樂清市卓品儀表有限公司生產(chǎn)的卓品牌水流開關(guān)在空調(diào)工程和冷水機(jī)組的水系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,它能保證空調(diào)系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)行。
通常水流開關(guān)在應(yīng)用時(shí)只能定性地保證空調(diào)系統(tǒng)的安全和高效運(yùn)行,而不能定量、準(zhǔn)確地設(shè)定水流開關(guān)閉合和斷開時(shí)的流量值。
本文根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)制冷量的不同,設(shè)計(jì)與之相匹配的水流開關(guān),并利用簡(jiǎn)易水流量測(cè)定系統(tǒng),對(duì)水流開關(guān)的閉合和斷開流量值進(jìn)行測(cè)定,實(shí)現(xiàn)對(duì)水流開關(guān)應(yīng)用的改進(jìn)。
水流開關(guān)是對(duì)水流量自動(dòng)控制和保護(hù)的裝置。當(dāng)水流量變化時(shí),水流對(duì)靶片產(chǎn)生的作用力使得杠桿轉(zhuǎn)動(dòng),控制電路閉合或斷開,從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。水流開關(guān)在冷水機(jī)組和空調(diào)工程的水系統(tǒng)(以下統(tǒng)稱為空調(diào)系統(tǒng))中有著廣泛的應(yīng)用
1 水流開關(guān)的應(yīng)用及相關(guān)問題
1.1 水流開關(guān)的工作過程
風(fēng)冷冷水機(jī)組冷凍水的出水端和水冷冷水機(jī)組冷卻水/冷凍水的出水端,都會(huì)安裝水流開關(guān)。常閉水流開關(guān)(空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),水流開關(guān)控制電路是閉合的,卓品闡述的水流開關(guān)是常閉的)工作過程為:當(dāng)水流量達(dá)到一定值時(shí),水流開關(guān)閉合,此后壓縮機(jī)啟動(dòng),空調(diào)系統(tǒng)開始運(yùn)行。如果空調(diào)系統(tǒng)中有水泄漏或其他原因?qū)е孪到y(tǒng)水流量減少,當(dāng)水流量降低到一定值時(shí),水流開關(guān)斷開,同時(shí)壓縮機(jī)停機(jī),空調(diào)系統(tǒng)停止運(yùn)行。
1.2 水流開關(guān)的作用
當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)具有足夠水流量時(shí)水流開關(guān)閉合,此后壓縮機(jī)啟動(dòng),從而保證空調(diào)系統(tǒng)安全和高效運(yùn)行。
1)當(dāng)冷凍水流量偏小時(shí),蒸發(fā)器負(fù)荷不足,蒸發(fā)溫度偏低,制冷量下降,運(yùn)行效率降低。
2)當(dāng)冷凍水流量極小時(shí),蒸發(fā)器負(fù)荷嚴(yán)重不足,蒸發(fā)溫度很低,蒸發(fā)器結(jié)冰(甚至凍裂),壓縮機(jī)吸氣壓力很低。若系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間在這種工況下運(yùn)行,會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)因回油困難而被損壞。
3)當(dāng)水冷冷水機(jī)組冷卻水流量偏小時(shí),冷凝器散熱效率偏低,氟系統(tǒng)熱量不能及時(shí)全部散出,導(dǎo)致系統(tǒng)冷凝溫度上升,制冷量下降,運(yùn)行效率降低。
4)當(dāng)水冷冷水機(jī)組冷卻水流量極小時(shí),冷凝器散熱嚴(yán)重不足,冷凝溫度上升到很高,壓縮機(jī)排氣溫度超高。若系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間在這種工況下運(yùn)行,會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)因潤(rùn)滑油碳化而被損壞。
1.3 常用水流開關(guān)的問題
