制冷技術(shù) 第七章蒸氣壓縮式制冷裝置的運(yùn)行與調(diào)節(jié) 第一節(jié)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的工作特性 設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng) 無(wú)論是廠家裝配成的整體機(jī)組 還是現(xiàn)場(chǎng)組裝的系統(tǒng) 主要是選擇制冷壓縮機(jī) 冷凝器 蒸發(fā)器 制冷劑流量控制機(jī)構(gòu)以及風(fēng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制設(shè)備等 其步驟是根據(jù)給定的冷凍水溫度 或被冷卻的空氣溫度 流量和所采用的冷卻水 或冷卻用空氣 入口溫度 流量 確定該制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況 即選定蒸發(fā)溫度和冷凝溫度等系統(tǒng)的內(nèi)在參數(shù)設(shè)計(jì)值 然后 按照設(shè)計(jì)工況選擇該制冷系統(tǒng)的各個(gè)組成設(shè)備 使之在運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)設(shè)備的能力能相互匹配 以充分發(fā)揮每個(gè)設(shè)備的工作能力 但是 一個(gè)制冷機(jī)組或制冷系統(tǒng) 在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中 當(dāng)外在參數(shù) 即冷凝器和蒸發(fā)器所通過(guò)的水流量或空氣流量 以及水或空氣的入口溫度等 在一定范圍內(nèi)改變時(shí) 該機(jī)組或系統(tǒng)的性能如何變化 選定的各個(gè)組成設(shè)備是否匹配恰當(dāng) 也是設(shè)計(jì)者必須考慮的問(wèn)題 所謂制冷機(jī)組或制冷系統(tǒng)的性能 是指其制冷量和耗功率與外在參數(shù)之間的關(guān)系 分析制冷系統(tǒng)性能通常采用模擬解析法 又稱為系統(tǒng)仿真 和圖解法 模擬解析法實(shí)際上就是求解制冷系統(tǒng)中所有設(shè)備的工作特性方程 它們是制冷系統(tǒng)內(nèi)在參數(shù)或外在參數(shù)的函數(shù) 以及能量平衡 質(zhì)量平衡 動(dòng)量平衡和制冷劑狀態(tài)方程構(gòu)成的聯(lián)立方程組 消去其中所包括的系統(tǒng)內(nèi)在參數(shù) 蒸發(fā)溫度和冷凝溫度 即可得出制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的工作性能 由于這些方程式比較復(fù)雜 需根據(jù)不同的研究目的 對(duì)方程進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化 利用集總參數(shù)法或分布參數(shù)法進(jìn)行數(shù)值求解 而采用圖解法分析制冷系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能 不僅簡(jiǎn)單 而且還可以直接表明各主要參數(shù)的影響程度 使設(shè)計(jì)者便于估計(jì)到改進(jìn)每個(gè)設(shè)備時(shí) 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的影響效果 下面以圖解法為例 闡述制冷系統(tǒng)工作特性的分析方法 一 主要設(shè)備的工作特性 一 制冷壓縮機(jī)對(duì)于理論排氣量Vh不變的制冷壓縮機(jī) 簡(jiǎn)稱定容量壓縮機(jī) 而言 當(dāng)所用的制冷劑一定時(shí) 其制冷量 0 耗功率P 即輸入功率 以及需要在冷凝器排出的熱量 k 主要與蒸發(fā)溫度和冷凝溫度呈函數(shù)關(guān)系 即 制冷壓縮機(jī)的性能曲線一般以右圖的形式給出 它可以通過(guò)坐標(biāo)變換 將性能曲線的橫坐標(biāo)變換為冷凝溫度 圖示就是以冷凝溫度為橫坐標(biāo) 采用氟利昂22的某半封閉活塞式制冷壓縮機(jī)的性能曲線 該圖表示在吸氣過(guò)熱度為5 再冷度也為5 情況下 該壓縮機(jī)的制冷量與系統(tǒng)內(nèi)在參數(shù) 蒸發(fā)溫度和冷凝溫度 的關(guān)系 圖 b 為制冷劑冷凝并再冷5 時(shí) 應(yīng)在冷凝器處排出的熱量 圖 c 為上述工作條件下 該制冷壓縮機(jī)的輸入功率與蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的關(guān)系 二 冷凝器與蒸發(fā)器冷凝器和蒸發(fā)器同屬熱交換設(shè)備 其換熱能力的表達(dá)式相似 對(duì)于逆流式冷凝器來(lái)說(shuō) 其冷凝熱交換能力為 即 積分可得 冷卻介質(zhì)獲得的熱量 設(shè) 上式中系數(shù)FR的表達(dá)式可以由上面我們剛才介紹的公式推導(dǎo)出 式中Mw cw 冷卻劑 水或空氣 的質(zhì)量流量和比熱 Kc Ac 冷凝器的傳熱系數(shù)和傳熱面積 tw1 tw2 冷卻劑進(jìn) 出口溫度 從FR公式可以看出 對(duì)于某冷凝器來(lái)說(shuō) 當(dāng)冷卻劑流量一定 由于在一定熱負(fù)荷范圍內(nèi)傳熱系數(shù)變化不大 所以 系數(shù)FR也基本不變 這樣 可以認(rèn)為 某給定冷凝器熱交換能力是冷凝溫度和冷卻劑進(jìn)口溫度的函數(shù) 下圖為某風(fēng)冷式冷凝器 制冷劑為氟利昂22 再冷度為5 風(fēng)量為10800m3 h時(shí) 從制冷劑向冷卻劑 空氣 的冷凝傳熱能力 與冷凝溫度 k 和空氣進(jìn)口溫度tk的關(guān)系曲線 同樣 蒸發(fā)器熱交換能力可以用以下公式表達(dá) 式中 Mc w tc w1分別為被冷卻水的質(zhì)量流量與進(jìn)口溫度 但是 應(yīng)該注意 對(duì)于直接蒸發(fā)式空氣冷卻器來(lái)說(shuō) 由于熱量交換與質(zhì)量交換同時(shí)發(fā)生 能量傳遞的推動(dòng)力是比焓差 或者說(shuō)是空氣濕球溫度之差 故上面兩個(gè)公式應(yīng)改寫(xiě)為 式中K0 i 以濕球溫差為準(zhǔn)的傳熱系數(shù) tm 1 進(jìn)口空氣的濕球溫度 cc a 比熱 定壓條件下 空氣濕球溫度每增加1 每kg空氣所需的熱量 右圖為某臺(tái)直接蒸發(fā)式空氣冷卻器 當(dāng)通過(guò)的空氣量一定時(shí) 在不同進(jìn)口空氣濕球溫度tm 1條件下 蒸發(fā)器的總換熱能力 制冷能力 0與蒸發(fā)溫度t0的關(guān)系曲線 二 