更換冷水機(jī)組靶式水流開(kāi)關(guān)的技術(shù)探討

針對(duì)目前中大型冷水機(jī)組每年維護(hù)保養(yǎng)必須檢查或更換靶式流量開(kāi)關(guān)，提出了在現(xiàn)場(chǎng)用壓差式流量開(kāi)關(guān)代替靶式流量開(kāi)關(guān)的辦法，徹底避免了靶式流量開(kāi)關(guān)的問(wèn)題。

大中型中央空調(diào)主機(jī)制冷量較大多采用螺桿式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)，這兩種壓縮機(jī)的維護(hù)修理費(fèi)用非常高，壓縮機(jī)的價(jià)格占整臺(tái)主機(jī)價(jià)格的一半以上，在整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)中保證壓縮機(jī)的可靠工作顯的尤為重要。冷水機(jī)組的冷凝器和蒸發(fā)器都是以水作為二次換熱的介質(zhì)，合適的水流量是主機(jī)可靠工作的必要保證，不適當(dāng)?shù)乃髁靠赡軐?dǎo)致冷水主機(jī)蒸發(fā)器結(jié)冰、冷凝壓力高、壓縮機(jī)跳機(jī)等故障，因此合適的水流檢測(cè)方法以及檢測(cè)部件是保證機(jī)組只有在系統(tǒng)水流量大于允許的小水流量下工作，避免空調(diào)主機(jī)發(fā)生故障。鑒于水流檢測(cè)的重要性，考慮到用戶(hù)以后的維護(hù)成本，許多項(xiàng)目招標(biāo)已經(jīng)開(kāi)始要求水流開(kāi)關(guān)的型式為壓差式。

目前國(guó)內(nèi)有超過(guò)2萬(wàn)臺(tái)以上的大中型冷水機(jī)組在使用，其中水流保護(hù)絕大部分使用靶式流量開(kāi)關(guān)，每年需檢查更換，在濟(jì)南三闔賽維斯公司承擔(dān)的200多臺(tái)冷水機(jī)組的保養(yǎng)中推廣利用壓差式流量開(kāi)關(guān)取代原來(lái)的靶式流量開(kāi)關(guān)，得到了很好的效果。

1 、冷水機(jī)組水流量檢測(cè)的重要性

1.1 空調(diào)系統(tǒng)水流量檢測(cè)的必要性

制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行，水流減少到對(duì)制冷系統(tǒng)不利時(shí)壓縮機(jī)停止運(yùn)行。

蒸發(fā)器和冷凝器的可靠換熱，流動(dòng)的水帶走冷量和熱量。

水泵運(yùn)行情況的檢測(cè)，水泵正常運(yùn)行是空調(diào)系統(tǒng)可靠工作的前提條件。

當(dāng)無(wú)水流或水流少時(shí)，對(duì)于蒸發(fā)器來(lái)說(shuō)，蒸發(fā)器負(fù)荷減少，蒸發(fā)溫度降低，如果壓縮機(jī)持續(xù)運(yùn)行將導(dǎo)致蒸發(fā)器結(jié)冰，如果蒸發(fā)器防凍不能及時(shí)保護(hù)，蒸發(fā)器將及有可能脹裂，導(dǎo)致制冷系統(tǒng)的水側(cè)和冷媒側(cè)串通，壓縮機(jī)要付出昂貴的大修費(fèi)用。另外如果水系統(tǒng)的水流量長(zhǎng)期過(guò)低，將導(dǎo)致回氣壓力長(zhǎng)期過(guò)低，壓縮機(jī)排出的潤(rùn)滑油不能順利回到壓縮機(jī)可能導(dǎo)致壓縮機(jī)故障。

當(dāng)無(wú)水流或水流少時(shí)，對(duì)于冷凝器來(lái)說(shuō)，冷凝器負(fù)荷減少，冷凝溫度和壓力上升，造成冷凝器出口的冷媒經(jīng)過(guò)膨脹閥時(shí)的流量大幅減少，制冷量下降，如果壓縮機(jī)持續(xù)在高冷媒壓力下運(yùn)行將發(fā)生跳機(jī)故障。

水流檢測(cè)是判定水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后是否有合適的水流量經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器，只有有適當(dāng)?shù)乃髁拷?jīng)過(guò)蒸發(fā)器時(shí)才允許壓縮機(jī)啟動(dòng)，整個(gè)制冷系統(tǒng)才有可能正常運(yùn)行。

2、 冷水機(jī)組靶式流量開(kāi)關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題

在空調(diào)系統(tǒng)的水流量檢測(cè)上目前主要有兩種低成本的檢測(cè)形式，一種是靶式流量開(kāi)關(guān)，另一種是壓差式流量開(kāi)關(guān)。

