低溫組件應用技術(shù)

1、低溫組件應用技術(shù)更 改 信 息 登 記 表版本更改原因更改說明更改人更改時間V1.0新歸檔目錄前 言4摘 要：5關(guān)鍵詞：5一.來 源5二.相關(guān)述語的名詞解釋5三.低溫組件的應用原理6四.低溫組件配置計算7五.低溫組件的測試驗證10六.低溫組件的拓展應用15七.低溫組件在現(xiàn)場應用的要求18前 言本設計模塊于擬制部門：空調(diào)開發(fā)部擬制人：主要起草人：標準化審查人：審核人：批準人：摘 要： 本文詳述了PEX 風冷系列空調(diào)為解決低溫啟動和運行的一種應用技術(shù)，在低溫工況（低于-15）下，保證空調(diào)機組能正常啟動、可靠高效的運行，其內(nèi)容包括：低溫組件的應用原理；低溫組件配置計算；低溫組件的測試驗證；低溫組件的

2、拓展應用等等。關(guān)鍵詞：低溫組件一. 來 源機房空調(diào)的一個重要特點就是要求全年能制冷且全天24小時不間斷運行，由于我國的幅員遼闊，北方地區(qū)最冷的氣溫在-45左右，南方地區(qū)最高的氣溫在45左右。如果是標準PEX空調(diào)應用到低溫（-15以下）場合，在啟動的時候會出現(xiàn)持續(xù)的低壓，致使空調(diào)無法正常啟動，這樣的啟動次數(shù)多了可能會致使壓縮機因缺油而發(fā)生故障。低溫組件就是基于滿足風冷冷風型空調(diào)用于北方極寒冷地區(qū)冬季制冷而開發(fā)設計的，目的是為了保證空調(diào)機組在冬季能正常啟動、可靠的運行。以前為解決低溫運行的方案是采用Lee-Temp系統(tǒng)，由于Lee-Temp是用在室外環(huán)境，對儲液器的密封和制造加工工藝要求非常高，且

3、系統(tǒng)中要用到壓頭閥、有獨立的結(jié)構(gòu)件箱造成成本高等現(xiàn)實問題。還有室外風機在低溫環(huán)境依然是全速運轉(zhuǎn)，對噪聲、能效皆是不利的因素，所以在推廣中碰到很大的市場壓力。值此，我們推出低溫組件這種應用技術(shù)，低溫組件的儲液器是放置在室內(nèi)機中，應用環(huán)境相對較好，沒有大的溫差，密封更容易做好；不需壓頭閥和獨立的結(jié)構(gòu)件在成本與Lee-Temp比就體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢；室外風機是根據(jù)制冷系統(tǒng)的壓力進行調(diào)速，在溫度低的情況下轉(zhuǎn)速非常慢，極大的降低了室外機的噪聲和耗電量。二. 相關(guān)述語的名詞解釋2.1名詞解釋l 低溫組件：一種解決空調(diào)機組在低溫地區(qū)能正常啟動、運行的應用技術(shù)，由儲液器、電磁閥、單向閥等器件組成。三. 低溫組件

4、的應用原理 此種室內(nèi)機加低溫組件的應用，可解決機房精密空調(diào)用于北方地區(qū)的冬季制冷，延展了空調(diào)機組低溫運行的最低溫度，最低可以達到約負45（實驗室測試數(shù)據(jù)），從而拓展了我司機房精密空調(diào)的應用范圍和應用區(qū)域，達到提高公司產(chǎn)品競爭力的目的。冬季在北方地區(qū)，機房空調(diào)室外機處于在低溫環(huán)境中，在停機狀態(tài)時，制冷系統(tǒng)停止了工作循環(huán)，由于室外溫度低于室內(nèi)溫度，制冷系統(tǒng)中的制冷劑將向室外低溫的室外機遷移，時間越長遷移得越多，直至完全遷移到室外機，若此時開啟壓縮機，可能會出現(xiàn)壓縮機沒有制冷劑或量不足而導致壓縮機啟動后出現(xiàn)持續(xù)低壓保護的情況，造成不能正常開機或損壞壓縮機。制冷系統(tǒng)中的低溫組件低溫組件的應用原理就是保

