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空調冷水機組：結構、運行參數、工況
閱讀：2204 發布時間：2022-9-22本文我們將介紹冷水機組的結構、運行參數和運行工況。
冷水機組結構
空調分風冷機組和水冷機組兩類，風機指直接交換新風制冷或制熱，水機指先制冷或加熱熱媒水送至風機盤管空調系統處，由新風或混合風在末端將熱能或冷能送入地段。
冷水機組又稱為：冷凍機、制冷機組、冰水機組、冷卻設備等，因各行各業的使用比較廣泛，所以對冷水機組的要求也不一樣。冷水機組包括四個主要組成部分：壓縮機，蒸發器，冷凝器，膨脹閥，從而實現了機組制冷制熱效果。
離心式冷水機組結構
大型離心式空調冷水機組
大型螺桿式空調冷水機組
特靈離心式冷水機組
特靈螺桿式冷水機組
開利離心式冷水機組
開利螺桿式冷水機組
約克離心式冷水機組
約克離心式冷水機組
約克螺桿式冷水機組
冷水機組運行參數和工況分析
1、蒸發壓力與蒸發溫度
在冷水機組運行中，蒸發溫度、蒸發壓力與冷水帶入蒸發器的熱量有密切關系。熱負荷大時，蒸發器冷水的回水溫度升高，引起蒸發器溫度升高，對應的蒸發壓力也升高。相反，當熱負荷減少時，冷水回水溫度降低，其蒸發溫度和蒸發壓力均降低。實際運行中空調房間的熱負荷減少時，冷水回水溫度降低，其蒸發溫度和蒸發壓力均會降低。
根據我國JB/T3355—1998標準規定，冷水機組的額定的工況為冷凍水出水溫度7℃，冷卻水回水溫度30℃。其他相應的參數為冷凍水回水溫度12℃，冷卻水出水為35℃。
根據國家標準GB/T18403.1—2001，冷水機組的額定的工況為冷凍水進出水溫12℃/7℃，冷卻水進出水溫30℃/35℃。所以冷水機組在出廠時工況為冷凍水進出水溫12℃/7℃，冷卻水進出水溫30℃/35℃。
運行中，在滿足空調使用要求的情況下，應盡可能提高冷水出水溫度。一般情況下，蒸發溫度較冷水出水溫度低2℃~4℃。蒸發溫度則常控制在3℃~5℃范圍內。過高的蒸發溫度往往難以達到所要求的空調效果，而過低的蒸發溫度，不但增加了機組的能量消耗，又容易造成蒸發管道凍裂。
2、冷凝壓力與冷凝溫度
在冷水機組中，高壓表所指示的壓力稱作冷凝壓力，該壓力所對應的溫度稱為冷凝溫度。冷凝溫度的高低，在蒸發溫度不變的情況下，對于機組功率消耗有決定意義。冷凝溫度升高功耗增大，此外，離心式制冷機組冷凝壓力升高會引起主機喘振。反之，冷凝溫度降低，功耗隨之降低。
因此，在冷水機組運行操作時，應注意保證冷卻水溫度、水量、水質等指標在合格范圍。空氣存在于冷凝器中時，冷凝溫度與冷卻水出口溫差增大，而冷卻水進、出口溫差反為減少，這時冷凝器的傳熱效果不好，冷凝器外器有燙手感。除此之外，冷凝器管子水側結垢和淤泥對熱量傳達的影響也起著相當的作用。
3、冷水的壓力和溫度
空調用冷水機組一般是在標準工況所規定的冷水回水溫度12℃，供水溫度7℃，溫差5℃的條件下運行的。
蒸發器的冷水流量與供、回水溫差成反比，即冷水流量越大，溫差越小；反之，流量越小，溫差越大。所以，冷水機組工況規定冷水供回水溫差為5℃，這實際上是規定了機組的冷水流量。這種冷水流量的控制就表現為控制冷水通過蒸發器的太力降。
在標準工況下，蒸發器上冷水供回水壓降調定為0.5kgf/cm2。其壓降調定方法是調節冷泵出口閥門開度，和蒸發器供、回水閥門開度。
4、冷卻水的壓力和溫度
冷水機組在標準工況下運行，其冷凝器回水溫度為30℃，出溫度為35℃。對于在運行的冷水機組，環境條件、負荷和制冷量都已成為定值。這時，冷凝熱負荷無疑也為定值。標準規定進、出水溫差為5℃，冷卻水流量必然也為一定值。而且該流量與進出水溫差成反比。所以，冷水機組在標準工況運行，只要規定冷卻水的進出水溫差就行了。這個流量通常用進、出冷凝器的冷卻水壓力降來控制。