水流開關(guān)所有生產(chǎn)廠家一般都是提供一個(gè)水流開關(guān)和一套長(zhǎng)度不等的靶片,用戶根據(jù)需要選擇和安裝靶片。但是這種水流開關(guān)在應(yīng)用時(shí)存在一個(gè)問題:它只能定性地保證空調(diào)系統(tǒng)安全和高效地運(yùn)行,而不能定量、準(zhǔn)確地設(shè)定水流開關(guān)的閉合和斷開流量值。因此,用戶只能根據(jù)水管管徑和經(jīng)驗(yàn)選擇與安裝靶片,在系統(tǒng)試運(yùn)行時(shí),利用水表或流量計(jì)來確定水流開關(guān)的閉合和斷開流量值。
2 水流開關(guān)的調(diào)試方法
上述常用水流開關(guān)的問題顯而易見,這種方法誤差極大,不能保證系統(tǒng)的冷卻水、冷凍水在合理的流量范圍內(nèi)運(yùn)行。因而對(duì)這種水流開關(guān)進(jìn)行調(diào)試很有必要。卓品公司提供一種解決方案,能夠準(zhǔn)確計(jì)算并測(cè)定水流開關(guān)的閉合和斷開流量值。
2.1 重要性
在使用水流開關(guān)時(shí),其閉合和斷開流量值的確定十分重要。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)須達(dá)到設(shè)計(jì)的流量,才能達(dá)到設(shè)計(jì)的制冷量。因而,水流開關(guān)的閉合流量與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量不能相差太大,否則會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率。而水流開關(guān)的斷開流量應(yīng)該在蒸發(fā)器容易結(jié)冰時(shí)的流量之上,這樣才能保證不會(huì)損壞機(jī)組的蒸發(fā)器和壓縮機(jī)。
2.2 設(shè)計(jì)流量值
舉例說明計(jì)算某一制冷量的冷水機(jī)組冷凍水水流開關(guān)的閉合和斷開流量值的方法。
已知冷水機(jī)組的制冷量為32kW,試計(jì)算與其匹配的水流開關(guān)的閉合和斷開流量值。
1)計(jì)算水流開關(guān)的閉合流量值
機(jī)組蒸發(fā)器設(shè)計(jì)水流量(m3/h)可按式(1)計(jì)算: V= 3600Q0ρCpΔt
(1)式中:Q0為制冷量(kW);ρ為載冷劑密度(kg/ m3);Cp為載冷劑比熱容(kJ/(kg・℃));Δt為載冷劑在蒸發(fā)器中的溫降(℃)。查表得:ρ=1000kg/m3,Cp=4.187kJ/(kg・℃)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工況,進(jìn)水溫度t1=12℃,在制冷劑2水蒸發(fā)器中,水側(cè)溫降一般為4～6℃,取溫降Δt=5℃,則閉合流量(m3/h)為 V1=3600×32 1000×4.187×5 =5.5
(2)考慮到水流開關(guān)的感應(yīng)誤差,取水流開關(guān)的閉合流量值為(5.5±0.2)m3 /h。
2)計(jì)算水流開關(guān)的斷開流量值 在制冷劑2水蒸發(fā)器中,一般蒸發(fā)溫度比出水 溫度低4～6℃(取5℃ )。當(dāng)出水溫度t2≤3℃時(shí),蒸發(fā)溫度≤-2℃,此時(shí),蒸發(fā)器局部易結(jié)冰。因而水流開關(guān)的斷開流量值,以出水溫度t2=3℃時(shí)的水流量為準(zhǔn)。此時(shí),Δt=t1-t2=12-3=9 ℃,則斷開流量(m3/h)為 V2= 3600×32 1000×4.187×9 =3.1
3)考慮到水流開關(guān)的感應(yīng)誤差,取水流開關(guān)的斷開流量值為(3.1±0.2)m3 /h。
2.3 測(cè)定方法
根據(jù)水流開關(guān)的工作原理,得知靶片面積的大小決定水流開關(guān)的閉合和斷開流量值。
冷水機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的冷水機(jī)組型號(hào)是確定的,即冷水機(jī)組的制冷量是確定的。而其采購(gòu)的水流開關(guān)是通用型的,即一個(gè)水流開關(guān)配一套靶片。冷水機(jī)組型號(hào)要求確定一個(gè)與之匹配的水流開關(guān),也就是在一套靶片中確定一個(gè)與之匹配的靶片。
例如,確定制冷量為32kW的冷水機(jī)組的水流開關(guān)的閉合和斷開流量值可通過如下方法實(shí)現(xiàn)。搭建一個(gè)簡(jiǎn)易的流量測(cè)定系統(tǒng),先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇一個(gè)靶片,將其安裝在水流開關(guān)上,再將水流開關(guān)安裝到流量測(cè)定系統(tǒng)中,同時(shí)將水流開關(guān)控制電路的進(jìn)出端用電線接入一個(gè)帶燈泡的指示系統(tǒng)。測(cè)定時(shí),可按如下步驟進(jìn)行。
