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      制冷系統主要運行參數的節能控制調節

      發布時間:2021-5-4 8:27:54      點擊次數:25
            在實際的制冷設備及系統工程運行中,不僅應該把制冷系統調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,而且還應該并可以進一步將制冷系統調整到最佳運行狀態,實現高效節能的運行目的,提高制冷設備運行的節能水平。
        一、蒸發溫度和蒸發壓力
        在制冷設備的設計中,提高蒸發溫度將使制冷系統的壓縮比降低、功耗減少,這對節能是十分有利的。問題是蒸發溫度取決于被冷卻對象,調整蒸發溫度必須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節中,應注意觀察,及時采取相應措施,如適當除霜、適當增大供液量、對蒸發器進行放油除污垢清理、對壓縮機實施有效能量調節等,使蒸發溫度穩定在設計溫度,避免蒸發溫度不必要地過低還是非常必要的。
        從節能的角度來講,適當地提高蒸發溫度是經濟合理的,計算表明,當用-25℃的庫溫代替-30℃庫溫時,由于蒸發溫度升高,將節約電能達9.8%。因此,對于貯存期較短,質量對低溫要求不高的情況,可以適當地提高蒸發溫度,達到節能的效果。另外一般制冷裝置都按滿負荷進行設計,而實際在滿負荷運行的時間并不長,大部分時間是在小于設計負荷的條件下運行。在部分負荷即耗冷量減少時,提高蒸發溫度,可以利用減小蒸發器的傳熱溫差,達到同樣的降溫效果。
        例如,當冷凝溫度為38℃時,制冷系統的蒸發溫度-33℃;當耗冷量減少為原設計的50%,原蒸發器傳熱溫差由10℃減少為5℃,庫房仍利用原有設備,使庫溫維持在-23℃,但此時蒸發溫度提高為-28℃,計算表明節能效果可達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。從節能角度,在制冷設備設計時應適當選取較高的冷凝溫度,即配置較大的冷凝換熱面積,達到實際節能運行的目的。
        從操作調節的角度,應控制制冷設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、排除不凝結氣體
        控制冷卻介質的流量、流速,保證冷卻介質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
        在系統設備部分負荷下運行時,應特別注意同時對應控制調節冷凝系統的水泵風機負荷,避免無效的換熱功耗。因為制冷設備的總能耗包括了壓縮機的能耗和換熱器水泵和風機的能耗。
        三、液體過冷度和吸氣過熱度
        在一定的冷凝溫度、蒸發溫度下,采用使節流前制冷劑液體過冷的方法可達到減小節流后制冷劑干度的目的,提高制冷循環的制冷量。
        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,因而冷卻水的進口溫度比冷凝溫度低5~13K,這就足以使制冷劑出口溫度達到一定的過冷度。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部,這部分液體將繼續把熱量傳給管內的冷卻水和周圍介質,排出時便可獲得一定過冷度。過冷度的獲得產生并不產生壓縮機耗功的增加,這就意味著過冷度必定導致設備系統制冷系數的增加,提高制冷設備運行的經濟性。
        研究計算表明,在冷凝溫度40℃,蒸發溫度5℃工況條件下,5K的過冷度,會使R22制冷設備制冷量增加4.27%,輸入功率無變化,COP值提高4.27%。
        吸氣過熱度在有效改善提高壓縮機的容積效率和系統單位質量制冷量的同時,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,但設備系統的制冷系數則是隨之降低的。
        這雖似與設備的節能運行有相駁之處,但在制冷設備,特別是在低溫制冷設備中,吸氣溫度過低會使壓縮機產生嚴重結霜,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,濕沖程極易產生液擊對壓縮機產生致命的機械損傷。
        除此之外,充分利用晝夜溫差引起的夜間熱負荷降低,冷凝溫度降低及夜間低谷電網,盡可能使制冷設備在夜間運行;在制冷環境中優化設計均勻的氣流組織;采用多級分段制冷工藝使制冷設備在各個時段中采用不同的運行參數,降低傳熱溫差,利用連續變溫調節時制冷系數大的原理,以不增加投資實現實際制冷凍結過程的節能也都具有較為明顯的經濟效益

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