满液式水冷冷水机组运行的故障问题探究

满液式水冷冷水机组运行的故障问题探究

中国电器科学研究院有限公司广东广州510000

摘要:当前满液式的水冷冷水机组在实际运行的过程中,依然存在着一定的问题,如压缩机的回液严重、冷却器与蒸发器存在液位异常,以及辅侧(冷凝器侧)与主侧(蒸发器侧)的制冷量偏差超标等故障,据此提出了具有针对性的解决方案,旨在提高机组运行的可靠性。

关键词:满液式水冷冷水机;压缩机回液;液位异常;量偏差超标

实际上液满式的水冷的冷水机组在进行制冷的过程中制冷量相对来说较大,它与末端位置的处理设备一同构成一种较为大型并且集中的空调系统,其具有一定的优势,可以大范围使用。但就目前的状况来看,将该设备应用在实际工作的过程中,压缩机会出现较严重的回液现象,而蒸发器则会出现位移的问题,并且主侧位置的制冷量也会出现严重的超标等问题,进而无法发挥出机组设备的优势,并且难以与干式的水冷冷水机组的制冷效果进行对比。

1满液式的水冷冷水机出现故障情况

该机组设备使用电子膨胀阀节流的方式,对其进行合理的调节。在该设备实际运行的过程中,会根据吸收的温度、蒸发的压力等参数变化,并且采用微电脑的控制器对其计算,能对其的开关进行合理的控制。我国压缩机制冷设备的检验监督中心,在对其进行测试的过程中,会发现以下异常情况,如压缩机出现回液现象、冷凝器与蒸发器的制冷剂异常现象,因此使得机组测试结果存在偏差。对于相关问题在实际解决的过程中,笔者认为,首先应该系统的总结与分析该机组设备在实际运行过程中出现故障的原因,在对解决机组故障的方案进行详细的探讨与研究,并得出相关的解决方案[1]。

2分析满液式的水冷冷水机组设备在运行中出现故障原因

2.1回油故障

该机组设备出现回油问题是较为常见的一种技术性问题,其主要原因由于,工作人员的回油方式不当或充注在机组中的制冷剂的量相对较大等相关因素所导致的。在该机组设备实际运行的过程中,由于制冷剂将润滑油带入到蒸发器当中,因此只有增发器中所含有的油量应该一直保持在一个相对来说较低的水平上,才能保障设备的正常运行,否则会出现一定的问题,一方面可能会导致在增发器内的润滑剂存积过多,会在一定程度上影响换热的效果。另外一方面,会使得压缩机会出现缺油的现象,会使得机组能以正常运行工作[1]。实际上该机组设备的回油方式相对来说较多,而测试机组所采用的回油方式一般都应用直接的回油方法,采用该方法主要是根据吸气的流速将润滑油直接打带入到压缩机当中,该方式实际上属于干式蒸发器较为常用的回油方法。

2.2设计过热度不合理

在设置和设计过热度的过程中若将其合理的设置,能够对冷水机组的高效运行与稳定性带来一定的效果。实际上可将过热度分成排气和吸气的过热度,运用排气过热度能够将压缩机的实际工作状态真正的反应出来。运用满液式机组的水冷冷水机它所吸收的热度一般都将其设置于0.5K~1.5K间,过热度的大小情况与机组的正常安全运用状况产生了直接的影响,如果在吸气的过程中过热度过大会使得压缩机的线圈热保护出现停机的现象,另外,如果吸气过热度相对开始较小,可能会使得压缩机出现液击的情况,甚至严重的还会影响到润滑油自身的润滑功能。对吸气过热度大小的影响有三方面原因:第一,制冷剂的充注量低。第二,电子膨胀阀出现了功能障碍,第三,在设计蒸发器的过程中出现一定的偏差。以上三个原因都会使得吸气的过热度与所设定的值出现偏差[2]。

