淺談制冷設(shè)備選型及運(yùn)行控制中的節(jié)能技術(shù)

時間：2019-03-07作者：濮陽市冰飛制冷設(shè)備有限公司瀏覽：362

制冷技術(shù)的發(fā)展水平是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)和人民生活水平的重要標(biāo)志。近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人均生活水平的不斷提高，制冷行業(yè)獲得了較其迅猛的發(fā) 展，但長期以來我國經(jīng)濟(jì)增長仍是以資源高消耗和犧牲環(huán)境為代價的粗放型經(jīng)濟(jì)增長模式。統(tǒng)計資料表明，我國現(xiàn)階段總能源利用率僅達(dá)歐美日等發(fā)達(dá)國家上世紀(jì)八 十年代水平。制冷行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中大耗能行業(yè)之一，制冷裝置的能耗在我國總耗能中的比重還在逐年上升。因此，制冷裝置的節(jié)能就成為了我國節(jié)能工作中的重要 一環(huán)，也成為我們制冷行業(yè)內(nèi)重要的研究課題之一。
通過研究和生產(chǎn)實踐運(yùn)用，我們認(rèn)為：對制冷裝置進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計與匹配組成，并通過對系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行精心、正確合理地的操作控制，就能使制冷裝置在較經(jīng)濟(jì)合理的工況條件下安全可靠地運(yùn)行，同時達(dá)到產(chǎn)冷量較大，耗功較省，運(yùn)行效率較高的目的。
下面即簡略地談幾點(diǎn)在制冷設(shè)備的設(shè)計選型及運(yùn)行控制中的節(jié)能技術(shù)方法，拋磚引玉，使廣大的制冷用戶，較經(jīng)濟(jì)、合理、安全、節(jié)能地設(shè)計和使用制冷設(shè)備。
1.制冷設(shè)備主要組成配件的節(jié)能選型
1.1制冷壓縮機(jī)的選擇
1.1.1溫度范圍
制冷設(shè)備設(shè)計中選擇壓縮機(jī)，首先應(yīng)考慮制冷設(shè)備對制取溫度的要求，同時對用戶的用冷情況也應(yīng)進(jìn)行深入的調(diào)查了解，選擇適應(yīng)溫度要求的中高溫壓縮機(jī)或低溫壓縮機(jī)。在*二代活塞式制冷壓縮機(jī)中，充分考慮了不同工況領(lǐng)域電機(jī)功率與氣體流量的不同，相同排量的中高溫壓縮機(jī)與低溫壓縮機(jī)是分別采用不同電機(jī)與閥板組合優(yōu)化設(shè)計制造的。低溫壓縮機(jī)是決不允許應(yīng)用于蒸發(fā)溫度大于-5℃以上的場合，以避免壓縮機(jī)電機(jī)過載；反之，在低溫領(lǐng)域若采用相同排量的高溫壓縮機(jī)，往往會因為電機(jī)效率下降、功率因素
降低、閥板余隙影響等造成制冷設(shè)備制冷量明顯減少、功耗增大，也是很不經(jīng)濟(jì)的。
1.1.2制冷量
制冷量的大小將直接關(guān)系到工程設(shè)計的一次性投資、占地面積、能量消耗和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效果。通常制冷量的大小是根據(jù)用戶的熱負(fù)荷而定的。生產(chǎn)實際中情況千差萬別，通常應(yīng)綜合優(yōu)化考慮一次性投資與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效果。應(yīng)當(dāng)注意到，不同用戶的用冷規(guī)律不 同，各地的能源價格不同，以及其它一些因素，都將影響設(shè)備的一次性投資與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效果所占的設(shè)計比重。因此，設(shè)計人員一定要充分調(diào)查當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，進(jìn)行 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性技術(shù)分析，做出全面經(jīng)濟(jì)合理的選擇，切不可只簡單地套用有關(guān)的公式數(shù)據(jù)來選擇確定。設(shè)計選擇上考慮不周，不僅會給制冷設(shè)備的操作維護(hù)造成困難、 導(dǎo)致效率降低、能耗增大，而且可能造成事故產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p失。