制冷壓縮機(jī)與冷凝器聯(lián)合工作特性壓縮 冷凝機(jī)組是目前應(yīng)用很廣的一種組合式整體機(jī)組 其工作性能不同于單獨(dú)的制冷壓縮機(jī) 也不同于所配用的冷凝器 而是兩者的聯(lián)合工作特性 需聯(lián)立求解方程式 7 1 和 7 3 或采用圖解法得出 采用圖解法時(shí) 因?yàn)橹评鋲嚎s機(jī)和冷凝器的冷凝溫度是共同的 所以 可以把以冷凝溫度為橫坐標(biāo)的圖7 l和7 2簡(jiǎn)單地重合 從而得出壓縮 冷凝機(jī)組的工作性能 下圖就是求解壓縮 冷凝機(jī)組性能的圖示 上圖 b 是將圖1簡(jiǎn)單地與圖2重疊在一起而得 圖中等進(jìn)口空氣溫度線與等蒸發(fā)溫度線的交點(diǎn) 就是該壓縮機(jī)與該冷凝器聯(lián)合運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn) 如下圖中A點(diǎn) 圖1 圖2 A點(diǎn)的橫坐標(biāo)值就是在此工況運(yùn)行時(shí)的冷凝溫度 縱坐標(biāo)值就是冷凝器排出的熱量 為了求得在此工況下該壓縮 冷凝機(jī)組的制冷量和輸入功率 就需將冷凝器的等進(jìn)口空氣溫度線移植畫(huà)在圖7 4 a 和圖7 4 c 上 方法是從圖7 4 b 的各個(gè)交點(diǎn)向上和向下引垂直線 分別交在上 下圖 圖7 4 a 和圖7 4 c 所相應(yīng)的等蒸發(fā)溫度線上 連接同一進(jìn)口空氣溫度與對(duì)應(yīng)的各個(gè)蒸發(fā)溫度線上的交點(diǎn) 即可在圖7 4 a 和圖7 4 c 上繪出等進(jìn)口空氣溫度線 這樣 消去冷凝溫度這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)在參數(shù) 就可得出壓縮 冷凝機(jī)組的制冷量 輸入功率與蒸發(fā)溫度和冷卻劑進(jìn)口溫度的關(guān)系曲線 即壓縮 冷凝機(jī)組的性能曲線 如下圖 該圖以蒸發(fā)溫度為橫坐標(biāo) 從上面圖7 4 7 5可以歸納出以下三點(diǎn)結(jié)論 1 由定容量壓縮機(jī)構(gòu)成的壓縮 冷凝機(jī)組的工作性能與蒸發(fā)溫度 冷卻劑進(jìn)口溫度及其質(zhì)量流量呈函數(shù)關(guān)系 可寫(xiě)為 2 由于冷凝器工作特性曲線的斜率 k tk tw1 與FRKcAc三者乘積成正比 參看公式 7 3 所以 設(shè)計(jì)時(shí) 如果冷凝器傳熱面積取得較小 則冷凝器的工作特性曲線比較平緩 該機(jī)組的制冷能力就比較小 3 運(yùn)行時(shí) 由于傳熱面結(jié)垢 機(jī)組中存有不凝性氣體等 使傳熱系數(shù)降低 或者 由于冷凝器中存液過(guò)多 等于縮減了傳熱面積 這些情況均可使冷凝器的工作特性曲線變得平緩 與正常情況相比 機(jī)組的冷凝溫度將有所提高 也將導(dǎo)致制冷能力有一定降低 三 壓縮機(jī) 冷凝器 蒸發(fā)器聯(lián)合工作特性現(xiàn)場(chǎng)組裝的制冷系統(tǒng)以及整體式制冷機(jī)組 如空氣調(diào)節(jié)機(jī)組 冷水機(jī)組等 的工作特性均可認(rèn)為是壓縮機(jī) 冷凝器 蒸發(fā)器三者的聯(lián)合工作特性 該聯(lián)合工作特性可以通過(guò)求解壓縮機(jī) 冷凝器聯(lián)合特性方程式 7 7 和蒸發(fā)器特性方程式 7 5 這對(duì)聯(lián)立方程組而得出 采用圖解法時(shí) 因?yàn)閴嚎s 冷凝機(jī)組與蒸發(fā)器之間的蒸發(fā)溫度是共同的 所以 同樣可以將均以蒸發(fā)溫度為橫坐標(biāo)的圖7 3和圖7 5簡(jiǎn)單地重合在一起 以求得聯(lián)合工作特性 如下圖所示 通過(guò)圖 a 中冷凝器進(jìn)口空氣的等溫度線與蒸發(fā)器進(jìn)口空氣的等濕球溫度線的交點(diǎn) 就可以得出在不同外在參數(shù)條件下運(yùn)行時(shí) 該系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度和制冷量 如果從圖 a 的每個(gè)交點(diǎn)向下引垂線 與圖 b 圖7 5 b 上相應(yīng)的冷凝器進(jìn)口空氣溫度線相交 即可在壓縮 冷凝機(jī)組的輸入功率圖上畫(huà)出蒸發(fā)器進(jìn)口空氣的等濕球溫度線 從而得出在不同外在參數(shù)下運(yùn)行時(shí) 該系統(tǒng)所需的輸入功率 由此 消去系統(tǒng)內(nèi)在參數(shù) 蒸發(fā)溫度 就可以得出整個(gè)制冷系統(tǒng)的制冷量 所需輸入功率與外在參數(shù) 兩個(gè)進(jìn)口溫度tml tw1 的函數(shù)關(guān)系 即所謂整個(gè)系統(tǒng)的工作特性 見(jiàn)下圖 從圖7 6和圖7 7可以得出以下三點(diǎn)結(jié)論 1 對(duì)于給定的定容量壓縮機(jī)構(gòu)成的制冷系統(tǒng) 其工作特性只與通過(guò)冷凝器和蒸發(fā)器的外部流體進(jìn)口溫度 若為直接蒸發(fā)式空氣冷卻器 則為空氣進(jìn)口濕球溫度 和流量呈函數(shù)關(guān)系 即 2 由于蒸發(fā)器工作特性曲線的斜率 0 tm1 t0 與FRK0A0 i三者乘積成正比 參看公式 7 5a 所以 如果設(shè)計(jì)時(shí)蒸發(fā)器的傳熱面積取得較小 蒸發(fā)器工作特性曲線將比較平緩 影響該系統(tǒng)制冷能力的充分發(fā)揮 3 如果蒸發(fā)器傳熱面被污染 或因節(jié)流機(jī)構(gòu)過(guò)小等造成供液不足 使部分傳熱面未與液態(tài)制冷劑相接觸 則相當(dāng)于降低了傳熱系數(shù)和縮減了傳熱面積 蒸發(fā)器的工作特性曲線變得平緩 與正常工作相比該系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度必將降低 從而導(dǎo)致制冷能力下降 值得注意的是 對(duì)于理論排氣量Vh可以調(diào)節(jié)的制冷壓縮機(jī) 簡(jiǎn)稱變?nèi)萘繅嚎s機(jī) 目前主要通過(guò)變轉(zhuǎn)速或變行程方式來(lái)調(diào)節(jié)理論排氣量Vh 而言 其制冷量 0 耗功率P以及需要在冷凝器排出的熱量 k 不僅與蒸發(fā)溫度和冷凝溫度有關(guān) 還與Vh有關(guān) 故描述壓縮機(jī)性能的公式 7 1a 7 1c 轉(zhuǎn)化為 當(dāng)理論排氣量Vh恒定為某一數(shù)值時(shí) 變?nèi)萘恐评湎到y(tǒng)轉(zhuǎn)化為定容量制冷系統(tǒng) 其性能分析方法完全相同 如果Vh變化 當(dāng)采用模擬解析法時(shí) 只需將公式 7 1a 7 1c 更換為 7 1A 7 1C 即可 