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减小过冷度,降低空调的冬季故障

(2011-04-28 11:40:41)
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杂谈

每年冬季,以ISOVEL空调会出现大量的低压故障,造成压缩机停止工作,机房温度过高,严重威胁机房安全。

原因分析:经过检查发现,低压故障是由于室外风机转速较快,使冷凝压力和冷凝温度太低(表5),制冷剂过冷度太大,导致膨胀阀开启度过小,流经膨胀阀的制冷剂量下降,送入蒸发器的制冷剂减少,蒸发压力降低,当低于空调机组低压告警值时,机组就会产生低压告警(膨胀阀的工作见图一);也就是说导致空调低压的直接原因是由于制冷剂过冷度太大。

 


 

问题简介:由于ISOVEL空调室外冷凝器采用了过冷设计,即制冷剂冷凝为液体后,重新进入冷凝器,再一次进行冷却,即过冷,一般来说,一定数值的过冷,是必要的,可以防止制冷剂在膨胀阀前的管路中汽化,使流经膨胀阀的制冷剂质量流量减少,导致膨胀阀容量的降低。为防止在膨胀前出现制冷剂蒸气,所以采用一定的过冷设计。建议采用的过冷度见表: 

 

                       F-22建议采用的过冷度

阀前液管总压力损失(bar)

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

冷凝器出口液体过冷度(℃)

1.5

3

4.5

6

7.5

9

10.5

 

采用调速板调速控制风机的转速,调速风机工作范围为0℃--40℃,超出这个范围,调速板就偏离工作点,无法有效工作,(冬季和夏季温差大,需要不同的调节范围,夏季的调节范围不能用在冬季运行,夏季风机的最小转速在冬季运行中也是偏大的;同样,冬季的调节范围不能用在夏季,不然因为风机转速太低,引起系统高压)。尤其当环境温度低于0℃时,冷凝效果太好,冷凝器出来的液体会严重过冷,而ISOVEL等专用空调的热力膨胀阀感温系统采用充气式充注,这种膨胀阀的阀体温度不能太低,否则内部所充注的制冷剂将在膜片上部的空间处冷凝成液体,造成感温包内液体存在和传送压力降低(图一),使膨胀阀的感温包无法对回气压力进行正确感知,造成膨胀阀开启度过小,进入蒸发器的制冷剂不足,蒸发压力降低,系统连续运行在0.26MPa以下,低压开关三次触发后,形成低压故障,压缩机保护停机。

这是ISOVEL空调调速板原理图,冷凝温度设定由调速板的电路结构所决定,当可调电阻VR1一定时输出电压调节范围较小。冬季和夏季温差大,需要不同的调节范围,夏季的调节范围不能用在冬季运行,夏季风机的最小转速在冬季运行中也是偏大的;同样,冬季的调节范围不能用在夏季,不然因为风机转速太低,引起系统高压。

 

 

对策:针对上述情况,

决定将过冷度控制在一个合适的范围,即将冷凝温度和冷凝压力保持在一个标准的工作范围内,送入蒸发器的制冷剂就不会减少,蒸发压力也不再降低;方法一:对室外风速进行调整

ISOVEL调速板的温度设定由调速板的电路结构所决定,当可调电阻VR1一定时输出电压调节范围较小。冬季和夏季温差大,需要不同的调节范围,夏季的调节范围不能用在冬季运行,夏季风机的最小转速在冬季运行中也是偏大的;同样,冬季的调节范围不能用在夏季,不然因为风机转速太低,引起系统高压。

 

 

方法二:是将冷凝器风机由调速控制改为压力控制,防止在天冷时过冷度失控。方法如下:

1)停机,切断空调电源。

2)拆下调速板和温度传感器,在调速板位置装上压力控制器。

3)接好电线(接线方法如图三所示)和压力探头,防止制冷剂泄露。

4)将压力控制器动作压力设置为1.7MPa,回差压力设置为0.3MPa

5)检查无误后,送电开机,根据压力表读数校正压力控制器的设定。

 

 

 


经过改造后,空调的冷凝压力由压力控制器控制,当高压压力高于1.7Mpa时,冷凝风机启动,当压力低于1.4 Mpa时,冷凝风机停止,通过风机的开停,将压力控制在1.4—1.7 Mpa之间,防止了风机的连续运转造成制冷剂过冷度太大,制冷剂的过冷度被限定在容许的范围内(36℃),图4是冷凝器的压力工作图。从图中可以看出,系统压力波动较为频繁,但由于ISOVEL空调冷凝器下部装有一个较大的储液桶,起到供液均衡作用,所以对空调工作影响不大。缺点是风机频繁启动,噪声比改造前有所提高。

 

 

    方法三:在同样位置装上压力调速器,如海洛斯的PENN压力器,这种控制较优于其他两种控制方式,控制器根据系统压力自动控制风机转速,并达到一个平衡点,工作方式如图五,当冷凝压力达到1.6MPa时,压力开关输出电压,风机启动,这时,风机转速很低,随着冷凝压力的升高,风机转速加快,直到冷凝压力大于等于2.0MPa时,压力控制器输出最大电压195V,此时风机达到最大转速;随着冷凝压力的降低,风机转速降低,当压力等于启动点的位置1. 6MPa时,压力开关切断电压,风机停机。这种方式,弥补了方法二的缺点,制冷循环压力稳定,没有风机频繁启动的噪声,尤其适合在住宅小区等对噪声有控制的地方。

 

 

 

结论:通过本次实验,我们采用了方法三,对杭州市区所有的ISOVEL空调进行改造,使过冷度保持在合适的范围,彻底解决了冬季空调频繁的低压故障,保证了空调的正常运行,确保了机房的安全。

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