节能空调制冷系统分析

随着经济的发展和人们生活质量的提高,环境污染问题、能源紧张问题和食品安全问题越来越引起世界各国人民的关注。制冷空调行业发展的趋势是节能、环保和安全。本文主要对蒸汽压缩式制冷系统运行与管理中的节能、环保和安全问题进行了探讨。

1.节能空调制冷系统简述

空调制冷系统由压缩机,冷凝器,膨胀阀和蒸发器组成,其工作过程如下:制冷剂在压力温度下沸腾,低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气,并将它压缩到冷凝压力,然后送往冷凝器,在压力下等压冷却和冷凝成液体,制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质(机房空调采用的空气),与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度,冷凝后的液体通过膨胀阀或其他节流元件进入蒸发器。

在整个循环过程中,压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中的低压力,冷凝器中的高压力的作用,是整个系统的心脏;节流阀对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量;蒸发器是输出冷量的设备,制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量,从而达到制取冷量的目的;冷凝器是输出热量的设备,从蒸发器中吸取的热量连压缩机消耗的功转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走。

空调的节能在电信生产中的管理工作较为薄弱,能源浪费现象较为严重,所以加强空调的维护管理和技术改造,可以达到节能的目的。

2.影响空调制冷效果的因素

由于空调四大件中,压缩机效率已经由投资成本决定,因此影响空调制冷效果的具体因素如下:

2.1制冷系统的蒸发温度

蒸发器内制冷剂的蒸发温度,应该比空气温度低,这样机房的热量才会传给制冷剂,制冷剂吸收热量后蒸发成气体,由压缩机吸走,使得蒸发器的压力不会因受热蒸发的气体过多而压力升高,从而使蒸发温度也升高,以致影响制冷效果,而这个的温差,是结合空调的投资成本及制冷工作时能耗费用而综合决定的。在我们机房空调中,蒸发器采用的是直接蒸发式,这个温差为12～14℃,而实际上,由于种种不良因素的影响,不能很好的保证这个温差,有时在20℃以上,这样我们的能耗就增加了。通过计算,在冷凝温度不变情况下,蒸发温度越低,压缩机制冷效果降低,排气温度升高。制冷系统中蒸发器的制冷剂,蒸发温度降低1度,要产生同样的冷量,耗电约增加4%左右。

2.2胀阀开启度

必须定期测量膨胀阀过热度,调整膨胀阀开启度。步骤如下:停机,将数字温度表的探头插入到蒸发器回气口处的保温层内,准备读出蒸发器回气的温度T1将压力表与压缩机低压阀的三通相连(HIROSS40UA等没有低压阀的空调,则将压力表与蒸发器上的接头相连),准备读出蒸发器出口压力所对应的温度T2开机,让压缩机运行15分钟以上,进入正常运行状态,使系统压力和温度达到一恒定值。现场测得高压压力为18Kg/cm2,高压开关始终处于闭合运行状态,故对系统影响不大,不用作特别处理。读出蒸发器出口温度T1与蒸发器出口压力所对应的温度T2,过热度为两读数之差。注意,必须同时读出这两个读数,因为膨胀阀是一个机械结构,它的动作会同时引起T1和T2的改变。膨胀阀过热度应在5-8℃之间,如果不是,则进行调整。

2.3制冷系统的冷凝压力

空调冷凝器脏机房空调一般采用风冷式冷凝器,它由多组盘管组成,在盘管外加肋片,以增加空气侧的传热面积,同时,采用风机加速空气的流动,以增加空气侧的传热效果。因片距较小,加上机房空调连续长时间使用,飞虫杂物及尘埃粘在冷凝器翅片上,致使空气不能大流量通过冷凝器,热阻增大,影响传热效果,导致冷凝效果下降,高压侧压力升高,制冷效果降低的同时,消耗了更多的电力,冷凝压力每升高1kg/cm2,耗电量增加6～8%。采用对策:结合空调使用环境,根据结灰情况,定期对空调外机进行冲洗,具体方法是用水枪或压缩空气,由内向外冲洗空调冷凝器,清除附在冷凝器上的杂物和灰尘,现在杭州电信分公司每年两次对机房空调外机进行冲洗,保证良好的散热效果的同时,节约了大量的能源。

冷凝器配置不当有些厂家为了节约成本,追求利润最大化,故意配置偏小的冷凝器,使空调制冷效果降低,这种情况尽量在空调设计时进行避免,但有时也会发生,夏天造成空调频繁高压告警,频繁冲洗空调外机也无济于事,严重加重了维护人员的工作量,必须更换冷凝器。如杭州转塘、新风机房,由于冷凝器配置偏小,夏季三天两头高压故障,维护人员疲于奔命,浪费了大量的人力物力,现在杭州电信分公司对配置不合理的冷凝器已进行了更换,很好的解决了这个问题。

系统内部有空气如果空调抽真空不够,加液时不小心,就会混进空气。空气在制冷系统中是有害的,它会影响制冷剤的蒸汽的冷凝放热,使冷凝器的工作压力升高,如当时的冷凝温度为35度,对应的冷凝压力为12.5kg/cm2表压,可实际压力表的压力可能是14kg/cm2,这多出来的1.5kg/cm2的空气占据在冷凝器中(道尔顿定律),由于排气压力增高,排气温度也升高,制冷量减少,耗电量增加,所以必须清除高压系统中的空气。采用对策:进行放空气操作,在停机情况下,从排气口或冷凝器丝堵处放气进行放气操作。

制冷剂冲注过多,冷凝压力也会升高。由于多余的制冷剂会占据冷凝器的面积,造成冷凝面积减少,使冷凝效果变差。

通过上述手段,可以保证空调工作在最佳状况,不仅降低了空调的故障率,而且单台空调在夏季可以节约10～20%的能量。因此,加强空调维护,对空调的制冷效果、空调寿命、尤其是节约能源具有重要的意义。