模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組水流量控制技術(shù)

模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組水流量控制技術(shù)

模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組是各個(gè)獨(dú)立的風(fēng)冷熱泵機(jī)組組合在一起使用，目前模塊式機(jī)組是商用空調(diào)市場銷售非常好的機(jī)型。它的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)客戶的負(fù)荷情況改變模塊單元機(jī)組的數(shù)量或允許客戶在使用過程中再增加機(jī)組
模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組是各個(gè)獨(dú)立的風(fēng)冷熱泵機(jī)組組合在一起使用，目前模塊式機(jī)組是商用空調(diào)市場銷售非常好的機(jī)型。它的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)客戶的負(fù)荷情況改變模塊單元機(jī)組的數(shù)量或允許客戶在使用過程中再增加機(jī)組，方便客戶根據(jù)自己的資金和使用情況靈活采購和使用機(jī)組。
　　
　　在模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)上，每個(gè)模塊均有相同口徑的進(jìn)出水管，模塊之間只需將水管對接即可，安裝非常方便，由于模塊機(jī)這種特殊的形式，模塊機(jī)組的進(jìn)出水管的流速不確定，給模塊機(jī)組的水流控制帶來了一定的難度。確保每個(gè)模塊得到合適的水流量是模塊機(jī)組可靠工作的必要保證，不適當(dāng)?shù)乃髁靠赡軐?dǎo)致某個(gè)模塊單元機(jī)組蒸發(fā)器結(jié)冰、冷凝壓力高、壓縮機(jī)“咬缸”等故障。對于模塊機(jī)組一般制冷量比較大，一旦發(fā)生上述故障，品牌的美譽(yù)度將受到非常大的影響。因此模塊機(jī)組的水流量控制及保護(hù)是非常重要的，合適的水流檢測方法以及檢測部件可以保證機(jī)組只在系統(tǒng)水流量大于允許的*小水流量下工作，在很大程度上可以避免空調(diào)主機(jī)發(fā)生故障。
　　
　　1模塊機(jī)組連接水管的設(shè)計(jì)
　　
　　1.1模塊機(jī)組內(nèi)主水管布局設(shè)計(jì)
　　
　　模塊機(jī)組因各模塊之間共用進(jìn)出水管，當(dāng)連接各模塊之間水管時(shí)，如果模塊數(shù)量比較少，主水管可采用異程式布局；如果模塊數(shù)量較多*好采用同程式布局，這樣可以確保每個(gè)模塊之間的水流量一致。
　　
　　1.2模塊機(jī)組內(nèi)主水管水流速控制
　　
　　模塊機(jī)組各模塊之間共用進(jìn)出水管的管徑不僅取決于每個(gè)模塊制冷量的大小還取決于整個(gè)模塊機(jī)組的*大模塊數(shù)量。通常模塊機(jī)主水管的流速控制在0.5～4m/s之內(nèi)比較合適。因?yàn)槿绻魉俦容^大，模塊之間的水管道沿程阻力較大，容易造成各模塊之間的水流分配不均，適當(dāng)?shù)闹魉芰魉倏梢院雎栽谥魉墚a(chǎn)生的壓降。如果單元模塊的換熱器在額定流量下的壓降為30kPa，模塊內(nèi)部主水管的壓降在2kPa內(nèi)，每個(gè)模塊之間的水流量幾乎相同，但如果模塊內(nèi)部水管的壓降超過5kPa，模塊機(jī)組之間的水流量偏差將可能超過10％。對于換熱器在額定流量下壓降越大，需要機(jī)組內(nèi)部的主水管允許的壓降越大、水泵的揚(yáng)程也越大。
　　
　　1.3模塊機(jī)組系統(tǒng)水過濾器的選擇及安裝
　　
