在冷水機組的運行體系中,無論是風冷式還是水冷式冷水機組,為保障蒸發器和壓縮機的穩定運行與安全,均配備了蒸發壓力低保護或低壓保護機制。下面將從蒸發器的基本工作原理入手,深入剖析該故障可能產生的根源。
蒸發器工作原理
冷水機組蒸發器是制冷循環的核心部件,其工作原理基于液態制冷劑的汽化吸熱效應,通過熱交換實現冷凍水降溫。以下是其工作原理的詳細說明:
制冷劑蒸發吸熱:低溫低壓的液態制冷劑從節流裝置(如膨脹閥)進入蒸發器后,在蒸發器內的換熱管(如紫銅管)中流動。此時,制冷劑吸收管外冷凍水的熱量,發生相變汽化,從液態轉變為低溫低壓的氣態。這一過程需持續吸收熱量(汽化潛熱),使冷凍水溫度降低。
冷凍水循環降溫:冷凍水(通常為7℃)流經蒸發器外殼側,與管內汽化的制冷劑進行熱交換。冷凍水釋放熱量后溫度升高,隨后被冷凍水泵送至風機盤管或末端設備,吸收室內或設備的熱量后返回蒸發器,形成閉式循環。
制冷劑氣體回流壓縮:汽化后的低溫低壓制冷劑氣體被壓縮機吸入,經壓縮后變為高溫高壓氣體,進入冷凝器釋放熱量,完成制冷循環。
蒸發器作為冷水機組的核心部件之一,其工作原理是冷媒在蒸發器內吸收冷凍水的熱量,實現制冷效果,當蒸發壓力過低時,會引發一系列連鎖反應,影響整個系統的正常運行,因此設置低壓保護至關重要。
故障可能原因分析
冷凍水流量異常:當冷凍水的流量變小,管內水流速會隨之降低,水流狀態由湍流轉變為層流。湍流狀態下,流體分子劇烈運動,能更有效地與銅管壁進行熱量交換;而層流狀態下,流體分子相對有序流動,對流換熱效率大幅降低,導致蒸發器換熱效果變差,進而引發低壓保護。
銅管結垢與水質問題:若銅管內結垢,且水質不干凈,水和銅管之間的換熱熱阻會顯著增加。熱阻的增大使得熱量傳遞過程受阻,綜合傳熱系數降低,影響蒸發器的正常換熱。此外,還存在出水溫度不正常的情況。若溫度傳感器出現故障,機組檢測到的溫度會高于實際溫度,導致機組持續加載運行。而實際溫度已低于設計溫度,此時蒸發壓力也會隨之降低,觸發低壓報警。
冷媒沖注量不足:冷媒是冷水機組實現制冷循環的關鍵介質。若冷媒沖注量過低,在蒸發器內參與換熱的冷媒量減少,無法充分吸收冷凍水的熱量,導致蒸發壓力下降,從而引發低壓保護。
節流閥或冷媒干燥器堵塞:節流閥在制冷系統中起到調節冷媒流量的作用,冷媒干燥器則負責過濾和干燥冷媒。一旦節流閥或冷媒干燥器發生堵塞,冷媒的流動會受到阻礙,流量減小,導致蒸發器內的冷媒供應不足,蒸發壓力降低,引發故障。
冷凝器冷卻水出水溫度過低:冷媒的流動依賴于冷凝器和蒸發器之間的壓差維持。在冬季或過渡季節仍需制冷的情況下,若冷凝器的冷卻水出水溫度過低,意味著冷凝壓力降低,進而導致冷凝器和蒸發器之間的壓差過小。沒有足夠的動力驅動冷媒流入蒸發器,使得蒸發器內冷媒量不足,蒸發壓力降低,最終觸發低壓保護。
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