低溫組件應(yīng)用技術(shù)

1、低溫組件應(yīng)用技術(shù)更 改 信 息 登 記 表版本更改原因更改說(shuō)明更改人更改時(shí)間V1.0新歸檔目錄前 言4摘 要：5關(guān)鍵詞：5一.來(lái) 源5二.相關(guān)述語(yǔ)的名詞解釋5三.低溫組件的應(yīng)用原理6四.低溫組件配置計(jì)算7五.低溫組件的測(cè)試驗(yàn)證10六.低溫組件的拓展應(yīng)用15七.低溫組件在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的要求18前 言本設(shè)計(jì)模塊于擬制部門(mén)：空調(diào)開(kāi)發(fā)部擬制人：主要起草人：標(biāo)準(zhǔn)化審查人：審核人：批準(zhǔn)人：摘 要： 本文詳述了PEX 風(fēng)冷系列空調(diào)為解決低溫啟動(dòng)和運(yùn)行的一種應(yīng)用技術(shù)，在低溫工況（低于-15）下，保證空調(diào)機(jī)組能正常啟動(dòng)、可靠高效的運(yùn)行，其內(nèi)容包括：低溫組件的應(yīng)用原理；低溫組件配置計(jì)算；低溫組件的測(cè)試驗(yàn)證；低溫組件的

2、拓展應(yīng)用等等。關(guān)鍵詞：低溫組件一. 來(lái) 源機(jī)房空調(diào)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是要求全年能制冷且全天24小時(shí)不間斷運(yùn)行，由于我國(guó)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(biāo)準(zhǔn)PEX空調(diào)應(yīng)用到低溫（-15以下）場(chǎng)合，在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)持續(xù)的低壓，致使空調(diào)無(wú)法正常啟動(dòng)，這樣的啟動(dòng)次數(shù)多了可能會(huì)致使壓縮機(jī)因缺油而發(fā)生故障。低溫組件就是基于滿足風(fēng)冷冷風(fēng)型空調(diào)用于北方極寒冷地區(qū)冬季制冷而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，目的是為了保證空調(diào)機(jī)組在冬季能正常啟動(dòng)、可靠的運(yùn)行。以前為解決低溫運(yùn)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(duì)儲(chǔ)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(dú)立的結(jié)構(gòu)件箱造成成本高等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。還有室外風(fēng)機(jī)在低溫環(huán)境依然是全速運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)噪聲、能效皆是不利的因素，所以在推廣中碰到很大的市場(chǎng)壓力。值此，我們推出低溫組件這種應(yīng)用技術(shù)，低溫組件的儲(chǔ)液器是放置在室內(nèi)機(jī)中，應(yīng)用環(huán)境相對(duì)較好，沒(méi)有大的溫差，密封更容易做好；不需壓頭閥和獨(dú)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(shì)；室外風(fēng)機(jī)是根據(jù)制冷系統(tǒng)的壓力進(jìn)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(jī)的噪聲和耗電量。二. 相關(guān)述語(yǔ)的名詞解釋2.1名詞解釋l 低溫組件：一種解決空調(diào)機(jī)組在低溫地區(qū)能正常啟動(dòng)、運(yùn)行的應(yīng)用技術(shù)，由儲(chǔ)液器、電磁閥、單向閥等器件組成。三. 低溫組件

4、的應(yīng)用原理 此種室內(nèi)機(jī)加低溫組件的應(yīng)用，可解決機(jī)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(jī)組低溫運(yùn)行的最低溫度，最低可以達(dá)到約負(fù)45（實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)），從而拓展了我司機(jī)房精密空調(diào)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用區(qū)域，達(dá)到提高公司產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。冬季在北方地區(qū)，機(jī)房空調(diào)室外機(jī)處于在低溫環(huán)境中，在停機(jī)狀態(tài)時(shí)，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(jī)遷移，時(shí)間越長(zhǎng)遷移得越多，直至完全遷移到室外機(jī)，若此時(shí)開(kāi)啟壓縮機(jī)，可能會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)沒(méi)有制冷劑或量不足而導(dǎo)致壓縮機(jī)啟動(dòng)后出現(xiàn)持續(xù)低壓保護(hù)的情況，造成不能正常開(kāi)機(jī)或損壞壓縮機(jī)。制冷系統(tǒng)中的低溫組件低溫組件的應(yīng)用原理就是保

5、證停機(jī)狀態(tài)下，制冷劑不會(huì)遷移到室外機(jī)去，保證室內(nèi)機(jī)有足夠多的制冷劑不會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)后的持續(xù)低壓的情況，低溫組件是由帶視液鏡的儲(chǔ)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(jī)組，制冷劑的充注量會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組多，多出的制冷劑量可以通過(guò)計(jì)算得到，該多出的制冷劑量決定了儲(chǔ)液器容量的大小。儲(chǔ)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(jī)房空調(diào)正常工作時(shí), 多出的制冷劑儲(chǔ)存在儲(chǔ)液器中；空調(diào)停機(jī)時(shí)，低溫組件中的電磁閥關(guān)閉，在單向閥共同作用下，儲(chǔ)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(kāi)機(jī)時(shí)，低溫組件中電磁閥打開(kāi)，這些制冷劑就可以經(jīng)過(guò)膨脹閥，在蒸發(fā)器中相變?yōu)闅鈶B(tài)進(jìn)入壓縮機(jī)，