在過(guò)去我們接到用戶(hù)的緊急維修電話(huà)中，有相當(dāng)一部分與靶式流量開(kāi)關(guān)不能正常工作有關(guān)，據(jù)我們觀察，常見(jiàn)的有以下幾種情況：

由于靶式水流開(kāi)關(guān)的靶流片在正常使用時(shí)長(zhǎng)期受水流壓迫處于彎曲變形狀態(tài)，易疲勞破壞，我們規(guī)定冷水機(jī)組維修保養(yǎng)靶流片使用2年必須更換，它是作為易損品及它的狀況被列在維護(hù)保養(yǎng)記錄中，但有些用戶(hù)為了省錢(qián)認(rèn)為它還未壞就不必更換。結(jié)果在運(yùn)行過(guò)程中它出現(xiàn)故障。

安裝在垂直管道中的靶式流量開(kāi)關(guān)在開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)的過(guò)程中沖擊較大，靶流片的壽命不超過(guò)一年就出現(xiàn)斷裂或靶流開(kāi)關(guān)內(nèi)部水電隔離的波紋管斷裂，而導(dǎo)致水從靶流開(kāi)關(guān)流出。由于安裝靶式流量開(kāi)關(guān)要求前后必須有一定的直管，如果安裝在有直角彎頭上升的水管附近，仍然有上面情況發(fā)生。

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，導(dǎo)致冷水機(jī)組因此而報(bào)警停機(jī)。

通常靶式流量開(kāi)關(guān)安裝在一個(gè)1螺紋套管內(nèi),螺紋套管焊接在主管路上，由于螺紋套管下部生銹造成靶流片卡在套管內(nèi)不動(dòng)也不鮮見(jiàn)。

另外我們還發(fā)現(xiàn)許多工程安裝人員不能正確的安裝靶式流量開(kāi)關(guān)也是主機(jī)發(fā)生故障的隱患，由于靶式流量開(kāi)關(guān)的靶流片的安裝有一定的難度，通常安裝有三種狀況：一是不動(dòng)作，二是卡在管子上部不能回復(fù)，三是正常。通常不動(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(kāi)關(guān)或者調(diào)整動(dòng)作調(diào)整螺絲從而使冷水機(jī)組失去水流保護(hù)。如果是卡在管子里不能回復(fù)往往是主水管上開(kāi)的焊接螺紋套管的孔太小的緣故次動(dòng)作時(shí)被卡在管子上部，這是安裝商不能發(fā)現(xiàn)的，這種情況流量開(kāi)關(guān)也失去了作用。即使有經(jīng)驗(yàn)的安裝人員安裝靶式流量開(kāi)關(guān)一次不成功率也超過(guò)60%。

3 、壓差式流量開(kāi)關(guān)的應(yīng)用

ACOL壓差式水流開(kāi)關(guān)是根據(jù)HVAC設(shè)備的阻力和流量的曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的，我們知道HVAC設(shè)備的換熱器、水過(guò)濾器、水泵及閥門(mén)等裝置都有其阻力與流量的性能曲線(xiàn)，通過(guò)檢測(cè)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，準(zhǔn)確控制流量。壓差式與靶式流量開(kāi)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。從壓差開(kāi)關(guān)連接兩根銅管至換熱器的進(jìn)出口測(cè)量其進(jìn)出口的壓差，即反映出流量。安裝極其簡(jiǎn)單，避免了靶式水流開(kāi)關(guān)的安裝不準(zhǔn)確導(dǎo)致機(jī)組故障的隱患。

鑒于靶式流量開(kāi)關(guān)出現(xiàn)的眾多問(wèn)題，我們?cè)缭?002年就開(kāi)始對(duì)冷水機(jī)組原有靶式流量開(kāi)關(guān)進(jìn)行使用壓差式流量開(kāi)關(guān)的替換，并調(diào)整了用戶(hù)的水流量，收到了非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益.更換步驟如下,我們將原來(lái)的靶式流量開(kāi)關(guān)取出并堵頭封住，在換熱器的進(jìn)出口接壓力表的位置接上三通接頭，多出的測(cè)壓口提供給壓差式流量開(kāi)關(guān)，從換熱器的進(jìn)出口上增加的測(cè)壓口分別接到壓差開(kāi)關(guān)的High和Low壓接口即可。出于對(duì)用戶(hù)的負(fù)責(zé)，我們利用超聲波流量計(jì)對(duì)流量保護(hù)值進(jìn)行了測(cè)定，調(diào)整壓差式流量開(kāi)關(guān)的設(shè)定值使其復(fù)位值為額定流量的70％，即當(dāng)水通過(guò)換熱器的流量達(dá)不到70％時(shí)，水流開(kāi)關(guān)不會(huì)復(fù)位，避免了水泵性能下降或故障，現(xiàn)場(chǎng)閥門(mén)開(kāi)度不夠或末端盤(pán)管關(guān)閉而壓差旁通不正常時(shí)的水流量下降，而導(dǎo)致主機(jī)發(fā)生故障的隱患。當(dāng)空調(diào)主機(jī)正在運(yùn)行時(shí)突然水流量下降到額定流量的60％時(shí)，壓差式水流開(kāi)關(guān)即馬上保護(hù)。壓差式流量開(kāi)關(guān)水流保護(hù)的功能是靶式流量開(kāi)關(guān)無(wú)法比擬的。