在一般情况下是将被测试机组的设置初始的吸气过热度为1K,机组在实际工作的过程中,在压缩机的视液镜内出现了较多的白泡,与此同时压缩机还伴有闷响的声音,出现此类现象,分析压缩机可能会产生回液的情况。此外蒸发器的液位相对较低,因此可将吸气过热度调整为1.5K,然后缓慢的不断增加制冷剂的充注量,充注制冷剂时应间隔的进行。

2.3控制运行不精确

为了能够保障该机组的高效合理性运行,应制定合理的运行策略,实际上在控制机组运行系统主要包括,调整过热目标值、控制蒸发器液位、调节电子膨胀阀等。其中在控制蒸发器的位液时应将其控制在一个较为合理的范围内,尤其该环节是一项较为重要的工作内容。当前在我国众多企业当中的控制液位技术的精度都应该进一步的提升。在被测试机组中的控制器都是外购而来的,在机组实际运用的过程中会出现控制精度出现偏差,控制系统不灵敏等现象,因此这些问题的出现会引起蒸发液位出现不正常的情况以及主侧冷量与辅侧冷量出现较大的偏差等相关问题[3]。

2.4其他因素

以上指出了三种对该机组在运行故障的原因,而除了以上三个原因之外还有企业方面的因素,例如调节与操作机组不合格、充注制冷剂的量过多等因素。

如果在机组当中所充注的制冷剂的量过多会使得冷凝器当中的液位与标准的相比会出现偏高的现象,并且热负荷加大,此外,由于在蒸发器侧制冷量会受到机组设计能力大小的控制,这样不能增大机组的压力,进而会使得主辅侧的制冷量出现不平衡的现象,使得主辅侧的制冷量偏差与产品所规定的标准范围不符。

3研究满液式的水冷冷水机组运行可靠性

3.1选择和改进机组的回油方式

3.1.1直接进行回油

在一般情况下直接回油方式都用在干式蒸发器当中,并根据吸气的流速,将润滑油直接抽回到压缩机中。在该行业当中普遍认为如果运用满液式的蒸发器如果采取直接的回油方式是不合理的,在一般情况下,可合理的建设一种动态式的平衡性的关系,并且在经过了多次研究与实验之后,合理的设计出在蒸发器的管排上面气体的流速和液滴产生腾飞的高度,这样能够有效的实现在气体中能够夹带着液体使用这种方式能够进行直接回油。

3.1.2引射回油方式

采用该回油方式一般都是使用了流体动静压转换的工作原理,在实际工作的过程中运用了引射器,然后将一路的高压气体引入,并将其转换成为低压和高速的气体,并且应该将润滑油与制冷剂的混合物体将其抽回到压缩机的吸气口位置,如图1所示为引射回油原理。在进行回油的过程中如果采用引射回油的方式对回收润滑油的效率相对与直接的回油方式的回油方式的工作效率较高。液体制冷剂与润滑油的互溶是一项较为理想的回油方式,当润滑油将制冷剂融入之后,会在蒸发器的液面上形成富油层。因此相关设计工作人员应该根据制冷剂的流量、润滑油的含量等相关参数,对引射器进行选型,之后可在适当的位置设置回油管,之后再通过试验后分析引射器所选型是否正确。

图1引射回油的原理图

实际上运用引回油方式,其工作原理是控制回油量,但在控制的过程中一定要具有一定的合理性,如果对回油不能合理的进行控制则会使得机组的制冷能力出现下降的情况,甚至还会影响机组的正常运行。

图2高压油引射原理示意图

如图2所示采用了高压油引射技术。将该技术与引射回油方式相比存在一定的差异,区别是高压的引射流体是在油的分离器中的主回油管路将高压油引出。并且采用了高压油进行引射,才赢这种引射方式不仅能够减少机组制冷量的损失,也能在一定程度上提升回油的效率与引射的效果。