6、通過(guò)壓縮機(jī)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(jī)組在低溫情況下能正常啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行。四. 低溫組件配置計(jì)算4.1 空調(diào)機(jī)組充注制冷劑的簡(jiǎn)單計(jì)算低溫組件的配置計(jì)算主要是制冷劑儲(chǔ)存量的計(jì)算，帶低溫組件機(jī)組所需制冷劑以在低溫狀態(tài)液體制冷劑能充滿整個(gè)冷凝器盤(pán)管為標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵诘蜏貑?dòng)時(shí)，高、低壓暫時(shí)還未建立起來(lái)，那時(shí)壓縮機(jī)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(dòng)冷凝器中的制冷劑回到室內(nèi)機(jī)通過(guò)膨脹閥形成循環(huán)，此時(shí)制冷統(tǒng)才算真正的建立起高、低壓，才處于正常的運(yùn)行中。介于此，對(duì)每

7、種機(jī)型的制冷劑充注量必須有可量化的準(zhǔn)確值。以下是對(duì)PEX各種不同機(jī)組測(cè)試時(shí)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(jī)連管長(zhǎng)度在10米內(nèi)。我們可取中間值50%來(lái)推算其他機(jī)型的充注量，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)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(chǔ)液器的容量計(jì)算從以上內(nèi)容可知機(jī)組在低溫狀態(tài)液體制冷劑能充滿整個(gè)冷凝器盤(pán)管為標(biāo)準(zhǔn)，那以冷凝器盤(pán)管的容積作為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)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(chǔ)液器需要儲(chǔ)存的量，可按下面公式進(jìn)行儲(chǔ)液器的容量計(jì)算：Q冷=L冷*kQ儲(chǔ)=Q冷-Q常式中 Q冷-

8、低溫狀態(tài)下冷凝器儲(chǔ)存冷媒量（kg）； L冷-冷凝器盤(pán)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(jì)算值取50%，可能與實(shí)際有一定的差距而取系數(shù)1.2來(lái)保證冷媒有足夠的冗余）；Q儲(chǔ)-儲(chǔ)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(jì)算PEX系列風(fēng)冷機(jī)組的儲(chǔ)液器存冷媒量，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：表三4.3 不同機(jī)組配置低溫組件列表從表三可看出，機(jī)組從小到大所需存儲(chǔ)冷媒的量不盡相同，考慮到設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性和加工采購(gòu)的便利性，我們擬用10L和14L兩種儲(chǔ)液器來(lái)滿足PEX系列機(jī)型在低溫下的應(yīng)用，每種機(jī)型配置的儲(chǔ)液器見(jiàn)以下配置表：表四五. 低溫組

9、件的測(cè)試驗(yàn)證為了驗(yàn)證空調(diào)機(jī)組配置低溫組件對(duì)于低溫啟動(dòng)和運(yùn)行的有效性，我首先測(cè)試不帶儲(chǔ)液器的系統(tǒng)能應(yīng)用到的低溫范圍；從而評(píng)估在通過(guò)調(diào)速能做到的低溫極限；再測(cè)試制冷系統(tǒng)增加低溫組件能應(yīng)用到的低溫范圍；從-15 -40 ，評(píng)估增加儲(chǔ)液器能做的低溫極限，以及不同室外環(huán)境溫度對(duì)制冷系統(tǒng)低壓復(fù)位的影響和在低溫情況下風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。5.1 不加低溫組件機(jī)組的低溫環(huán)境運(yùn)行試驗(yàn) 試驗(yàn)用的室內(nèi)機(jī)為：PEX1125RA；室外機(jī)為：LSF32；測(cè)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(cè)試：-15 、-25 ；系統(tǒng)低壓保護(hù)點(diǎn)為：1.36bar斷開(kāi)、2.5bar復(fù)位，精度為0.5bar;1不帶儲(chǔ)液器，

10、室外溫度-15的測(cè)試：低壓延時(shí)設(shè)定300s；機(jī)組啟動(dòng)點(diǎn)機(jī)組低壓復(fù)位點(diǎn)圖2機(jī)組啟動(dòng)160S低壓復(fù)位，機(jī)組能正常運(yùn)行,因風(fēng)機(jī)調(diào)速的緣故，高壓有0.3bar的波動(dòng)。2不帶儲(chǔ)液器，室外溫度-25的測(cè)試：低壓延時(shí)設(shè)定300s；機(jī)組啟動(dòng)點(diǎn)啟動(dòng)300S后低壓無(wú)法復(fù)位圖3 機(jī)組啟動(dòng)300S后還無(wú)建立起高、低壓，低壓壓力在2.5bar以下，機(jī)組持續(xù)低壓保護(hù)。5.2 加低溫組件的機(jī)組在低溫環(huán)境運(yùn)行試驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)組仍然是PEX1125RA和LSF32； 1加低溫組件，室外-25的測(cè)試： (儲(chǔ)液器內(nèi)壓力9bar,室外側(cè)壓力1.32bar)吸干制冷劑過(guò)程室外制冷劑開(kāi)始回液圖4機(jī)組啟動(dòng)215”低壓復(fù)位，壓力穩(wěn)定上升，510”