而采用圖解法時(shí) 需注意圖7 1中各冷凝溫度和蒸發(fā)溫度條件下的 0 P以及 k將隨Vh的增大而增大 隨Vh的減小而減小 其性能曲線的斜率以及各等值線之間的間距均會(huì)相應(yīng)增大或減小 在分析變?nèi)萘恐评湎到y(tǒng)性能時(shí) 只需將不同Vh的壓縮機(jī)性能曲線與冷凝器 蒸發(fā)器性能曲線進(jìn)行聯(lián)立 消去內(nèi)在參數(shù)tk t0 即可得出不同理論排氣量Vh條件下 0 P和 k隨外部參數(shù)變化的工作特性 第二節(jié)蒸氣壓縮式制冷裝置的性能調(diào)節(jié) 制冷裝置是以制冷壓縮機(jī)為核心的閉環(huán)氣液兩相流體管網(wǎng)系統(tǒng) 其性能不僅取決于其工作條件 而且與組成系統(tǒng)各部件的性能以及這些部件的匹配關(guān)系密切相關(guān) 因此 優(yōu)化設(shè)計(jì)與優(yōu)化控制是制冷裝置的兩個(gè)重要問(wèn)題 隨著制冷技術(shù) 電子技術(shù)以及自動(dòng)控制理論的發(fā)展 空調(diào)用蒸氣壓縮式制冷裝置的系統(tǒng)形式和控制方式均取得了長(zhǎng)足發(fā)展 體現(xiàn)在以下三方面 1 高效化 改善壓縮機(jī) 熱交換器 膨脹閥與風(fēng)扇性能 加強(qiáng)對(duì)制冷循環(huán)特性的研究 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化 低能耗 低噪音 高可靠性 2 多元化 從簡(jiǎn)單制冷系統(tǒng)發(fā)展到熱泵 熱回收多聯(lián)機(jī)系統(tǒng) 拓廣了直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍 開(kāi)辟了集中空調(diào)系統(tǒng)的新領(lǐng)域 3 智能化 從單一的溫度控制發(fā)展到室內(nèi)熱環(huán)境特性 如PMV等 的綜合控制 從簡(jiǎn)單的啟 停 on off 控制發(fā)展到包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊技術(shù)相結(jié)合的智能控制 以實(shí)現(xiàn)人們對(duì)節(jié)能和舒適性的要求 制冷裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)又稱制冷裝置自動(dòng)控制 主要包括制冷裝置容量控制 制冷劑流量控制和安全保護(hù)控制三個(gè)方面 通過(guò)各種調(diào)節(jié)作用 使制冷劑狀態(tài)參數(shù)在各部件或制冷系統(tǒng)典型部位具有合理取值 以保證被控工藝參數(shù)的要求以及制冷裝置的安全 穩(wěn)定 節(jié)能運(yùn)行 1 制冷裝置容量控制 制冷裝置的容量取決于構(gòu)成循環(huán)的制冷壓縮機(jī) 冷凝器 蒸發(fā)器以及節(jié)流機(jī)構(gòu)的容量大小 欲保證被控工藝參數(shù)穩(wěn)定 需根據(jù)負(fù)荷和外部擾動(dòng)變化適時(shí)調(diào)節(jié)制冷裝置的容量 有時(shí)制冷系統(tǒng)雖然能保證被控對(duì)象的負(fù)荷要求 但又有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的內(nèi)在參數(shù) 如冷凝溫度 蒸發(fā)溫度 冷凝溫度 過(guò)熱度等 偏離工藝參數(shù)要求或?qū)е孪到y(tǒng)能耗增大 故制冷裝置容量控制需要對(duì)壓縮機(jī) 冷凝器 蒸發(fā)器以及節(jié)流機(jī)構(gòu)的容量分別進(jìn)行調(diào)節(jié)或進(jìn)行聯(lián)合調(diào)節(jié) 以保證被控參數(shù)的工藝要求和制冷系統(tǒng)高效節(jié)能運(yùn)行 2 制冷劑流量控制 制冷劑流量調(diào)節(jié)的目的是控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑的流量與蒸發(fā)器負(fù)荷相匹配 制冷劑流量控制元件是節(jié)流機(jī)構(gòu) 通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流機(jī)構(gòu)的容量 開(kāi)度 合理控制蒸發(fā)器出口過(guò)熱度 既保證蒸發(fā)器能力得到充分發(fā)揮 又保證制冷系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和壓縮機(jī)安全運(yùn)行 不會(huì)出現(xiàn)濕沖程或排氣溫度超高 特別是電子膨脹閥作為節(jié)流機(jī)構(gòu)已在制冷裝置中得到廣泛應(yīng)用 其功能已不局限于對(duì)蒸發(fā)器出口過(guò)熱度的控制 例如 在多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中 電子膨脹閥是控制室內(nèi)換熱器出口制冷劑狀態(tài)參數(shù) 制冷時(shí) 控制室內(nèi)蒸發(fā)器出口過(guò)熱度 制熱時(shí) 控制室內(nèi)冷凝器出口過(guò)冷度 和室內(nèi)溫度的雙重執(zhí)行器 在房間空調(diào)器中 電子膨脹閥有時(shí)也作為蒸發(fā)器出口過(guò)熱度和壓縮機(jī)排氣溫度的雙重執(zhí)行器 3 安全保護(hù)控制 當(dāng)外部參數(shù)變化或制冷裝置出現(xiàn)故障時(shí) 以及在制冷裝置容量調(diào)節(jié)過(guò)程中 有可能出現(xiàn)內(nèi)在參數(shù)超越安全運(yùn)行范圍 為保護(hù)設(shè)備 需要在系統(tǒng)中設(shè)置輔助部件 以保證制冷裝置的安全運(yùn)行 一 制冷裝置的容量調(diào)節(jié)制冷裝置的容量調(diào)節(jié) 包括壓縮機(jī) 冷凝器 蒸發(fā)器以及節(jié)流機(jī)構(gòu)的容量調(diào)節(jié) 壓縮機(jī)容量調(diào)節(jié)是改變壓縮機(jī)的制冷能力 使之與變動(dòng)的負(fù)荷相適應(yīng) 是制冷裝置容量調(diào)節(jié)的主要手段 冷凝器和蒸發(fā)器的容量調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)上是對(duì)冷凝壓力與蒸發(fā)壓力的調(diào)節(jié) 節(jié)流機(jī)構(gòu)的容量調(diào)節(jié)已在第五章進(jìn)行了詳細(xì)論述 本節(jié)不再贅述 一 壓縮機(jī)容量調(diào)節(jié)由公式 3 2 3 9 以及電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n