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制冷系統(tǒng)主要運行參數(shù)的節(jié)能控制調(diào)節(jié)

時間: 2021-04-28 10:34:45來源: 湖南翔森制冷設(shè)備技術(shù)有限公司   閱讀次數(shù):2789

在實際的制冷設(shè)備及系統(tǒng)工程運行中,不僅應(yīng)該把制冷系統(tǒng)調(diào)整到合理的運行范圍,滿足制冷工藝的要求,維持其安全正常運行,而且還應(yīng)該并可以進(jìn)一步將制冷系統(tǒng)調(diào)整到很好的運行狀態(tài),實現(xiàn)效率高又節(jié)能的運行目的,提高制冷設(shè)備運行的節(jié)能水平。

  一、蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力

  在制冷設(shè)備的設(shè)計中,提高蒸發(fā)溫度將使制冷系統(tǒng)的壓縮比降低、功耗減少,這對節(jié)能是十分有利的。問題是蒸發(fā)溫度取決于被冷卻對象,調(diào)整蒸發(fā)溫度以不影響被冷卻對象的制冷工藝要求為前提。但在制冷裝置的操作調(diào)節(jié)中,應(yīng)注意觀察,及時采取相應(yīng)措施,如適當(dāng)除霜、適當(dāng)增大供液量、對蒸發(fā)器進(jìn)行放油除污垢清理、對壓縮機實施有效能量調(diào)節(jié)等,使蒸發(fā)溫度穩(wěn)定在設(shè)計溫度,避免蒸發(fā)溫度不必要地過低還是非常必要的。

  從節(jié)能的角度來講,適當(dāng)?shù)靥岣哒舭l(fā)溫度是經(jīng)濟(jì)合理的,計算表明,當(dāng)用-25℃的庫溫代替-30℃庫溫時,由于蒸發(fā)溫度升高,將節(jié)約電能達(dá)9.8%。因此,對于貯存期較短,質(zhì)量對低溫要求不高的情況,可以適當(dāng)?shù)靥岣哒舭l(fā)溫度,達(dá)到節(jié)能的效果。另外一般制冷裝置都按滿負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計,而實際在滿負(fù)荷運行的時間并不長,大部分時間是在小于設(shè)計負(fù)荷的條件下運行。在部分負(fù)荷即耗冷量減少時,提高蒸發(fā)溫度,可以利用減小蒸發(fā)器的傳熱溫差,達(dá)到同樣的降溫效果。

  例如,當(dāng)冷凝溫度為38℃時,制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度-33℃;當(dāng)耗冷量減少為原設(shè)計的50%,原蒸發(fā)器傳熱溫差由10減少為5℃,庫房仍利用原有設(shè)備,使庫溫維持在-23℃,但此時蒸發(fā)溫度提高為-28℃,計算表明節(jié)能效果可達(dá)15%



  二、冷凝溫度和冷凝壓力

  冷凝溫度過高,將引起壓縮機排氣壓力過高,排氣溫度升高,這對壓縮機的安全運行十分不利,容易造成事故;同時使制冷裝置效率降低,能耗增加。從節(jié)能角度,在制冷設(shè)備設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)選取較高的冷凝溫度,即配置較大的冷凝換熱面積,達(dá)到實際節(jié)能運行的目的。

  從操作調(diào)節(jié)的角度,應(yīng)控制制冷設(shè)備在盡可能低的冷凝溫度下運行,以提高制冷效率,降低運行費用。冷凝溫度決定于冷卻介質(zhì)的溫度、流量、流速、冷凝面積、壓縮機的排氣量以及空氣濕度、油污、水垢等影響冷凝器傳熱效率的各種因素。

  要使冷凝溫度盡量低,主要從兩方面入手:

  保持換熱面積的清潔,消除影響熱交換的因素,即及時除垢、放油、排除不凝結(jié)氣體

  控制冷卻介質(zhì)的流量、流速,保證冷卻介質(zhì)均勻地流過換熱面積;還要特別注意冷卻水在冷凝器中分配的均勻性

  在系統(tǒng)設(shè)備部分負(fù)荷下運行時,應(yīng)特別注意同時對應(yīng)控制調(diào)節(jié)冷凝系統(tǒng)的水泵或風(fēng)機負(fù)荷,避免無效的換熱功耗。因為制冷設(shè)備的總能耗包括了壓縮機的能耗和換熱器水泵和風(fēng)機的能耗。

  三、液體過冷度和吸氣過熱度

  在一定的冷凝溫度、蒸發(fā)溫度下,采用使節(jié)流前制冷劑液體過冷的方法可達(dá)到減小節(jié)流后制冷劑干度的目的,提高制冷循環(huán)的制冷量。

  通常情況下,假定冷凝器出水溫度比冷凝溫度低3~5K,冷卻水在冷凝器中的溫升為3~8K,因而冷卻水的進(jìn)口溫度比冷凝溫度低5~13K,這就足以使制冷劑出口溫度達(dá)到一定的過冷度。在臥式殼管冷凝器中,如果冷凝后的液體不立即從冷凝器的底部排出,而是積存在冷凝器內(nèi)部,這部分液體將繼續(xù)把熱量傳給管內(nèi)的冷卻水和周圍介質(zhì),排出時便可獲得一定過冷度。過冷度的獲得產(chǎn)生并不產(chǎn)生壓縮機耗功的增加,這就意味著過冷度導(dǎo)致設(shè)備系統(tǒng)制冷系數(shù)的增加,提高制冷設(shè)備運行的經(jīng)濟(jì)性。

  研究計算表明,在冷凝溫度40℃,蒸發(fā)溫度5℃工況條件下,5K的過冷度,會使R22制冷設(shè)備制冷量增加4.27%,輸入功率無變化,COP值提高4.27%。

  吸氣過熱度在有效改提高壓縮機的容積效率和系統(tǒng)單位質(zhì)量制冷量的同時,亦不可避免地增加了壓縮機吸氣的比容、排氣溫度、耗功和冷凝器的熱負(fù)荷。盡管其綜合影響還是會使制冷量隨著過熱度的增加有所增加,但設(shè)備系統(tǒng)的制冷系數(shù)則是隨之降低的。

  這雖似與設(shè)備的節(jié)能運行有相駁之處,但在制冷設(shè)備,特別是在低溫制冷設(shè)備中,吸氣溫度過低會使壓縮機產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)霜,潤滑條件惡化。在濕沖程下,壓縮機運行的容積效率大幅降低,指示效率、機械效率及電效率均會有所減低,從而使壓縮機的COP值會有更大幅度的下降。更為甚者,濕沖程極易產(chǎn)生液擊對壓縮機產(chǎn)生致命的機械損傷。

  除此之外,充分利用晝夜溫差引起的夜間熱負(fù)荷降低,冷凝溫度降低及夜間低谷電網(wǎng),盡可能使制冷設(shè)備在夜間運行;在制冷環(huán)境中優(yōu)化設(shè)計均勻的氣流組織;采用多級分段制冷工藝使制冷設(shè)備在各個時段中采用不同的運行參數(shù),降低傳熱溫差,利用連續(xù)變溫調(diào)節(jié)時制冷系數(shù)大的原理,以不增加投資實現(xiàn)實際制冷凍結(jié)過程的節(jié)能也都具有較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

keyword:湖南冷庫工程
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