对回环型压缩机冷化问题研讨

　　实验装置在冷冻机房中，设有单螺杆冷水机组一台，冷水泵和冷却水泵各一台，电子除垢仪两台，还有分水器和集水器。冷却水经冷却水泵加压后进入主机，吸收主机冷凝负荷后被送到屋面的冷却塔，被冷却降温后进入水泵，完成循环。冷水经冷水泵加压后进入主机，被冷却降温后进入分水器。由于实验需要，暂将通往二、三层和五层的冷水管关闭，冷水从分水器出来后直接被送到四楼的冷负荷控制装置中，在水箱中与自来水混合，温度升高后再进入集水器，完成循环。

　　冷水机组额定运行工况的温度条件为：冷水进水温度为12℃，出水温度为7℃；冷却水进水温度为32℃。两台水泵的性能参数均为DDD扬程：32m水柱；额定流量：100m3／h；电源：3Φ－380V－50Hz；输入功率：15kW.

　　故障模拟实验结果与分析冷却水减少在考虑测量误差的情况下，蒸发温度和压缩机吸气温度不随冷却水流量的变化而改变；冷凝温度、压缩机排气温度和制冷剂过冷度随冷却水流量的减小而增大。总结出具体的判断规则如下：当｜T1－4.2｜≤0.3时，蒸发温度不变；当T2－42.0＞0.3时，冷凝温度增加。如：当｜TJ1－9.0｜≤0.3时，压缩机吸气温度不变；当TJ2－78＞0.3时，压缩机排气温度增加。当DTJ－5.0＞0.3时，制冷剂过冷度增加。（注：3.1至3.9中所有不等式单位均为℃。）3.2冷却水流量增加可以认为蒸发温度及压缩机吸气温度不随冷却水流量的改变而变化，压缩机排气温度和冷凝温度、制冷剂过冷度随冷却水流量的增大而降低。总结出具体的判断规则如下：｜T1－4.2｜＞0.3时，蒸发温度不变；当T2－42.0＜－0.3时，冷凝温度减小。当｜TJ1－9.0｜＞0.3时，压缩机吸气温度不变；当TJ2－78＜0.3时，压缩机排气温度减小。当DTJ－5.0＜－0.3时，制冷剂过冷度减小。

　　冷水流量增加当冷水流量增大时，压缩机功率要增大，冷却水侧的参数几乎不发生变化，蒸发温度随冷水流量增大而增大，冷凝温度几乎不发生不变化，压缩机吸气温度升高，排气温度几乎不变化。总结出具体的判断规则如下：当T1－4.2＞0.3时，蒸发温度升高；当｜T2－42.0｜≤0.3时，冷凝温度不变。

　　当TJ1－9.0＞0.3时，压缩机吸气温度升高；当｜TJ2－78｜≤0.3时，压缩机排气温度不变。当DTJ－5.0＞0.3时，制冷剂过冷度增加。

　　加入不凝性气体由于空气中含有大量水分，使用空气模拟会使得制冷剂变得湿润，可能会造成诸如冰塞等问题，影响实验准确性。所以，采用氮气作为不凝性气体。当制冷系统中有不凝性气体时，冷凝温度升高，蒸发温度升高，压缩机吸气温度及排气温度升高，制冷剂过冷度升高，使机组的性能下降。

　　外界负荷减少在调节外界负荷时，保持冷水流量为定值。通过调节负荷控制装置中的自来水流量，就会使模拟外界负荷改变。为了使冷水机组各参数随外界负荷变化时的特征更加明显准确，排除其他因素干扰，在实验中将冷水机组的冷水出水温度热电偶引线拆除，这样冷水机组失去能量调节的能力。当外界负荷依次减少时，冷水机组各参数的变化特征可以得出，当外界冷负荷减小时，冷凝温度、蒸发温度和压缩机吸气温度都会减小，排气温度基本不变，制冷剂过冷度减小。

　　冷凝器进水温度过高在冷却塔中，空气与水的换热效果不仅取决于空气干球温度，还取决于湿球温度，即冷凝器的进水温度与空气干球温度及湿球温度都相关。为增强传热效果，冷却塔中填有填料以增大传热面积，并在冷却塔塔顶装有风机，以增大空气流速。如果填料老化溃烂，则传热面积减小，或者风机运转不正常，空气流速变小，都会影响空气与水的换热效果，从而影响冷凝器进水温度。

　　当冷凝器进水温度依次升高时，蒸发温度和冷凝温度均升高，压缩机的吸气温度和排气温度升高，制冷剂过冷度增大，机组的性能下降。

　　7制冷剂流量减小由于氟利昂的渗透性很强，在制冷剂循环系统中稍不严密，制冷剂就会泄漏，这样就导致制冷量不足，还会使系统的低压侧有空气渗入，增加系统的不凝性气体，引起一系列的故障。实验中的制冷剂R22是一种无色、无味的工质，从外表很难发觉并检查出泄漏。本论文的制冷剂减小实验共做了四个工况，制冷剂减小是通过调节冷凝器出口阀门进行模拟的。制冷剂依次减少，通过理论分析与实验结果表明：当制冷剂流量减小时，冷凝温度降低，蒸发温度降低；压缩机吸气温度升高，排气温度升高，过冷度升高，冷水机组性能下降。

　　故障诊断软件基于实验得出的工作方案得以利用，可以快速得知冷水机组的运行状况。当输入蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度、压缩机排气温度、过冷度几个参数时，就能判断出机组处于哪种状态。例如，输入蒸发温度为4.2℃、冷凝温度42℃、压缩机吸气温度9℃、压缩机排气温度78℃、过冷度为5℃时，则程序判断出机组处于正常运行状态。当输入蒸发温度为5℃、冷凝温度44℃、压缩机吸气温度10℃、压缩机排气温度79℃、过冷度为6℃时，则程序判断出机组内有不凝性气体，机组的性能下降。当输入蒸发温度为4.2℃、冷凝温度45℃、压缩机吸气温度9℃、压缩机排气温度79℃、过冷度为6℃时，则程序判断出冷却水量减小，机组的性能下降。当输入蒸发温度为3℃、冷凝温度40℃、压缩机吸气温度10℃、压缩机排气温度80℃、过冷度为6℃时，则程序判断出制冷剂流量减小，机组的性能下降。经过多次反复验证，该方案都能准确判断出机组的运行工况。