f 1 s P 可以得出壓縮機(jī)制冷量 0的表達(dá)式 式中m 壓縮機(jī)臺(tái)數(shù) Mr 每臺(tái)壓縮機(jī)的制冷劑質(zhì)量流量 kg s q0 單位質(zhì)量制冷劑的制冷能力 kJ kg v 壓縮機(jī)的容積效率 D 氣缸直徑 m L 活塞行程 m z 每臺(tái)壓縮機(jī)的氣缸數(shù) f 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率 Hz s 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率 P 電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù) v1 壓縮機(jī)入口氣態(tài)制冷劑的比容 m3 kg 從上式可以看出 改變式中不同因素可以獲得不同的容量調(diào)節(jié)方法 歸納起來(lái) 可劃分為運(yùn)轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)和機(jī)械式容量調(diào)節(jié)兩大類 參見(jiàn)下表 1 運(yùn)轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)方法是以改變壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p或運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f 調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)壓縮機(jī)的制冷劑流量Mr的容量調(diào)節(jié)方法 由于壓縮機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù) 使制冷系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快 控溫精度高 節(jié)能效果明顯等優(yōu)點(diǎn) 目前在房間空調(diào)器 多聯(lián)機(jī)等小型制冷設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用 壓縮機(jī)的變頻調(diào)速 通常采用調(diào)壓調(diào)頻 VVVF VariableVoltageVariableFrequency 方式進(jìn)行 將供電頻率為50Hz的交流電進(jìn)行整流濾波轉(zhuǎn)換成直流電 再將直流電分割成矩形脈沖電源 通過(guò)一系列幅寬不同的脈沖波組合 生成不同頻率的模擬正弦波 PWM PulseWidthModulation 以此驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電機(jī) 其運(yùn)轉(zhuǎn)頻率正比于平均電壓 這種變頻調(diào)速方式稱為PWM電壓控制 PWM電壓控制在噪聲 電路成本與調(diào)節(jié)響應(yīng)特性方面具有優(yōu)勢(shì) 但功率因數(shù) PF PowerFactor 偏低 最大約為90 此外 還有采用調(diào)節(jié)矩形脈沖波高度的變頻調(diào)速方法 稱為PAM PulseAmplitudeModulation 電壓控制 它具有功率因數(shù)高 可達(dá)到99 的顯著優(yōu)勢(shì) 但與PWM電壓控制相比 其噪聲 調(diào)節(jié)響應(yīng)特性差 目前很少單獨(dú)采用PAM控制 而采用PWM PAM混合控制 Pulse AmplitudeWidthModulation 或稱為HybridPAM 高頻時(shí)采用PAM控制 而低頻時(shí)則轉(zhuǎn)換成PWM控制 以充分發(fā)揮PWM與PAM控制各自的優(yōu)勢(shì) 實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的高效 低噪運(yùn)行 在PWM PAM混合控制中 還可以利用PAM控制實(shí)現(xiàn)電壓的初調(diào) 用PWM控制精確調(diào)節(jié)電壓 以改善調(diào)節(jié)過(guò)程的響應(yīng)特性 2 機(jī)械式容量調(diào)節(jié)機(jī)械式容量調(diào)節(jié)方法是指壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不變 而以改變每個(gè)壓縮周期的工作容積來(lái)調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)壓縮機(jī)的制冷劑流量M 的容量調(diào)節(jié)方法 其中 臺(tái)數(shù)控制 吸氣節(jié)流 排氣旁通方法在容量調(diào)節(jié)中 無(wú)需改變壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)則可實(shí)現(xiàn) 故對(duì)于任何形式的壓縮機(jī)均適用 而可變行程 吸氣旁通和卸載控制方法 要求壓縮機(jī)具有相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 故不同形式的壓縮機(jī)需采取不同的調(diào)節(jié)方法 1 臺(tái)數(shù)控制多臺(tái)定容量壓縮機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)被冷卻對(duì)象時(shí) 可以啟 停部分壓縮機(jī) 以改變?cè)撓到y(tǒng)的制冷量 使之與被冷卻對(duì)象的負(fù)荷相適應(yīng) 故又稱為啟 停 on off 控制 這種調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)單易行 但由于制冷量調(diào)節(jié)是分級(jí)進(jìn)行的 能級(jí)間的躍幅較大 常用于控溫精度要求不高的場(chǎng)合 對(duì)于容量較大的制冷系統(tǒng) 常采用多臺(tái)定容量壓縮機(jī)和一臺(tái)變?nèi)萘繅嚎s機(jī)組合 以彌補(bǔ)定容量壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)控制的缺陷 提高控溫精度 2 吸氣節(jié)流在壓縮機(jī)吸氣管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥 通過(guò)調(diào)節(jié)閥的節(jié)流作用 降低吸氣壓力和吸氣密度 使壓縮機(jī)實(shí)際吸入的制冷劑質(zhì)量流量減小 