　　模塊機(jī)組的水管管徑一般比較大，從工程造價(jià)上考慮水管材料一般不會(huì)選擇銅管等不易腐蝕的材料，往往選擇一般的無縫鋼管作為水管。整個(gè)水管路采用無縫鋼管電焊的方式連接，電焊過程中產(chǎn)生的大量焊渣如果不能進(jìn)行有效的**。焊渣一旦進(jìn)入換熱器危害非常大，將可能造成換熱器局部堵塞。如果機(jī)組換熱器使用的是釬焊板式換熱器或套管式換熱器將很難去除，因?yàn)檫@兩種換熱器不能進(jìn)行機(jī)械清洗，如果使用殼管式換熱器將比較容易去除焊渣。如果不能有效**換熱器內(nèi)的焊渣將導(dǎo)致水側(cè)換熱器局部水流量下降，而此時(shí)冷媒側(cè)冷媒流量基本維持不變，有可能導(dǎo)致水溫逐漸下降甚至低于水的冰點(diǎn)，由于堵塞的水側(cè)流量下降致使與之相鄰的冷媒側(cè)不完全蒸發(fā)，出現(xiàn)回氣管結(jié)霜甚至結(jié)冰的情況，容易是壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊。如果換熱器局部堵塞程度比較輕，此時(shí)系統(tǒng)的整個(gè)水流量并沒有發(fā)生太大的變化，水流保護(hù)開關(guān)不起作用。而防凍保護(hù)傳感器（插入到換熱器內(nèi)部檢測水溫度）也檢測不到該*低溫度點(diǎn)，防凍保護(hù)并不能起作用，可怕的事情發(fā)生了--換熱器凍壞直至整個(gè)制冷系統(tǒng)報(bào)廢。為了防止焊渣等雜質(zhì)堵塞換熱器除在施工過程中規(guī)范施工外，在廠家的冷水機(jī)組設(shè)計(jì)過程中也能避免這種情況的發(fā)生。
　　
　　水過濾器是模塊機(jī)組共用的部件，是水系統(tǒng)*關(guān)鍵的兩個(gè)部件之一。水過濾器的選擇適當(dāng)可以有效預(yù)防水管施工過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)進(jìn)入換熱器。適當(dāng)?shù)乃^濾器目數(shù)和形式是非常關(guān)鍵的，應(yīng)在安裝時(shí)預(yù)留旁通機(jī)組進(jìn)水管的閥門，安裝完成后開機(jī)調(diào)試前旁通模塊機(jī)組換熱器進(jìn)行水管路清洗。此時(shí)進(jìn)水水過濾器內(nèi)*好使用100目不銹鋼沖壓濾網(wǎng)，到末端的水過濾器目數(shù)應(yīng)大于100目（臨時(shí)使用，調(diào)試好后旁通閥打開）。如果系統(tǒng)有備用泵時(shí)同時(shí)開啟主備用泵，使水管路內(nèi)的流速*大，開啟24小時(shí)后清洗過濾網(wǎng)。這樣可以將幾乎全部大顆粒雜質(zhì)積聚在水過濾器內(nèi)，然后再更換60目的水過濾器即可開機(jī)調(diào)試。
　　
　　1.4模塊機(jī)組水管材料的選擇
　　
　　通常在模塊機(jī)組的水管路系統(tǒng)主機(jī)工廠采用鍍鋅無縫鋼管，由于鋼管在工程施工現(xiàn)場無法實(shí)施鍍鋅工藝，天長日久水管易生銹腐蝕。如果采用鋼管內(nèi)襯耐腐蝕塑料就沒有管路腐蝕和產(chǎn)生大量電焊焊渣堵塞水管路的情況，雖然增加安裝造價(jià)，但大大降低空調(diào)機(jī)
　　
　　組的維修和維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，在壽命期內(nèi)的綜合費(fèi)用會(huì)大大減少。
　　
　　2模塊機(jī)組水流量檢測的方法
　　
　　2.1模塊機(jī)組水流量檢測
　　
　　在模塊機(jī)組中的控制上目前有每個(gè)模塊需要一個(gè)水流量信號和只有一個(gè)主模塊需要水流信號兩大類，這兩種方法在模塊機(jī)組生產(chǎn)廠都有使用。每個(gè)模塊有一個(gè)水流信號的水流控制方法可以比較真實(shí)地反映該模塊的水流情況；如果只有主模塊接水流信號不能真正反映每個(gè)模塊的水流情況，對于生產(chǎn)廠來講這種方法可以降低成本，但對每個(gè)模塊來講這種控制方法并不理想。
　　
　　作為模塊機(jī)水流量檢測上目前主要有兩種簡單實(shí)用、成本低的檢測形式，一種是靶式流量開關(guān)，另一種是壓差式流量開關(guān)，下面比較兩種檢測方式的安裝和使用特性。
　　
　　2.2靶式流量開關(guān)的安裝和使用
　　
　　靶式流量開關(guān)是將靶片安裝在水管中，水管內(nèi)流動(dòng)的水沖擊靶流片使之彎曲變形，從而帶動(dòng)微動(dòng)開關(guān)輸出控制信號給模塊機(jī)組控制器，告知有水流可以啟動(dòng)機(jī)組。
　　
　　由于模塊機(jī)組的主水管的水流速度在變化（增減使用的末端數(shù)量），給靶式流量開關(guān)的安裝帶來一定的難度。通常靶流片安裝有三種狀況：一是不動(dòng)作，二是卡在管子上部不能回復(fù)，三是正常。安裝非常好的情況與水管的管徑和安裝人員的經(jīng)驗(yàn)非常有關(guān)，管徑越大靶式水流開關(guān)的一次安裝準(zhǔn)確率越高。
