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【冷水机知识】容量控制和热平衡

过程冷却中最基本的原理是热平衡。这意味着该过程产生的热量将由冷却器排出:不多也不少。容量控制和热量平衡的常用方法是:

压缩机循环
压缩机循环是控制冷却器中冷却水平的一种方法。它涉及使用恒温器和称为“设定点”的预定制冷温度。当冷却达到设定点时,恒温器将使压缩机停止制冷剂在系统中的循环。由于冷却液循环泵继续运行,因此过程逐渐升高了过程水的温度。温控器检测到这种上升并重新打开压缩机。

压缩机循环的缺点是压缩机启动时会增加压缩机电动机绕组上的磨损。当电流峰值达到其正常运行水平的600%时,压缩机长时间循环可能会导致过早故障。

热气旁路
热气旁路用于在制冷机满足部分负载条件时为压缩机提供连续的满负载。通常,压缩机通过增加制冷剂的压力和温度将能量添加到制冷剂中。产生的热气进入冷凝器。冷凝器从气体中除去热量,并使其以液体形式传递到热力膨胀阀(TXV)。该流动路径随着热气体旁路而改变。当压缩机满足过程负荷时,水开始过冷。温控器感测温度下降。在预设温度条件下,恒温器会打开一个电磁阀热气旁通阀,使制冷剂进入“最低阻力”的路径。

一部分制冷剂绕过冷凝器和TXV阀。未冷凝的气体与已经通过TXV的制冷剂混合。由于液态和气态制冷剂的混合物失去一定的散热能力,因此发生“空转”:如果不从制冷剂中散热,冷却器中的水就会开始升温。同样,在预设温度下,恒温器会检测冷却器中的温度升高,并在水达到设定温度时关闭旁通阀。这样,当冷却器在部分负载条件下运行时,热气旁路可防止压缩机短暂循环。当操作半封闭式压缩机时,该阀特别重要,因为压缩机必须接收足量的制冷剂以进行电机绕组冷却。

气缸卸载
能力的控制也通过压缩机气缸的卸载来实现。恒温器为螺线管(如果压缩机中有多个气缸,则为螺线管)通电,从而迫使排放阀保持打开状态。由于气缸室通向排气歧管,因此不会发生制冷剂气体压缩。结果是制冷能力下降与“卸载”的气缸数成正比。电动机上的扭矩减小,从而降低了功耗。气缸卸载是最理想的容量控制方法,因为它可以使冷却器的容量与过程负载保持平衡,并节省功耗。

两缸压缩机的容量只能通过循环或热气旁路来控制。汽缸从六个卸载到四个,然后再卸载两个。然后,这种能力降低之后是热气旁路。对于螺杆压缩机,尽管没有汽缸可以“卸载”以匹配处理能力,但它们确实有两个阶段。