從而改變壓縮機(jī)的制冷量 下圖中實(shí)線表示吸氣節(jié)流容量調(diào)節(jié)時(shí)壓縮機(jī)的p V圖和制冷循環(huán)lgp h圖 虛線表示容量控制前壓縮機(jī)的工作過(guò)程 吸氣節(jié)流閥前的壓力為蒸發(fā)壓力p0 經(jīng)節(jié)流后降為p 0 使得壓縮機(jī)的壓縮比增大 單位質(zhì)量制冷劑的耗功率增大 排氣溫度升高 容積效率降低 因此 該方法雖然能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的容量 但經(jīng)濟(jì)性差 僅適用于制冷量較小 被控制對(duì)象熱惰性小的制冷系統(tǒng) 3 排氣旁通排氣旁通控制法就是在制冷壓縮機(jī)進(jìn) 排氣管之間連接一條旁通管線 通過(guò)調(diào)節(jié)其上能量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度 將部分高壓側(cè)氣體旁通到低壓側(cè) 以改變制冷系統(tǒng)的制冷能力 其原理如圖所示 能量調(diào)節(jié)閥是由壓縮機(jī)吸氣壓力控制的比例型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 它根據(jù)吸氣壓力與設(shè)定的閥開(kāi)啟壓力之間的偏差自動(dòng)改變閥的開(kāi)度 調(diào)節(jié)高壓氣體向低壓側(cè)的旁通量 能量調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟時(shí) 主要是由于高壓氣體向低壓側(cè)的旁通 減少供給系統(tǒng)的制冷劑質(zhì)量流量 致使系統(tǒng)制冷量減少 當(dāng)然 由于壓縮機(jī)吸入的是蒸發(fā)器出口狀態(tài)1與由高壓側(cè)旁通回來(lái)的高溫蒸氣5的混合氣體 狀態(tài)點(diǎn)為1 因v1 v1 壓縮機(jī)的實(shí)際制冷劑流量減小 制冷量也會(huì)相應(yīng)減小 由于這種方法使流經(jīng)蒸發(fā)器的制冷劑流量減小 對(duì)蒸發(fā)器的回油不利 而且 壓縮機(jī)的排氣溫度較高 為了解決這個(gè)問(wèn)題 可用噴液 膨脹 閥向吸氣管供入少量液態(tài)制冷劑 還可以將壓縮機(jī)的排氣旁通至蒸發(fā)器入口或蒸發(fā)器中部 這樣不需要噴液膨脹閥 而且可加大制冷劑在蒸發(fā)器中的流速 保證潤(rùn)滑油得以順利返回壓縮機(jī) 4 可變行程汽車空調(diào)系統(tǒng) 由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 為調(diào)節(jié)任意車速和外界條件下車體內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷 常采用可變行程的變排量壓縮機(jī) 圖 a 表示出一種變排量搖板式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu) 壓縮機(jī)的可變排量是通過(guò)改變搖板角度而獲得的 全排量時(shí) 滑動(dòng)軸套和止推軸承墊片接觸 此時(shí)軸頸達(dá)到最大搖板角 活塞行程也最大 部分排量時(shí) 軸套沿主軸向氣缸方向滑動(dòng) 軸套同軸頸連接的軸頸軸銷也沿軸線向氣缸方向滑動(dòng) 軸驅(qū)動(dòng)耳組件中的滑動(dòng)接頭在腰形槽內(nèi)運(yùn)動(dòng) 軸頸軸銷和滑動(dòng)接頭在腰形槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)決定了軸頸的不同搖板角 搖板角度的連續(xù)變化 致使活塞行程連續(xù)變化 從而實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)在10 100 范圍內(nèi)進(jìn)行容量調(diào)節(jié) 控制搖板角度變化的部件是控制閥 它主要由錐閥和球閥兩個(gè)閥門構(gòu)成 錐閥控制搖板箱與吸氣腔 波紋管室 之間的通道 球閥控制排氣腔與搖板箱之間的通道 如圖 b 所示 當(dāng)車內(nèi)空調(diào)負(fù)荷增加時(shí) 壓縮機(jī)吸氣壓力就會(huì)升高 高于控制閥的設(shè)定值后 會(huì)控制波紋管的收縮 推動(dòng)控制閥閥桿關(guān)小球閥 開(kāi)大錐閥 這樣降低了搖板箱壓力和吸氣壓力差 該壓力差和其他作用在搖板上的力合在一起就會(huì)增大搖板的傾斜角 從而增加了活塞行程 提高了壓縮機(jī)活塞排量 滿足空調(diào)負(fù)荷增加的要求 當(dāng)車內(nèi)空調(diào)負(fù)荷減少時(shí) 以同樣的作用機(jī)理來(lái)減少活塞行程和壓縮機(jī)活塞排量 圖 c 為可變行程壓縮機(jī)容量調(diào)節(jié)的p V圖 由此可以看出 壓縮行程減小 耗功量也降低 蒸發(fā)壓力恒定的內(nèi)部控制型變排量壓縮機(jī)是目前的主流機(jī)型 為適應(yīng)負(fù)荷變化 近年來(lái)已開(kāi)發(fā)出蒸發(fā)壓力可變的外部控制型變排量壓縮機(jī) 其運(yùn)行效率得到進(jìn)一步提高 5 吸氣旁通對(duì)于滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式 螺桿式與渦旋式等回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī) 可以通過(guò)壓縮機(jī)的內(nèi)部機(jī)構(gòu) 將壓縮過(guò)程中的氣體旁通至吸氣腔 從而減少排出壓縮機(jī)的制冷劑流量 這種方法稱為吸氣旁通容量調(diào)節(jié)方法 圖示出了雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)采用吸氣旁通進(jìn)行容量調(diào)節(jié)的配套結(jié)構(gòu) 在雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)兩個(gè)氣缸之間設(shè)置帶旁通閥的三根旁通管 根據(jù)各旁通閥不同的啟閉狀態(tài) 可實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)容量的25 50 75 100 四檔調(diào)節(jié) 其調(diào)節(jié)原理是 當(dāng)壓縮機(jī)某個(gè)氣缸的壓縮腔減小到某容積以前 通過(guò)旁通管將其中的氣體旁通至另一氣缸的吸氣腔內(nèi) 雖然壓縮腔容積逐漸減小 但其壓力僅有微小的升高 只有當(dāng)滾動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)至完全脫離開(kāi)啟旁通閥的旁通管孔口后 