1)啟動(dòng)水泵,此時(shí)測(cè)定系統(tǒng)水流量處于****值,水流開關(guān)是閉合的,燈泡亮。
2)測(cè)定系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后,調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥,逐漸降低系統(tǒng)水流量,注意流量計(jì)讀數(shù)及燈泡。當(dāng)燈泡熄滅時(shí),停止調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥,記錄水流量值,拆下水流開關(guān)。將燈泡熄滅時(shí)對(duì)應(yīng)的水流量值與計(jì)算的水流開關(guān)斷開流量值(3.1±0.2)m3/h進(jìn)行比較:如果大于3.3m3/h,應(yīng)將測(cè)定的靶片剪小;如果小于2.9m3/h,則換一個(gè)大一點(diǎn)的靶片。再將水流開關(guān)安裝到流量測(cè)定系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)定。通過改變靶片的大小來調(diào)節(jié)水流開關(guān)的斷開流量值,直至燈泡熄滅時(shí)對(duì)應(yīng)的水流量值在(3.1±0.2) m3/h范圍內(nèi),此時(shí)的靶片與制冷量為32kW的冷水機(jī)組水流開關(guān)的斷開流量值相匹配。
3)測(cè)定系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后,調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥,逐漸增大系統(tǒng)水流量,注意流量計(jì)讀數(shù)及燈泡。當(dāng)燈泡亮?xí)r停止調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥,記錄水流量值,拆下水流開關(guān)。將燈泡亮?xí)r對(duì)應(yīng)的水流量值與計(jì)算的水流開關(guān)閉合流量值(5.5±0.2)m3/h進(jìn)行比較:如果大于5.7m3/h,應(yīng)將調(diào)節(jié)彈簧調(diào)短;如果小于5.3m3/h,則將調(diào)節(jié)彈簧調(diào)長(zhǎng)。再將水流開關(guān)安裝到流量測(cè)定系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定。通過調(diào)節(jié)彈簧的長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)水流開關(guān)的閉合流量值,直至燈泡亮?xí)r 對(duì)應(yīng)的水流量值在(5.5±0.2)m3 /h范圍之內(nèi)。
4)將水流開關(guān)的斷開流量值和閉合流量值再重復(fù)測(cè)定3次,檢測(cè)其重復(fù)性。當(dāng)重復(fù)測(cè)定值仍然在合理范圍(斷開流量值(3.1±0.2)m3/h,閉合 流量值(5.5±0.2)m3 /h)之內(nèi)時(shí),測(cè)定結(jié)束。 5)將靶片的形狀和調(diào)節(jié)彈簧的長(zhǎng)度記錄下來,批量生產(chǎn)32kW冷水機(jī)組時(shí),可以直接按照測(cè)定數(shù)據(jù)生產(chǎn)。
3 結(jié)束語(yǔ)
雖然測(cè)定水流開關(guān)的閉合和斷開流量值會(huì)增加冷水機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)的工作量,但是這項(xiàng)工作非常重要。當(dāng)企業(yè)生產(chǎn)小型家用冷水機(jī)組時(shí),可將設(shè)計(jì)并測(cè)定好的水流開關(guān)置于機(jī)組內(nèi)部;生產(chǎn)大型冷水機(jī)組且機(jī)組內(nèi)部安裝不便時(shí),可將設(shè)計(jì)并測(cè)定好的水流開關(guān)作為隨機(jī)附件,供客戶在工程安裝時(shí)使用。這樣既能保證冷水機(jī)組安全和高效地使用,又能提高客戶對(duì)企業(yè)的評(píng)價(jià)。
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