11、室外風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。 2加低溫組件，室外-40的測(cè)試： (儲(chǔ)液器內(nèi)壓力8.34bar，室外側(cè)壓力0.26bar)室外制冷劑開(kāi)始回液吸干制冷劑過(guò)程圖5機(jī)組啟動(dòng)250”低壓復(fù)位，壓力穩(wěn)定上升，1140”室外風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。通過(guò)以上的系列測(cè)試,我們可得知采用風(fēng)機(jī)調(diào)速控制的室外機(jī)可適應(yīng)的最低溫度在-15 ；再低的話，就需要調(diào)整低壓屏蔽的時(shí)間，并且不能低過(guò)-25 ；通常我們不建議這樣做，因?yàn)槌掷m(xù)低壓太長(zhǎng)時(shí)間容易損壞壓縮機(jī)。如要應(yīng)用在更低溫度環(huán)境就需采用加低溫組件的方案,通過(guò)增加低溫組件來(lái)改善低溫啟動(dòng)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(fù)位的時(shí)間需要越長(zhǎng)，在-40 時(shí)的低溫工況依然能在3min 內(nèi)復(fù)位低壓，啟

12、動(dòng)后能保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，室外風(fēng)機(jī)也不曾出現(xiàn)頻繁啟停的現(xiàn)象。5.3 不同工況對(duì)冷媒儲(chǔ)存量的影響通過(guò)調(diào)整不同室外環(huán)境溫度來(lái)觀察空調(diào)制冷系統(tǒng)低壓復(fù)位時(shí)間；找出高溫工況與低溫工況所需求的冷媒儲(chǔ)存量的差異，從而保證帶低溫組件的機(jī)組能安全運(yùn)行在各工況下。試驗(yàn)用的室內(nèi)機(jī)為：PEX3200RA；室內(nèi)機(jī)安裝的儲(chǔ)液器從底部到頂端設(shè)置了1根透明的塑鋼視管，從而方便讀取儲(chǔ)液器中制冷劑儲(chǔ)存量的變化；室外機(jī)為：LSF62；測(cè)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(cè)試：-35 、-45 、45 ；系統(tǒng)低壓保護(hù)點(diǎn)為：1.36bar斷開(kāi)、2.5bar復(fù)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(cè)試：低壓延時(shí)設(shè)定300s；圖6機(jī)組啟動(dòng)47秒全部吸干儲(chǔ)液器中液體，1分10秒開(kāi)始回液，2分鐘低壓復(fù)位。室外環(huán)境溫度上升到-20度時(shí)，儲(chǔ)液器液位在345440mm之間波動(dòng)。2. 帶低溫組件，充注制冷劑28kg，室外溫度-45的測(cè)試：低壓延時(shí)設(shè)定300s；圖7機(jī)組啟動(dòng)50秒全部吸干儲(chǔ)液器中液體，1分19秒開(kāi)始回液，2分15秒低壓復(fù)位。室外環(huán)境溫度上升到-27度時(shí)，儲(chǔ)液器液位在350440mm之間波動(dòng)。3. 帶低溫組件，充注制冷劑28kg，室外溫度45的測(cè)試：圖8機(jī)組運(yùn)行時(shí)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(guò)大（約5.4bar），致使排氣壓力較高。通過(guò)以上的系列測(cè)試，室外環(huán)境溫度越低制冷系統(tǒng)低壓復(fù)位的時(shí)間需要越長(zhǎng)，但在加低溫組件后低壓的恢復(fù)時(shí)間皆在3分鐘之內(nèi)。通過(guò)高、低溫運(yùn)行的對(duì)比，儲(chǔ)液器中的液體儲(chǔ)存量大致相同，根據(jù)液位差計(jì)算，罐中液體相差在1kg以內(nèi)。六. 低溫組件的拓展應(yīng)用由于低溫組件在室內(nèi)機(jī)的儲(chǔ)液器能儲(chǔ)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(gè)特點(diǎn)，我們可將帶低溫組件的機(jī)組應(yīng)用到負(fù)落差的工程中。應(yīng)用的范圍只是要考慮制冷系統(tǒng)為克服液柱對(duì)系統(tǒng)形成阻力而升高的排氣壓力，經(jīng)計(jì)算可應(yīng)用的最大負(fù)落差是-25米。以上結(jié)論在風(fēng)冷冷風(fēng)空調(diào)長(zhǎng)連管、正負(fù)落差配管指導(dǎo)中有詳