對(duì)于冷凝器來(lái)講，適當(dāng)?shù)睦鋮s水流量可以保證空調(diào)主機(jī)的制冷系統(tǒng)工作在較好的狀態(tài)，保證機(jī)組的工作效率，當(dāng)水流量過(guò)小不僅冷凝壓力升高，制冷量下降，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致壓縮機(jī)發(fā)生故障。如果空調(diào)機(jī)組沒(méi)有得到合適的冷卻水流量，壓縮機(jī)不工作，這可以充分保護(hù)壓縮機(jī)避免發(fā)生故障。復(fù)位流量可以檢測(cè)水系統(tǒng)的流量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，正確的設(shè)定壓差開(kāi)關(guān)復(fù)位流量可以保證通過(guò)換熱器所需的水流量，通常復(fù)位流量在60～80％額定流量。

我們還建議客戶(hù)選擇可調(diào)雙設(shè)定點(diǎn)壓差開(kāi)關(guān)，其中一個(gè)還可用于換熱器結(jié)垢清洗狀態(tài)指示，原因是由于換熱器結(jié)垢造成其進(jìn)出口壓降增加，只要設(shè)定適當(dāng)?shù)膲翰钪挡⑦x擇本地指示就可以看到當(dāng)換熱器結(jié)垢到一定程度時(shí)指示燈就點(diǎn)亮，提醒用戶(hù)及時(shí)清洗換熱器，避免由于傳熱效果下降造成的能源浪費(fèi)及對(duì)主機(jī)可靠工作的影響。

我們?cè)谟脩?hù)的關(guān)鍵的水過(guò)濾器的進(jìn)出口還設(shè)置了壓差式流量開(kāi)關(guān)檢測(cè)過(guò)濾器的狀態(tài)，當(dāng)過(guò)濾器堵塞時(shí)壓差式流量開(kāi)關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒用戶(hù)清洗過(guò)濾器，這個(gè)功能對(duì)節(jié)約能源和主機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行都是非常有用的。

另外我們還在冷卻水泵和冷凍水泵的進(jìn)出口安裝壓差式流量開(kāi)關(guān)檢測(cè)水泵的狀態(tài)，當(dāng)水泵兩端存在一定的壓降時(shí)即說(shuō)明水泵在工作，非常直觀的了解水泵的狀態(tài)。

后我們對(duì)用戶(hù)的壓差旁通系統(tǒng)作了改進(jìn)，利用壓差式流量開(kāi)關(guān)能提供2個(gè)SPDT開(kāi)關(guān)，作為壓差控制器取代傳統(tǒng)的美國(guó)江森P74JA壓差控制器，因?yàn)閮蓚€(gè)SPDT開(kāi)關(guān)可以組成壓差值的上下限控制，即超過(guò)設(shè)定的上限壓差值逐漸開(kāi)啟電動(dòng)旁通閥門(mén)，低于設(shè)定的下限壓差值逐漸關(guān)閉旁通閥，壓差值在上下限之間旁通閥不動(dòng)作，這是典型的浮點(diǎn)控制（即三位控制），且浮動(dòng)帶可以自由調(diào)整，大大減少了電動(dòng)旁通閥的動(dòng)作時(shí)間。

而P74JA是二位控制旁通閥，電動(dòng)旁通閥要不停地動(dòng)作來(lái)調(diào)整壓差值，壓差值極不穩(wěn)定且旁通閥容易發(fā)生故障。

4 、結(jié)論

從用壓差式流量開(kāi)關(guān)代替靶式流量開(kāi)關(guān)的用戶(hù)使用情況和我們接到的緊急維修電話(huà)的數(shù)量上看，大大超出了我們的預(yù)想，不僅減少了因靶流開(kāi)關(guān)帶來(lái)的問(wèn)題還解決了其它水流量方面對(duì)主機(jī)帶來(lái)的影響，用戶(hù)十分滿(mǎn)意，對(duì)于我們維護(hù)保養(yǎng)單位來(lái)講減少了緊急維修次數(shù)，也即減少了維護(hù)保養(yǎng)成本。從我們使用2年多的情況看，壓差式水流開(kāi)關(guān)在中大型冷水機(jī)組取代靶式流量開(kāi)關(guān)是減少空調(diào)水系統(tǒng)不當(dāng)造成的主機(jī)故障的一個(gè)好方法。

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