壓縮腔內(nèi)的壓力才隨容積的減小而增大 其工作過(guò)程可由圖 b 的p V圖來(lái)表示 由于在兩個(gè)氣缸體之間設(shè)置的旁通管數(shù)量有限 故不可能實(shí)現(xiàn)其容量的連續(xù)調(diào)節(jié) 螺桿式壓縮機(jī)的吸氣旁通容量調(diào)節(jié)是通過(guò)油活塞帶動(dòng)的滑閥進(jìn)行的 滑閥位于排氣側(cè)機(jī)體兩內(nèi)圓的交線處 并且能夠在平行于氣缸軸線方向往返滑動(dòng) 其調(diào)節(jié)原理如圖所示 當(dāng)油活塞帶動(dòng)滑閥由排氣側(cè)移動(dòng)到滑閥與吸氣側(cè)固定端貼合時(shí) 容量為100 這時(shí)螺桿式壓縮機(jī)工作腔的長(zhǎng)度全部有效 而當(dāng)油活塞帶動(dòng)滑閥離開(kāi)固定端時(shí) 二者之間形成回流孔口 于是隨轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)齒間容積從最大到逐漸減小的變化過(guò)程中 在回流孔口被全部堵斷之前 已吸入到齒間容積中的氣體經(jīng)過(guò)孔口向壓縮機(jī)吸氣腔回流旁通 這段過(guò)程不產(chǎn)生氣體壓縮作用 只有當(dāng)接觸線移動(dòng)到完全越過(guò)回流孔口 才開(kāi)始發(fā)生隨齒間容積變小的氣體壓縮過(guò)程 從而使壓縮機(jī)實(shí)際排氣量減小 滑閥的移動(dòng)是連續(xù)進(jìn)行 可實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)在10 100 范圍進(jìn)行容量調(diào)節(jié) 從圖7 11 b 和圖7 12的p V圖可以看出 吸氣旁通相當(dāng)于可變行程容量調(diào)節(jié) 圖7 11 b 6 卸載控制卸載控制是吸氣旁通的特殊情形 是將整個(gè)壓縮腔全程旁通到吸氣腔的吸氣旁通調(diào)節(jié)方式 常應(yīng)用于多缸往復(fù)式壓縮機(jī)中 稱之為氣缸卸載 氣缸卸載是通過(guò)改變工作氣缸的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的 例如 八缸活塞式制冷壓縮機(jī) 可以停止兩氣缸 四氣缸 六氣缸的工作 使壓縮機(jī)的制冷能力為總制冷量的75 50 25 利用氣缸卸載 不僅可以實(shí)現(xiàn)階躍式能量調(diào)節(jié) 還可以通過(guò)使氣缸全部卸載 0 來(lái)降低啟動(dòng)負(fù)荷 減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 故常稱之為 輕車啟動(dòng) 或 空車啟動(dòng) 目前 將卸載技術(shù)應(yīng)用于渦旋式壓縮機(jī) 開(kāi)發(fā)出數(shù)碼渦旋 DigitalScroll 式變?nèi)萘繅嚎s機(jī) 其原理如圖7 13所示 常規(guī)渦旋式壓縮機(jī)的靜渦盤(pán)是固定的 而數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)采用軸向柔性結(jié)構(gòu) 即在靜渦盤(pán)頂部安裝有一可移動(dòng)的活塞 活塞頂部為調(diào)節(jié)室 通過(guò)0 6mm直徑的排氣孔與排氣腔相通 此外 還通過(guò)設(shè)有電磁閥的旁通管與吸氣管相連 電磁閥開(kāi)啟時(shí) 調(diào)節(jié)室內(nèi)的排氣被釋放至低壓吸氣管 導(dǎo)致活塞上移 僅為lmm 靜渦盤(pán)也隨之上移 使靜渦盤(pán)與動(dòng)渦盤(pán)分離卸載 導(dǎo)致無(wú)制冷劑蒸氣被壓縮 電磁閥關(guān)閉時(shí) 活塞上下側(cè)的壓力均為排氣壓力 壓縮機(jī)加載 恢復(fù)壓縮過(guò)程 這樣就可實(shí)現(xiàn)0和100 兩檔容量調(diào)節(jié) 通過(guò)改變電磁閥啟 閉周期時(shí)間T以及啟 閉時(shí)間的占空比t T0 T 其中T0為開(kāi)啟時(shí)間 可實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)10 100 無(wú)級(jí)容量調(diào)節(jié) 周期時(shí)間T可以是固定的 也可以是變化的 參見(jiàn)圖7 14 a b 不同的容量值應(yīng)采用不同的周期時(shí)間 可以提高壓縮機(jī)運(yùn)行效率 將效率最大所對(duì)應(yīng)的周期時(shí)間稱為最佳周期時(shí)間 試驗(yàn)研究表明 最佳周期時(shí)間與容量調(diào)節(jié)比例呈反比趨勢(shì) 容量調(diào)節(jié)比例越低 最佳周期時(shí)間越長(zhǎng) 如圖所示 二 冷凝壓力調(diào)節(jié)制冷裝置運(yùn)行時(shí) 冷凝壓力對(duì)系統(tǒng)性能有很大影響 當(dāng)冷凝壓力 或冷凝溫度 偏高 壓縮比增大 容積效率減小 制冷量減小 耗功率增大 排氣溫度升高 冷凝壓力越高 其不利影響程度越大 冷凝壓力偏高的現(xiàn)象主要出現(xiàn)在夏季 這時(shí)應(yīng)盡可能降低冷凝壓力 以保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性 但是 對(duì)于全年運(yùn)行的制冷裝置 在冬季運(yùn)行時(shí)又有可能出現(xiàn)冷凝壓力過(guò)低的現(xiàn)象 冷凝壓力過(guò)低時(shí) 膨脹閥前后壓差太小 膨脹閥容量減小導(dǎo)致供液能力不足 蒸發(fā)器缺液 系統(tǒng)制冷量大幅度下降 因此 必須將冷凝壓力控制在合理范圍內(nèi) 才能充分保證制冷裝置的性能 不同的冷凝器 其冷凝壓力調(diào)節(jié)方法也不盡相同 其實(shí)質(zhì)是通過(guò)調(diào)節(jié)冷凝器容量 即熱交換能力 實(shí)現(xiàn)的 增大冷凝器容量 冷凝壓力將降低 減小冷凝器容量 冷凝壓力將升高 冷凝器的冷卻劑主要有水和空氣 調(diào)節(jié)其溫度是改變冷凝壓力的有效方法 但因冷卻劑溫度取決于環(huán)境 往往不能作為調(diào)節(jié)手段 冷凝器的傳熱系數(shù)主要取決于冷卻劑流量 因此 調(diào)節(jié)冷卻劑流量和冷凝器傳熱面積是調(diào)節(jié)冷凝壓力的主要方法 1 冷卻劑流量的調(diào)節(jié)方法在水冷式冷凝器中 常采用水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷凝壓力 水流量調(diào)節(jié)閥有壓力控制型和溫度控制型兩類 