5、證停機狀態(tài)下，制冷劑不會遷移到室外機去，保證室內(nèi)機有足夠多的制冷劑不會出現(xiàn)啟動后的持續(xù)低壓的情況，低溫組件是由帶視液鏡的儲液器、單向閥、電磁閥組成，原理圖如下：圖1在安裝帶低溫組件的機組，制冷劑的充注量會比標準機組多，多出的制冷劑量可以通過計算得到，該多出的制冷劑量決定了儲液器容量的大小。儲液器上的視液鏡為制冷系統(tǒng)充注合適的制冷劑量提供了指示。機房空調(diào)正常工作時, 多出的制冷劑儲存在儲液器中；空調(diào)停機時，低溫組件中的電磁閥關(guān)閉，在單向閥共同作用下，儲液器中維持一定量的制冷劑仍保留在其中。這樣，在低溫環(huán)境中開機時，低溫組件中電磁閥打開，這些制冷劑就可以經(jīng)過膨脹閥，在蒸發(fā)器中相變?yōu)闅鈶B(tài)進入壓縮機，

6、通過壓縮機壓縮排出到冷凝器迅速形成持續(xù)循環(huán)，這樣就可以快速地建立起穩(wěn)定的制冷系統(tǒng)正常高壓壓力和低壓壓力，保證了空調(diào)機組在低溫情況下能正常啟動和穩(wěn)定運行。四. 低溫組件配置計算4.1 空調(diào)機組充注制冷劑的簡單計算低溫組件的配置計算主要是制冷劑儲存量的計算，帶低溫組件機組所需制冷劑以在低溫狀態(tài)液體制冷劑能充滿整個冷凝器盤管為標準，因為在低溫啟動時，高、低壓暫時還未建立起來，那時壓縮機的吸氣側(cè)處于抽空的狀態(tài)，高壓壓力也非常低，排氣側(cè)氣體在冷凝器中迅速冷凝，持續(xù)直至高壓高到一定程度足以推動冷凝器中的制冷劑回到室內(nèi)機通過膨脹閥形成循環(huán)，此時制冷統(tǒng)才算真正的建立起高、低壓，才處于正常的運行中。介于此，對每

7、種機型的制冷劑充注量必須有可量化的準確值。以下是對PEX各種不同機組測試時充注制冷劑的記錄數(shù)據(jù)匯總表：從上表數(shù)據(jù)可知制冷劑的充注量一般是占到制冷系統(tǒng)容積的45%57%之間，以上數(shù)據(jù)是基于室內(nèi)、外機連管長度在10米內(nèi)。我們可取中間值50%來推算其他機型的充注量，詳細數(shù)據(jù)見下表：表二注：1.以上充注量皆是指單系統(tǒng)的充注量；4.2 低溫組件儲液器的容量計算從以上內(nèi)容可知機組在低溫狀態(tài)液體制冷劑能充滿整個冷凝器盤管為標準，那以冷凝器盤管的容積作為基準來計算所需的制冷劑量，得出的制冷劑量減去常溫冷媒充注量即是儲液器需要儲存的量，可按下面公式進行儲液器的容量計算：Q冷=L冷*kQ儲=Q冷-Q常式中 Q冷-

8、低溫狀態(tài)下冷凝器儲存冷媒量（kg）； L冷-冷凝器盤管容積量（L）； -制冷劑在-25的密度（約1.4kg/L）； k-安全系數(shù)（考慮常溫充注量是計算值取50%，可能與實際有一定的差距而取系數(shù)1.2來保證冷媒有足夠的冗余）；Q儲-儲液器存冷媒量（kg）；Q常-常溫下冷媒充注量（kg）；根據(jù)以上公式可計算PEX系列風冷機組的儲液器存冷媒量，詳細數(shù)據(jù)見下表：表三4.3 不同機組配置低溫組件列表從表三可看出，機組從小到大所需存儲冷媒的量不盡相同，考慮到設計的統(tǒng)一性和加工采購的便利性，我們擬用10L和14L兩種儲液器來滿足PEX系列機型在低溫下的應用，每種機型配置的儲液器見以下配置表：表四五. 低溫組

9、件的測試驗證為了驗證空調(diào)機組配置低溫組件對于低溫啟動和運行的有效性，我首先測試不帶儲液器的系統(tǒng)能應用到的低溫范圍；從而評估在通過調(diào)速能做到的低溫極限；再測試制冷系統(tǒng)增加低溫組件能應用到的低溫范圍；從-15 -40 ，評估增加儲液器能做的低溫極限，以及不同室外環(huán)境溫度對制冷系統(tǒng)低壓復位的影響和在低溫情況下風機的運轉(zhuǎn)情況。5.1 不加低溫組件機組的低溫環(huán)境運行試驗 試驗用的室內(nèi)機為：PEX1125RA；室外機為：LSF32；測試工況是：室內(nèi)干球21、濕球15 ；室外按不同的低溫值分別測試：-15 、-25 ；系統(tǒng)低壓保護點為：1.36bar斷開、2.5bar復位，精度為0.5bar;1不帶儲液器，

