精密空調冷量與功耗計算方式

    計算機機房現場的精密空調機組的實際冷量,但很難用空氣側焓差法檢測。精密空調機組的進出風溫濕度參數的準確檢測不是很難,只需準備幾只精度較高的檢測儀表。但風量的準確測算卻很難,主要原因是:

    1.精密空調機組的標稱風量是在檢測室中附加一定的機外余壓后的實測風量,因現場的機組外部阻力不一定與標稱的機外余壓相同,一般不能簡單地把機組的標稱風量當作實際風量;有的機房空調機組則直接以送風機的額定風量作為標稱風量,則機組的準確風量更是無從推算。

    2.風量罩一般只適合于檢測風量比較小的風口出風量(一般風量不超過1000m3/h),而機房空調機組送風量則動輒10000m3/h以上,因此使用風量罩檢測送風量也不太現實。

    3.精密空調出風口各點的風速差異很大,用風速儀也難以準確測量送風量。制冷系統的蒸發壓力、冷凝壓力、過熱度、過冷度等參數是機房空調運行狀態的最直接反映,通過這些參數,不但可以確定很多制冷系統故障的真正原因,也可以推算出制冷系統冷量的大小，機房精密空調機組的設計,也可以用于機房空調機組實際冷量的測算。另外,如果已知精密空調機組在標準工況下的冷量、壓縮機輸入功率,并可實測蒸發溫度、冷凝溫度的準確值,通過下列經驗數據也可粗略推算出機組的實際冷量與壓縮機實際輸入功率。

    1)蒸發溫度每提高1℃,機組冷量增加3%,壓縮機輸入功率變化很小;

    2)冷凝溫度每降低1℃,機組冷量增加1%,壓縮機輸入功率減少近2%。

    4.冷凝溫度過低與蒸發溫度過低

    精密空調制冷劑的溫度與壓力表達的物理意義不同,但類似R22的單組分制冷劑或共沸混合制冷劑在兩相區的溫度、壓力變化趨勢是始終嚴格一一對應的。為敘述方便,本文經常交替使用溫度與壓力來描述制冷劑的狀態。冷凝溫度與蒸發溫度雖在很大程度上受制于各自所處的環境,但二者變化趨勢仍密切相關，冷凝溫度的決定因素是冷凝器的換熱能力與壓縮機排氣量的對比。在一個相對穩定的平衡狀態下,冷凝溫度保持相對穩定。當環境溫度降低或冷凝器風量增大或肋片淋雨(冷凝器由風冷變成噴淋冷卻)導致冷凝效果增強時,冷凝溫度就降低;當排氣量減少時,由于冷凝器的散熱能力不變,也相當于增強冷凝效果,冷凝溫度也將下降,從而達到一個新的換熱平衡。

    一般的觀點是:冷凝溫度越低,機房空調的冷量越大。但這種結論只在空調的常規使用范圍附近才成立。當冷凝溫度過低時,結果不一定如此。膨脹閥的流通能力受閥前后制冷劑的壓差影響,由于膨脹閥容量一般都有一定余量,在常規工況下,膨脹閥的開度并未達到最大,在冷凝壓力開始降低導致閥前后壓差減小時,膨脹閥可以通過增大開度的方式來維持制冷劑流量不變;而單位質量制冷劑所能提供的冷量增加,所以此時機房空調的總冷量增加，但當膨脹閥開度達到最大以后,隨著冷凝壓力繼續降低,膨脹閥的供液能力開始降低,供液量減少,而壓縮機吸氣質量傾向于不變,則進入蒸發器的制冷劑量小于離開蒸發器的制冷劑量,蒸發壓力降低,導致制冷劑通過膨脹閥的節流損失增大,并因此抵消了部分由于冷凝溫度降低而貢獻的冷量增加,當冷凝溫度降低到某一臨界點時,機組的總制冷量將開始下降。該臨界點與膨脹閥的相對容量及蒸發器的相對負荷有關。

    1)冷凝溫度過低,膨脹閥的節流損失減少,而且冷凝器出口制冷劑比焓很低,導致單位質量制冷劑可提供的制冷量增大,而當制冷劑流量與機組的冷量需求不變時,制冷劑中所儲存的冷量不能完全釋放,就容易導致制冷劑在蒸發器內蒸發不完全,造成回氣帶液。

    2)冷凝溫度降低,將導致蒸發溫度降低,當蒸發溫度降低到0℃以下時,肋片表面溫度將可能低于0℃,流經蒸發器的氣流中的水汽將可能在肋片表面結霜甚至結冰,這樣,部分換熱回路的肋片間隙會被冰霜占據,使得流經蒸發器的風量降低、傳熱效果惡化,從而可能導致制冷劑蒸發不完全,造成蒸發器回氣帶液。

    3)制冷劑不足。制冷系統的表現為冷凝壓力不高,壓縮機發熱,視液鏡內存在大量氣泡,膨脹閥出口至分液頭處容易結霜,壓縮機吸氣管溫度為常溫。

    4)膨脹閥或干燥過濾器堵塞。主要表現也是冷凝壓力較高,干燥過濾器兩端有溫差(若干燥過濾器臟堵),膨脹閥分液頭結霜,壓縮機發熱,回氣溫度為常溫,液鏡內主要是碎泡。

    5)室內送風系統問題。如皮帶老化,過濾網臟堵,送風機電動機問題等。表現為壓縮機吸氣口溫度過低,可能有結冰、結霜現象,視液鏡內碎泡偏少(正常)或滿液。

    6)蒸發壓力過低,壓縮機的吸氣比體積增大,壓縮機吸氣質量減小,即制冷劑總循環量減少。

    7)電動機壽命與電動機溫度成反比,一般的經驗是:電動機溫度每升高10℃,其壽命就縮短一半。機房空調機組所用的全封閉壓縮機的電動機線圈一般靠吸氣冷卻,若用于冷卻電動機線圈的制冷劑回氣質量減少,壓縮機電動機溫度將升高,從而導致壓縮機壽命縮短。

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