壓力控制型水流量調(diào)節(jié)閥以冷凝壓力為信號(hào)對(duì)冷卻水的流量進(jìn)行比例調(diào)節(jié) 冷凝壓力越高 閥開(kāi)度越大 冷凝壓力越低 閥開(kāi)度越小 當(dāng)開(kāi)度減小到閥的開(kāi)啟壓力以下時(shí) 閥門自動(dòng)關(guān)閉 切斷冷卻水的供應(yīng) 此后冷凝壓力將會(huì)上升 當(dāng)其上升至高于閥的開(kāi)啟壓力時(shí) 閥門又自動(dòng)打開(kāi) 溫度控制型水流量調(diào)節(jié)閥的工作原理與壓力控制型相同 所不同的是 它以感溫包檢測(cè)冷卻水出口的溫度變化 將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成感溫包內(nèi)的壓力信號(hào) 調(diào)節(jié)冷卻水的流量 溫度控制型水量調(diào)節(jié)閥不如壓力控制型水量調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作響應(yīng)快 但工作平穩(wěn) 傳感器安裝簡(jiǎn)單 便捷 對(duì)于風(fēng)冷式冷凝器 改變風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法有 采用變轉(zhuǎn)速風(fēng)扇電機(jī) 調(diào)節(jié)冷凝風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù) 以及在冷凝器進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥 這些調(diào)節(jié)方法均可采用冷凝壓力 冷凝溫度 或環(huán)境溫度為信號(hào)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié) 2 冷凝器傳熱面積的調(diào)節(jié)方法具有多組冷凝器時(shí) 可以利用串聯(lián)在各組冷凝器通道上的電磁閥的開(kāi) 閉狀態(tài) 開(kāi)啟或截?cái)嗬淠魍?以改變冷凝器的傳熱面積 這種方法在多聯(lián)機(jī)中使用較多 以適應(yīng)壓縮機(jī)大范圍容量調(diào)節(jié)時(shí)冷凝壓力能夠穩(wěn)定在要求范圍內(nèi) 冷凝壓力調(diào)節(jié)閥常用于全年制冷運(yùn)行的制冷裝置中 在冷凝器出口液體管上安裝一只高壓調(diào)節(jié)閥 并在壓縮機(jī)出口與高壓儲(chǔ)液器之間跨接一只差壓調(diào)節(jié)閥 利用兩只閥的配合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)冷凝壓力的調(diào)節(jié) 如圖所示 高壓調(diào)節(jié)閥6是受閥前冷凝壓力控制的比例型調(diào)節(jié)閥 其開(kāi)度與閥前和冷凝壓力設(shè)定值之差成正比 當(dāng)閥前壓力低于設(shè)定值時(shí) 閥關(guān)閉 達(dá)到設(shè)定值時(shí) 閥開(kāi)始開(kāi)啟 正常運(yùn)行時(shí) 閥全開(kāi) 差壓調(diào)節(jié)閥7是受閥前后壓差 冷凝器和高壓調(diào)節(jié)閥的壓降之和 控制的調(diào)節(jié)閥 壓差增大 開(kāi)度增大 壓差減小 開(kāi)度減小 當(dāng)壓差減小到設(shè)定值時(shí) 閥門關(guān)閉 這樣 當(dāng)冷凝壓力很低時(shí) 如冬季 高壓調(diào)節(jié)閥6關(guān)閉 壓縮機(jī)排出的制冷劑在冷凝器中冷凝 集液使冷凝器傳熱面積減少 冷凝壓力逐漸升高 當(dāng)壓差調(diào)節(jié)閥7前后建立起壓差后 閥門打開(kāi) 壓縮機(jī)排氣直接進(jìn)入高壓儲(chǔ)液器頂部 使高壓儲(chǔ)液器內(nèi)的壓力升高 以保證膨脹閥前具有穩(wěn)定的壓力 當(dāng)冷凝壓力升高至設(shè)定值以上時(shí) 高壓調(diào)節(jié)閥6全開(kāi) 局部阻力減小 使差壓調(diào)節(jié)閥7前后的壓差降低至設(shè)定壓差以下 差壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉 因此 當(dāng)冷凝壓力在設(shè)定值以上正常運(yùn)行時(shí) 高壓調(diào)節(jié)閥全開(kāi) 差壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉 將高壓調(diào)節(jié)閥與差壓調(diào)節(jié)閥集成為一體 則構(gòu)成冷凝壓力調(diào)節(jié)閥 使用冷凝壓力調(diào)節(jié)閥的制冷裝置 必須在系統(tǒng)中設(shè)置容量足夠大的高壓儲(chǔ)液器 且制冷劑的充灌量必須保證在冷凝器出現(xiàn)最大可能的集液時(shí) 高壓儲(chǔ)液器內(nèi)仍然有液體 以保證高壓儲(chǔ)液器的液封作用 否則將導(dǎo)致膨脹閥不能正常工作 三 蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)外界條件變化和負(fù)荷變化時(shí) 會(huì)引起制冷裝置蒸發(fā)壓力 蒸發(fā)溫度 變化 蒸發(fā)壓力的波動(dòng) 會(huì)使被控對(duì)象的控溫精度降低 蒸發(fā)溫度過(guò)低 不僅導(dǎo)致系統(tǒng)能效降低 而且會(huì)導(dǎo)致食品干耗 蒸發(fā)器結(jié)霜 冷凍水凍結(jié)等故障 蒸發(fā)溫度過(guò)高 又會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)過(guò)載 除濕功能降低等現(xiàn)象 因此需根據(jù)工藝要求 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力 此外 對(duì)于多蒸發(fā)器制冷系統(tǒng)而言 必須控制每臺(tái)蒸發(fā)器的蒸發(fā)壓力 方能實(shí)現(xiàn)一臺(tái)壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的多蒸發(fā)溫度運(yùn)行 蒸發(fā)壓力的調(diào)節(jié) 實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的容量 這一點(diǎn)與冷凝壓力調(diào)節(jié)原理相似 增大被冷卻介質(zhì)流量 如風(fēng)量 水量 與蒸發(fā)器傳熱面積 系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力將升高 反之 蒸發(fā)壓力將降低 