1.1.3能量調(diào)節(jié)
通常壓縮機(jī)總是根據(jù)系統(tǒng)較大制冷量需求來選定的。在生產(chǎn)實際中，熱負(fù)荷是隨著外界條件而經(jīng)常變化的，這就提出了對壓縮機(jī)應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)有效地調(diào)節(jié)，使其制冷量與外界熱負(fù)荷始終保持平衡，減少系統(tǒng)蒸發(fā)溫度與壓力的波動，從而相應(yīng)減少被冷卻對象的溫度波動。
對于單臺壓縮機(jī)，較簡單的能量調(diào)節(jié)方式就是間歇運(yùn)行，即當(dāng)達(dá)到規(guī)定的溫度時，壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)溫度升到規(guī)定上**，壓縮機(jī)又將重新起動運(yùn)轉(zhuǎn)。顯然這種方法只用于小型壓縮機(jī)，因為對于功率大于10kW的壓縮機(jī)，壓縮機(jī)電機(jī)的頻繁啟動會引起供電回路的電壓波動，影響其它設(shè)備的正常工作，同時壓縮機(jī)即使不很頻繁的多次重復(fù)啟動也總會對壓縮機(jī)產(chǎn)生致命的損傷隱患。
對于4缸以上的多缸系列壓縮機(jī)，多采用每檔關(guān)閉2缸的能量調(diào)節(jié)方式，基本上可以滿足實際生產(chǎn)中的調(diào)節(jié)要求，但從節(jié)能的角度看，這種調(diào)節(jié)方式顯然是不理想的，因為卸載缸雖不產(chǎn)生制冷壓縮工作了，但其活塞連桿仍在運(yùn)動，仍存在機(jī)械運(yùn)動磨耗，壓縮機(jī)的耗功幾乎保持不變，而非理想的隨制冷量同幅降低，這就使壓縮機(jī)在能量調(diào)節(jié)的部分負(fù)荷下運(yùn)行并不能保持滿負(fù)荷下高效的COP值，尤其在50%負(fù)荷以下運(yùn)行，壓縮機(jī)將較不經(jīng)濟(jì)節(jié)能。
若采用熱氣旁通調(diào)節(jié)方式，即隨著系統(tǒng)熱負(fù)荷下降，吸氣壓力降低，當(dāng)其**旁通閥設(shè)定壓力差時，旁通閥打開使部分高壓制冷劑氣體直接旁通到吸氣管路，這樣既能 防止吸氣壓力進(jìn)一步降低，又能使壓縮機(jī)的凈制冷量下降。由于旁通能量調(diào)節(jié)中旁通的制冷劑，壓縮機(jī)對其做了功而其沒有產(chǎn)生有效冷量，何況旁通時吸氣溫度升高 會造成壓縮機(jī)排氣溫度過高，可能還要通過損失制冷劑對吸氣管路進(jìn)行噴液來消除，又進(jìn)一步造成了壓縮機(jī)制冷量的損失，因此，從節(jié)能角度不提倡采用這種調(diào)節(jié)方 法，這是很不經(jīng)濟(jì)的。
另還有采用變頻調(diào)速裝置進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，從壓縮機(jī)使用的三相異步電機(jī)角度能很好解決制冷量與電機(jī)功率始終高效匹配的問題，但在一定高、低轉(zhuǎn)速范圍，活塞式壓縮機(jī)存在氣閥的開啟運(yùn)動規(guī)律、潤滑油量等問題，且變頻調(diào)速裝置產(chǎn)生的一次性投資成本的增加也不易被接受。
通過生產(chǎn)運(yùn)用實踐，我們逐步認(rèn)識到多機(jī)并聯(lián)型系統(tǒng)，即在同一系統(tǒng)中采用多臺壓縮機(jī)并聯(lián)替代單臺大功率壓縮機(jī)，是實現(xiàn)制冷設(shè)備制冷量調(diào)節(jié)較為合理可靠的方法，能保證制冷設(shè)備在部分負(fù)荷下運(yùn)行的高效率，實現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行，這對較大冷量的系統(tǒng)尤為有利。表1顯示了同樣系統(tǒng)分別采用1臺壓縮機(jī)與4臺壓縮機(jī)系統(tǒng)耗能的實驗研究對比結(jié)果。

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