3.1.3三级回油系统

为了能够更好的保障回油的可靠性,可运用三级回油系统进行回油即,油分离器、蒸发器的引射、蒸发器的吸气。

第一,运用油分离器进行回油是指在系统当中设置外置油分离器,该系统采用了离心式过滤的工作原理,能够可有效地将压缩机排气内所含的润滑油进行分离,并且能够将其返回到压缩机当中,这样能够确保压缩机的运行,另外也能在一定程度上减少润油含量很入到蒸发器当中,并且能够有效的提升蒸发器换热的效率。

第二,采用蒸发器的吸气回油方式,是通过对蒸发器内部的液面进行控制,

第三,蒸发器的引射回油方式,其主要运用了引射泵当成动力装置,并且引一路高压油或高压制冷剂转化成为高速低压的气体,此外将润滑油与制冷剂所形成的混合物引回导压缩机的吸气口处。

采用三级回油系统,能够有效的达到一定的回油效果,也能提升蒸发器的换热系统与效率的制冷性能能够达到一定的效果。

3.2合理的过热度设置

在设置排气过热度时候应该确保蒸发器进液量的精确度,并对其进行合理的控制,在对其进行控制的过程中应在水温与水流量在正常状态的基础上,按照液位来设置过热度,在调节液位时同运用电子膨胀阀来进行控制,电子膨胀阀所接受的信号是有控制器来进行控制的[3]。

3.3机组的运行控制策略

3.3.1PID控制


合理的开发PID的控制软件,通过调节电子膨胀阀的PID开度,来实现精确的控制蒸发器的出水温度和液位,并且应该确保机组能够处于最佳和最安全的状态下运行。并且应在软件之中设置开放式调节参数的窗口,这样能够有效的增加机组运行的稳定性与多工况的适应能力。

3.3.2合理的优化控制逻辑

合理的优化控制逻辑:第一,能够自动的计算出排气过热度自身的最佳目标值并且能对其进行快速的调整;第二,通过对电子膨胀阀开度的调节来实现蒸发液位与制冷剂的流量能够保持在最佳的计量;第三控制压缩机的加载和卸载的速度,确保压缩机能够正常的回油与稳定的运行;第四,当机组处于低压差运行工况的状态下下,在对其进行适当的控制和调节对机组回油的蒸发回油范围具有一定的优势。

3.3.3开度法的控制技术进行计算

实际上计算开度法属于一种电子膨胀阀的供液控制技术,若采用该方案能够将压缩机的吸气质量准确的计算出来,并能精确的计算出控制电子膨胀阀的步数。


3.3.4热管的检测技术

热管技术是对蒸发器的液位进行检查,如图3所示。在蒸发器的最佳处安装两个热管,将两个热管分为安装在液位的上方与下方。热管蒸发段是位于蒸发器外面,冷凝段是在蒸发器里面。处于上方的热管冷凝段是在蒸发器内液处的上方气相空间,下部的热管冷凝段是在液相空间。

图3热管检测技术的原理图

3.4其他方面

一方面能够保障制冷剂的充注量,对其进行控制是为了能够避免出现过多的制冷剂充注量,防止压缩机出现跑油等现象;另一方面,应保障系统具有较好的清洁度,这样可确保机组能够具有较好的回油性[4]。


4结束语

就目前状况来看,满液式的水冷冷水机组具有较高的效率,在生产企业当中已经广泛的认可,所以确保机组的可靠运行,对生产效率的提升,有着极大的促进作用。为此,本文针对该机组在运行时存在的问题,进行详细的探讨和研究,并提出有效的解决对策与方案。

参考文献:

[1]刘羽松,刘国林,钟丹艳.满液式水冷冷水螺杆机组回油研究[J].日用电器,2015(8):92-94.

[2]李璐峰,夏雨亮.满液式水冷冷水机组换热器设计参数选取的经济性分析[J].制冷与空调,2014,14(2):31-33.

[3]陈今朝.满液式螺杆冷水机组设计及回油方式研究[D].上海交通大学,2012.

[4]王青.满液式螺杆冷水机组设计及回油方式研究[J].工程技术:文摘版,2016(7):00302-00302.

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