蒸發(fā)壓力控制還可以采用蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn) 它是根據(jù)蒸發(fā)壓力高低自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度 控制從蒸發(fā)器中流出的制冷劑質(zhì)量流量 以維持蒸發(fā)壓力的恒定 在單蒸發(fā)器系統(tǒng)中 蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥安裝在蒸發(fā)器出口即可 在多蒸發(fā)器系統(tǒng)中 在蒸發(fā)溫度最低的蒸發(fā)器出口設(shè)置單向閥 以防止停機(jī)后 高溫蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑流入低溫蒸發(fā)器 導(dǎo)致開(kāi)機(jī)時(shí)出現(xiàn)吸氣帶液 而其余蒸發(fā)器出口均需安裝蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥 以保證各個(gè)蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)壓力 當(dāng)蒸發(fā)壓力降低時(shí) 減小閥開(kāi)度 使蒸發(fā)器流出的制冷劑流量減少 使蒸發(fā)壓力回升 當(dāng)蒸發(fā)壓力升高時(shí) 閥門開(kāi)度變大 制冷劑流出量增加 抑制蒸發(fā)壓力的升高 二 制冷裝置的自動(dòng)保護(hù)制冷裝置的事故可能有 液擊 排氣壓力過(guò)高 潤(rùn)滑油供應(yīng)不足 蒸發(fā)器內(nèi)載冷劑凍結(jié) 制冷壓縮機(jī)配用電動(dòng)機(jī)過(guò)載等 為此 制冷裝置均應(yīng)針對(duì)具體情況設(shè)置一定的保護(hù)裝置 圖示是氟利昂制冷裝置的典型自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng) 從圖中可以看出 該自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)包括一下設(shè)備 1 高 低壓繼電器 接于制冷壓縮機(jī)排氣管和吸氣管 防止壓縮機(jī)排氣壓力過(guò)高和吸氣壓力過(guò)低 2 油壓差繼電器 與制冷壓縮機(jī)吸氣管及油泵出油管相接 用于防止油壓過(guò)低 壓縮機(jī)潤(rùn)滑不良 3 溫度繼電器 安裝在殼管式蒸發(fā)器的冷凍水管路上 防止冷凍水凍結(jié) 在電子控制系統(tǒng)中 溫度繼電器可以用水溫傳感器代替 壓縮機(jī)排氣溫度過(guò)高會(huì)使?jié)櫥瑮l件惡化 潤(rùn)滑油碳化 影響壓縮機(jī)壽命 因此在壓縮機(jī)排氣腔內(nèi)或排氣管上設(shè)置溫度繼電器或溫度傳感器 當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度過(guò)高時(shí) 指令壓縮機(jī)停機(jī) 當(dāng)溫度降低后 再恢復(fù)壓縮機(jī)的運(yùn)行 4 水流量繼電器 分別安裝在蒸發(fā)器和冷凝器的進(jìn) 出水管之間 當(dāng)冷凍水量或冷卻水量過(guò)低時(shí)可自動(dòng)停機(jī) 以防蒸發(fā)器凍結(jié)或冷凝壓力過(guò)高 5 吸氣壓力調(diào)節(jié)閥 為避免壓縮機(jī)在高吸氣壓力下運(yùn)行 在壓縮機(jī)吸氣管上裝有吸氣壓力調(diào)節(jié)閥 因?yàn)橹评溲b置在正常低溫條件下工作時(shí) 壓縮機(jī)耗功率較小 但在啟動(dòng)降溫初期或蒸發(fā)器除霜結(jié)束重新返回制冷運(yùn)行時(shí) 壓縮機(jī)吸氣壓力較高 引起壓縮機(jī)耗功率顯著超高 長(zhǎng)期運(yùn)行將導(dǎo)致電機(jī)燒毀 因此 在壓縮機(jī)吸氣管上設(shè)置吸氣壓力調(diào)節(jié)閥 通過(guò)吸氣節(jié)流 增大吸氣比容 減小制冷劑循環(huán)量 當(dāng)吸氣壓力低于設(shè)定值時(shí) 閥體開(kāi)啟 當(dāng)吸氣壓力高于設(shè)定值時(shí) 閥體開(kāi)度減小 開(kāi)度大小和吸氣壓力與設(shè)定值的偏差有關(guān) 吸氣壓力越高 開(kāi)度越小 此種保護(hù)裝置一般用于低溫制冷系統(tǒng) 有直動(dòng)式 導(dǎo)閥與主閥組合式 此外 膨脹閥前的給液管上裝有電磁閥 它的電路與制冷壓縮機(jī)的電路聯(lián)動(dòng) 制冷壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí) 待壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后 電磁閥的線圈才通電 開(kāi)啟閥門向蒸發(fā)器供液 反之 停機(jī)時(shí) 首先切斷電磁閥線圈的電源 關(guān)閉閥門停止向蒸發(fā)器供液后 再切斷制冷壓縮機(jī)的電源 這樣可以防止壓縮機(jī)停機(jī)后 高壓側(cè)液體進(jìn)入蒸發(fā)器 同時(shí)可以防止壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)過(guò)載 第三節(jié)制冷系統(tǒng)的故障與排除 制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中常遇到的故障大體有兩類 即制冷量不足和制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常 一 制冷量不足制冷量不足是指在設(shè)計(jì)負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 制冷系統(tǒng)的制冷量達(dá)不到要求的數(shù)值 例如 當(dāng)冷凍水人口溫度和水量以及冷卻水人口溫度和流量均為設(shè)計(jì)條件時(shí) 冷凍水出口溫度不能降到設(shè)計(jì)要求的數(shù)值 制冷量不足是制冷系統(tǒng)發(fā)生故障的一個(gè)總結(jié)果 其原因很多 必須進(jìn)行具體分析 從何處著手分析判斷制冷量不足的原因呢 前面講到 制冷系統(tǒng)的運(yùn)行工況點(diǎn)反映著系統(tǒng)中各主要部件以及制冷劑充注量對(duì)系統(tǒng)的匹配狀況 因此 可從運(yùn)行工況 蒸發(fā)溫度和冷凝溫度 的變化找出造成制冷量不足的原因 一 冷凝壓力過(guò)高如果蒸發(fā)壓力變化不大 而冷凝壓力過(guò)高時(shí) 制冷量不足的主要原因是冷凝器的工作不正常 是冷凝器傳熱效果降低所致 之所以如此 可能