10、室外溫度-15的測試：低壓延時設定300s；機組啟動點機組低壓復位點圖2機組啟動160S低壓復位，機組能正常運行,因風機調(diào)速的緣故，高壓有0.3bar的波動。2不帶儲液器，室外溫度-25的測試：低壓延時設定300s；機組啟動點啟動300S后低壓無法復位圖3 機組啟動300S后還無建立起高、低壓，低壓壓力在2.5bar以下，機組持續(xù)低壓保護。5.2 加低溫組件的機組在低溫環(huán)境運行試驗試驗機組仍然是PEX1125RA和LSF32； 1加低溫組件，室外-25的測試： (儲液器內(nèi)壓力9bar,室外側(cè)壓力1.32bar)吸干制冷劑過程室外制冷劑開始回液圖4機組啟動215”低壓復位，壓力穩(wěn)定上升，510”

11、室外風機啟動。 2加低溫組件，室外-40的測試： (儲液器內(nèi)壓力8.34bar，室外側(cè)壓力0.26bar)室外制冷劑開始回液吸干制冷劑過程圖5機組啟動250”低壓復位，壓力穩(wěn)定上升，1140”室外風機啟動。通過以上的系列測試,我們可得知采用風機調(diào)速控制的室外機可適應的最低溫度在-15 ；再低的話，就需要調(diào)整低壓屏蔽的時間，并且不能低過-25 ；通常我們不建議這樣做，因為持續(xù)低壓太長時間容易損壞壓縮機。如要應用在更低溫度環(huán)境就需采用加低溫組件的方案,通過增加低溫組件來改善低溫啟動造成的持續(xù)低壓，室外環(huán)境溫度越低制冷系統(tǒng)低壓復位的時間需要越長，在-40 時的低溫工況依然能在3min 內(nèi)復位低壓，啟

12、動后能保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，室外風機也不曾出現(xiàn)頻繁啟停的現(xiàn)象。5.3 不同工況對冷媒儲存量的影響通過調(diào)整不同室外環(huán)境溫度來觀察空調(diào)制冷系統(tǒng)低壓復位時間；找出高溫工況與低溫工況所需求的冷媒儲存量的差異，從而保證帶低溫組件的機組能安全運行在各工況下。試驗用的室內(nèi)機為：PEX3200RA；室內(nèi)機安裝的儲液器從底部到頂端設置了1根透明的塑鋼視管，從而方便讀取儲液器中制冷劑儲存量的變化；室外機為：LSF62；測試工況是：室內(nèi)干球21、濕球15 ；室外按不同的低溫值分別測試：-35 、-45 、45 ；系統(tǒng)低壓保護點為：1.36bar斷開、2.5bar復位，精度為0.5bar，1帶低溫組件，充注制冷劑28k

13、g，室外溫度-35的測試：低壓延時設定300s；圖6機組啟動47秒全部吸干儲液器中液體，1分10秒開始回液，2分鐘低壓復位。室外環(huán)境溫度上升到-20度時，儲液器液位在345440mm之間波動。2. 帶低溫組件，充注制冷劑28kg，室外溫度-45的測試：低壓延時設定300s；圖7機組啟動50秒全部吸干儲液器中液體，1分19秒開始回液，2分15秒低壓復位。室外環(huán)境溫度上升到-27度時，儲液器液位在350440mm之間波動。3. 帶低溫組件，充注制冷劑28kg，室外溫度45的測試：圖8機組運行時液面保持在330mm左右，由于管路偏小的原因，造成系統(tǒng)阻力過大（約5.4bar），致使排氣壓力較高。通過以上的系列測試，室外環(huán)境溫度越低制冷系統(tǒng)低壓復位的時間需要越長，但在加低溫組件后低壓的恢復時間皆在3分鐘之內(nèi)。通過高、低溫運行的對比，儲液器中的液體儲存量大致相同，根據(jù)液位差計算，罐中液體相差在1kg以內(nèi)。六. 低溫組件的拓展應用由于低溫組件在室內(nèi)機的儲液器能儲存大量的液體，從而能保證供給膨脹閥的全是飽和液態(tài)制冷劑，由于這個特點，我們可將帶低溫組件的機組應用到負落差的工程中。應用的范圍只是要考慮制冷系統(tǒng)為克服液柱對系統(tǒng)形成阻力而升高的排氣壓力，經(jīng)計算可應用的最大負落差是-25米。以上結(jié)論在風冷冷風空調(diào)長連管、正負落差配管指導中有詳