　　
　　通常靶流片不動(dòng)作是因?yàn)榘辛髌惭b的深度不夠，需要重新旋入或更換靶流片。許多安裝工人遇到這種情況如不能很快解決往往短接水流開關(guān)或者調(diào)整動(dòng)作調(diào)整螺釘從而使模塊機(jī)組失去水流保護(hù)。
　　
　　如果是卡在管子里不能回復(fù)往往是靶流片太寬的緣故**次動(dòng)作時(shí)被卡在管子上部（這種情況在小管徑冷劑水管中出現(xiàn)比較多），這是安裝商不能發(fā)現(xiàn)的，此時(shí)流量開關(guān)也失去了作用。如果安裝間隙不夠即使當(dāng)時(shí)可以工作，由于管子的生銹或結(jié)垢等造成的實(shí)際使用管徑變小，也有可能使水流開關(guān)卡在管子內(nèi)不能有效動(dòng)作。
　　
　　由于模塊機(jī)組在現(xiàn)場的模塊數(shù)量不定，主水管的流速也不能確定，給靶流開關(guān)的安裝帶來很大的難度，主水管上的流速變化造成靶式流量開關(guān)的擺動(dòng)動(dòng)作復(fù)位頻繁；另外當(dāng)水系統(tǒng)混有空氣時(shí)，水中的空氣沖擊靶流片造成流速下降，靶流片瞬間復(fù)位發(fā)給機(jī)組錯(cuò)誤流量信息（為防止發(fā)生這種錯(cuò)誤通常機(jī)組控制器延時(shí)處理流量信息）。同時(shí)靶式水流開關(guān)的靶流片在正常使用時(shí)長期受水流壓迫處于彎曲變形狀態(tài)，易疲勞破壞，尤其在流速超過3m/s以上時(shí)其壽命將大大縮短。
　　
　　如果每個(gè)模塊都需要流量信號，就更不適宜安裝靶式流量開關(guān)。目前各個(gè)模塊機(jī)廠家的模塊機(jī)的換熱器就近接模塊機(jī)組的主水管，不可能提供安裝靶流開關(guān)所需要的前后段*小的直管距離，讓一些廠家不得不放棄每個(gè)模塊需要一個(gè)水流信號這一理想的水流保護(hù)方法。
　　
　　2.3壓差式流量開關(guān)的安裝和使用
　　
　　壓差式水流開關(guān)是根據(jù)HVAC設(shè)備的阻力和流量的曲線設(shè)計(jì)的。我們知道HVAC設(shè)備的換熱器、水過濾器、水泵及閥門等裝置都有其阻力與流量的性能曲線，通過檢測其兩端的進(jìn)出水壓差，并與該裝置的預(yù)先設(shè)定值進(jìn)行比較，就可以準(zhǔn)確控制流量。
　　
　　壓差式與靶式流量開關(guān)相比它是一種**的流量控制方式，它具有準(zhǔn)確的流量控制值。它可以直接安裝在機(jī)組內(nèi)也可以在現(xiàn)場安裝。如果在機(jī)組內(nèi)安裝從壓差開關(guān)連接兩根銅管至換熱器的進(jìn)出口，測量其進(jìn)出口的壓差，即反映出流量。而用戶現(xiàn)場不需要安裝和接線，也就避免了靶式水流開關(guān)的安裝不準(zhǔn)確導(dǎo)致機(jī)組故障的隱患。如果安裝在現(xiàn)場可以使用雙設(shè)定點(diǎn)可調(diào)的壓差開關(guān)，從模塊的主進(jìn)出水管引出?6.35的銅管用管螺母接到壓差開關(guān)上即可。如果現(xiàn)場具有便攜式超聲波流量計(jì)測量主水管的流量更好，可以調(diào)整壓差開關(guān)的調(diào)節(jié)螺絲設(shè)定好你需要的保護(hù)流量值，如果現(xiàn)場不具備此條件，也可以根據(jù)工廠提供的不同模塊組合下的主進(jìn)出水管的流量和壓差值曲線，設(shè)定到合適的壓差值以實(shí)現(xiàn)**控制流量。
　　
　　而壓差開關(guān)的另外一個(gè)設(shè)定點(diǎn)可以現(xiàn)場調(diào)整用作模塊機(jī)組壓差過大（即模塊機(jī)組內(nèi)部結(jié)垢或堵塞）指示。具體方法是在正常的水流量下，調(diào)整壓差開關(guān)該設(shè)定點(diǎn)調(diào)整螺絲使其閉合或輸出的指示燈亮，然后緩慢旋進(jìn)使壓差開關(guān)斷開或輸出指示燈滅后再1～2圈即可。即如果模塊機(jī)組進(jìn)出水管和換熱器之間的壓差大于設(shè)定值即可發(fā)出報(bào)警信息提示用戶清洗換熱器及管路。
　　
