~40.
[2]秦若思,胡玲玲.空调制冷系统设计中的一些注意点[J].制冷空调与电力机械,2010,36(31):41~44.
[3]李冀苏.浅谈空调制冷系统设计中的问题[J].中国房地产业,2011,12(04):489.