中央空调主机冷却水故障分析与判断

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1、万方数据第19卷第3期2006年5月机电产品开发与剀新Develo肿∞nt＆Imla谢onofm龇llinery＆elec矗calpmductsVOI．19．NO．3May．，2006中央空调主机冷却水故障的分析与判断董亮，洪永强，郭隐彪(厦门大学机电工程系，福建厦门361012)摘要：中央空调业已普及，冷水机组为中央空调系统的核心设备，机组冷凝器的冷却水进出口压差结合冷水机组的工作参数可以反映出冷却水泵的配置情况、冷凝器内部水侧是否结垢以及换热器水侧是否堵塞等问题。但由于冷水机组各参数之间的复杂性，所以当

2、冷水机组冷却水路出现异常时许多业者难以做出准确的判断。本文介绍了如何利用冷却水压差结合冷水机组的其它参数来判断冷却水泵配置是否合适、冷凝器是否结垢或堵塞等问题，对中央空调冷却水系统的设计和运行管理具有现实的指导意义。关键词：水流量；管路结垢；管路堵塞中图分类号：TH41文献标识码：A文章编号：1002—6673(2006)03—062—030引言随着国民经济的不断发展，中央空调业已普及。各地的宾馆、酒店、商场、办公楼甚至各型别墅纷纷安装中央空调。中央空调冷水机组的水冷式冷凝器是机组非常重要的换热设备。冷凝器

3、是通过冷却水扫过制冷剂管道，通过间壁换热，使制冷剂得以液化，而冷却水升温。在换热过程中，冷却水流量的多少和管壁的清洁度将直接影响换热器的换热效果。从制冷原理的角度来说，冷却水量越大，机组的制冷系数越高，但综合水泵和机组的总耗能，水量的配置并非越大越好，而是存在一最佳匹配量。冷凝器水侧的清洁程度与机组的工作效率也有着密切的关系，如存在结垢或堵塞将严重影响机组的效率甚至影响到机组运行的安全性，但在实际运行管理过程中，许多管理人员对如何利用机组提供的参数来进行分析缺乏了解，往往在机组出现严重问题时，才采取相应的措

4、施。因此，本文将介绍解决以下三个问题：①如何判断冷水机组的冷却水流量配置是否合适；②如何分析冷凝器水侧管路是否结垢或结垢的程度；③如何分析冷凝器水侧管路是否堵塞或堵塞的程度。1冷水机组工作参数分析判断的理论依据冷却水流量的改变将直接影响空调机组的制冷系数和水泵的耗电量，见图1。由图l中可以看出，水量改变化。水量越大则机组的制冷系数也升高，当增至一定程度时，将不再有明显的变化，同时冷却水泵水泵耗电量制冷系数／，一一．_／鹕一一一一／的耗电量将急剧增水量经济区冷却水流量加。因此在保证机组图1冷却水流量对制冷系数

5、和水泵的设计制冷量的前提聊岫鑫‰№下一定存在着经济冷孟b＆岫触C0商雹d却水流量区域。呻C0咽删向I西n唧1．1冷却水流量的变化对机组制冷系数的影响热力学第二定律对制冷循环有如下描述：如图2所示，高温热源温度为—————；广——一T1T。、低温热源温度为r一一百一一_]T2；制冷剂冷凝温度膨胀机厂、厂、压缩机为Tx、蒸发温度为丫T0，则制冷循环原理一⋯一际一一为：当高低温热源温图2逆卡诺制冷循环度一定时，按逆卡诺ng．2hIVe璐eCamot循环理论上最大制冷Re眦妒rati叫CycIe系数是一确定值，即：

6、变时，机组的制冷系数和水泵的耗电量都会出现不同的收稿日期：2006一03—29作者简介：董亮，厦门大学机电工程系硕士研究生，厦门海I数。62昭丽裂番舞‰或8=丧。高温热源温度一低温热源温度一。T，一T2考虑制冷剂与热源之间的换热温差，理论制冷系数为：筘·击㈩如能降低冷凝温度而提高蒸发温度，将提高制冷系冷凝温度和蒸发温度与介质温度有关，分别为：万方数据·产品与市场·tt=孚+△tm其中：t。和t厂冷却水进出水温度。t0=t2-△t。(3)其中：t0和t厂蒸发温度和冷冻水出水温度。即冷凝温度与冷却水温度应保持一

7、定的换热温差，此原则为各生产厂家及其他相关单位普遍采用。但当介质流量发生变化时，换热温差会相应改变。介质流量对传热温差的影响，换热器的总热量：Q=KF△tIll(4)式中：Q一介质与制冷剂通过管道所交换的热量；F一换热表面积，换热器一经确定，其用于传热的表面积为定值；△t。。广制冷剂与介质的换热温差；K一复合换热系数，取决于以下因素。①制冷剂侧的换热系数，一般视为定值；②管壁的导热系数，温度波动不大的情况下视为定值；③与介质侧管壁结垢程度有关，短期内考察时为定值；④介质的换热系数，介质紊流程度越高，系数也越

8、大。由以上分析可知：△tm-Q／KF当换热量一定时，增加介质的流量，K值将增加，制冷剂与介质的换热温差将缩小；如减少介质的流量，K值将减少，制冷剂与介质的换热温差将增大。对空调机组的冷凝器和蒸发器所产生的影响分别为：冷凝器的供水量越大，换热温差越小，制冷剂的冷凝温度和冷凝压力越低，将提高制冷系数。若供水量越小，效果与如上相反。蒸发器的供水量越大，换热温差越小，制冷剂的蒸发温度和蒸发压力越高，将提高制冷系数。若供水