在標準工況下，冷凝器出水壓降調定為0.75kgf/cm2左右。壓降調定方法同樣是采取調節冷卻水泵出口閥門開度和冷凝器進出水管閥開度。
為了降低冷水機組的功率消耗，應當盡可能降低冷凝器溫度。其可取措施有兩個方面：一是降低冷凝器的回水溫度，二是加大冷卻水量。
對于離心式冷水機組，冷凝壓力過高或過低都會引起喘振。離心式冷水機組遇到此種情況時，應注意冷凝壓力與蒸發壓力之差不可太小，應滿足防止發生喘振的要求，否則要發生喘振。在氣溫較低的秋季，運行往復式冷水機組比較有利，因為這時冷凝壓力較低，功率消耗大降低。
5、壓縮機的吸氣溫度
壓縮機的吸氣溫度，對往復式壓縮機來說，是指壓縮機吸氣腔中制冷劑氣體的溫度；對于離心式壓縮機，應為吸氣導葉上的制冷劑氣體溫度。吸氣溫度的高低，不但影響著排氣溫度的高低，而且對壓縮機的容積制冷量有重要影響。壓縮機吸氣溫度高時，排氣溫度也高，制冷劑被吸入時的比容大，此時壓縮機的單位容積制冷量小，這是我們所不希望的。相反壓縮機吸氣溫度低時，其單位容積制冷量大。
但是，壓縮機吸氣溫度低，可能造成制冷劑液體被除數壓縮機吸入，使往復式壓縮機發生“液擊”。而對于離心式壓縮機來說，由于過低的吸氣溫度使壓縮機的吸入壓力過低，可能會產生喘振。所以，要規定壓縮機的吸氣過熱度。
對于往復式冷水機組，壓縮機吸氣過熱度取為5~10℃，這時采用干式蒸發器。可以用熱力膨脹閥控制吸氣過熱度，通過調節熱力膨脹閥的調節螺桿，即可調節過熱度的大小。
6、壓縮機排氣溫度
排氣溫度要較冷凝溫度高的多，排氣溫度的直接影響因素是壓縮機的吸氣溫度，兩者是正比關系。如果往復式壓縮機吸、排氣閥片不嚴密或破碎引起泄漏（內泄漏）時，排氣溫度會明顯上升。在離心式制冷機組中如果制冷系統混入空氣，則吸氣溫度和排氣溫度都會升高。
7、冷水機組的中間壓力和溫度
中間節流補氣裝置稱做省功器，省功器內的壓力就是機組的中間壓力，其所對應的制冷劑溫度即為中間溫度中間壓力確定的原則是使兩級離心式制冷壓縮機的低壓和高壓級壓縮機總功耗盡可能小，循環的制冷系統盡可能大。
8、油壓差、油溫與油位高度
潤滑油系統是機組正常運行的部分，它為機組的運動零件提供潤滑和冷卻條件。從各種機組的潤滑系統組成特點看，除往復式機組將潤滑油儲存在壓縮機曲軸內依附于制冷系統外，離心式和螺桿式機組都有獨立的潤滑油系統，有自己的貯油容器，有專門用于降低油溫的油冷卻器。因此，潤滑油的油壓差，油溫與油壓高度，是保證機組在正常工作條件下，運動零件潤滑和冷卻的三要素。
油壓差的作用：是使潤滑油在油泵的驅動下，在油系統管道中流動，輸送到各工作部位時克服其流動阻力。沒有足夠的油壓差，就不能保證系統有足夠的潤滑和冷卻油量，及驅動能量調節裝置時所需要的動力。
油壓差的控制范圍：往復式機組為：1.5~2.5kgf/cm2；雙螺桿式機組為：1.5~12.5kgf/cm2；離心式機組為：1.5~2.5kgf/cm2。
油溫：即機組工作時潤滑油溫度。油溫的高低對潤滑油的黏度產生重要影響。油溫大低會使油黏度增大，流動性降低，不易形成均勻的油膜，達不到預期的潤滑效果；同時還會引起油的流動速度降低，使潤滑油量減少，油泵的功耗增大。
油位高度：是潤滑油在儲存容器中的高度。各機組的貯油器均設置有油位顯示裝置。一般規定貯油容器內的油位高度應位于視鏡水平線上下5mm。規定油位高度的目的是為了保證油泵工作時，油循環有足夠的供應量能夠維持連續不斷循環的工作狀態。油位過低易造成油泵失油，甚至釀成機組運行故障或損壞事故。因此，必須在油位過低時，及時給潤滑系統內補充相同牌號的潤滑油，直到油箱內的油位高度達到視鏡的規定高度為止。
9、機組運行電流與電壓
一般機組要求的額定供電電壓為：380V、三相、50Hz，供電的平均相電壓不穩定率小于2%。所有電動機的運行電壓應壓縮機銘牌所規定電壓的±5%范圍之內。
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