　　壓差式流量開關(guān)具有流量控制準(zhǔn)確、對系統(tǒng)不再額外增加阻力、又對水管管徑?jīng)]有要求以及無水流擾動(dòng)干擾等特性，可取代任何形式的靶式流量開關(guān)作為
　　
　　HVAC水系統(tǒng)的流量控制，相對于靶式流量開關(guān)它可以避免水泵氣蝕引起的假流量（實(shí)際流速很大，但水中混有空氣而實(shí)際流量并不大），因而可廣泛應(yīng)用在使用釬焊板式換熱器、套管式換熱器和殼管式換熱器的模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組水流量控制并兼有部分防凍保護(hù)的功能。
　　
　　3壓差式水流量開關(guān)在模塊機(jī)組中應(yīng)用
　　
　　3.1水流量保護(hù)和堵塞指示
　　
　　對于模塊機(jī)使用的釬焊板式換熱器、套管式換熱器或殼管式換熱器其壓差與流量的曲線可能不盡相同，如果每個(gè)模塊機(jī)使用一個(gè)固定設(shè)定點(diǎn)壓差開
　　
　　關(guān)，可以在工廠進(jìn)行測試確保配置的壓差開關(guān)的保護(hù)流量值合適。建議斷開流量大于額定流量的50％，復(fù)位流量建議小于額定流量的80％。
　　
　　如果模塊機(jī)組只有主模塊接收水流信號，可以采用可調(diào)雙設(shè)定點(diǎn)壓差開關(guān)。根據(jù)模塊機(jī)組的進(jìn)出水管的壓降與流量曲線調(diào)整壓差設(shè)定值，另外一個(gè)設(shè)定點(diǎn)可以用作換熱器堵塞或結(jié)垢指示，具體安裝位置參考上圖。
　　
　　3.2壓差旁通控制
　　
　　在模塊機(jī)組的水系統(tǒng)中，通常模塊機(jī)組側(cè)水系統(tǒng)采用定水量系統(tǒng)可以保證模塊機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定，末端側(cè)水系統(tǒng)采用變水量系統(tǒng)可以減少水泵能耗及實(shí)現(xiàn)末端之間的冷量轉(zhuǎn)移，對于末端的控溫和減少設(shè)備的初投資及降低運(yùn)行費(fèi)用非常有利。
　　
　　為了滿足模塊機(jī)組側(cè)的定水量控制和末端側(cè)的變水量控制，通常采用壓差旁通控制方法，即末端側(cè)水流量發(fā)生變化（即負(fù)荷發(fā)生變化，因末端的容量與實(shí)際負(fù)荷一致）引起主管路的壓差也隨著發(fā)生變化。根據(jù)水泵的性能曲線，如果保證主水管供回水壓差不變，也就保證了水泵的流量，同樣進(jìn)入到機(jī)組的水流量也不發(fā)生變化。
　　
　　Delta-PFS?雙設(shè)定點(diǎn)壓差開關(guān)可應(yīng)用于變水量系統(tǒng)控制供回水管之間的壓差，即當(dāng)供回水壓差超過壓差開關(guān)高限設(shè)定點(diǎn)時(shí)，壓差開關(guān)的高限輸出的NO與C端閉合，使浮點(diǎn)控制的電動(dòng)旁通閥門執(zhí)行開啟動(dòng)作，減少供回水管之間的壓差；當(dāng)供回水管之間壓差低于壓差開關(guān)的低限設(shè)定點(diǎn)時(shí)，壓差開關(guān)低限輸出的NO與C端閉合，使浮點(diǎn)控制的電動(dòng)旁通閥執(zhí)行關(guān)閉動(dòng)作。當(dāng)供回水管之間的壓差介于壓差開關(guān)高限和低限設(shè)定點(diǎn)之間時(shí)，浮點(diǎn)控制的電動(dòng)旁通閥不動(dòng)作，維持恒定的流量從而保持了壓差的恒定。雙設(shè)定點(diǎn)壓差開關(guān)可以是一個(gè)浮點(diǎn)壓差旁通控制器，通過調(diào)整壓差開關(guān)的高低限設(shè)定點(diǎn)，可以調(diào)整浮動(dòng)帶，大大優(yōu)于以往的壓差控制器的開關(guān)量控制方法。
　　
　　4結(jié)束語
　　
　　在模塊機(jī)組上每個(gè)模塊上使用壓差開關(guān)或主模塊使用壓差開關(guān)，都得到了很好的效果，尤其在模塊增減時(shí)造成的主水管的流速變化及水管路有少量空氣時(shí)，壓差開關(guān)工作非常穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)類似靶流開關(guān)的漂浮情況，經(jīng)反復(fù)的測試動(dòng)作和復(fù)位流量均有明確的流量值，具有比靶流更優(yōu)異的性能。