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缓冲水箱容积计算

分享 发布时间:2024/7/3

1.功能

冷冻水缓冲水箱的功能主要是保证机组平稳运行,即保证机组出水温度在系统载荷改变的情况下,满足温度精度要求,同时保证压缩机可靠运行。

2.计算条件分析

首先引入涡旋压缩机的加卸载控制原理。涡旋压缩机的加卸载是机组控制程序装置通过出水温度控制模块比较实际出水温度与出水温度设定。如果温度差超出了设计设定的死区(dead band)范围,控制程序装置就会要求加载或卸载另一个压缩机,加载过程的系统水流量要满足压缩机最小运行时间 T1,卸载过程要满足压缩机停机的最大时间 T2。

第二,需要了解冷水机组的应用条件是工业工艺处理,还是用于生活舒适。如果是生活舒适应用条件,缓冲水箱的作用主要是保证压缩机最小运行时间 T1。涡旋压缩机在应用过程中,基于可靠性的要求,要求满足最小运行时间 T1,该时间是保证涡旋压缩机制冷系统油循环,从而保证压缩机最低油位需要的最小运行时间。如果是工业工艺处理应用条件,缓冲水箱的作用还需要保证温度精度,在给定温度精度内,除了保证压缩机最小运行时间 T1,还需保证一个压缩机停机时间 T2。举例来说,假设压缩机要求 1 小时最大起停次数是 12 次,那么最小循环时间是 300 秒,最小运行时间是 120 秒,则T2 等于(300-120)即 180 秒[2],即 180 秒的停机时间内温度变化在设定的精度范围内。

 第三,需要知道单个压缩机的温差。假设额定工况,100%负荷时,蒸发器的进出水温差是 5C,那么对于双压缩机系统,单台压缩机的温差是 2.5C,对于四压缩机系统,单台压缩机的温差是 1.25C。一个压缩机在卸载的时候,出水温度会突然上升,数值就等于单台压缩机的温差,我们在计算时要考虑这个影响。

3.容积计算

①首先计算系统为满足舒适或工业工艺应用所需最小的水循环回路容积。根据热平衡原理,即机组额定工况最大制冷量等于冷冻水系统热交换量,可得到下面的公式:

因此,生活舒适应用情况下的所需最小系统水回路

体积:

工业工艺应用情况下的所需最小系统水回路体积:设客户要求温度精度是+/-t, 则需要比较2t 与 Db 的大小,同时需要考虑压缩机达到的出水

温差 ΔT ,

2t> Db  时,

2t< Db  时,


计算机组全部冷冻水系统回路容积Vtotal,

计算系统实际存在的工作水循环回路容积Vmin ,当没有冷负荷时,末端空气处理器(AHU)

全部被三通阀旁通掉时,水回路的容积为实际存在的最小容积。

④确定缓冲水箱的容积。缓冲水箱就是用来补充所需要的和实际存在的水回路容积差,即

根据我们的计算,以冷量 79 KW 机组为例,Vprocess,将会是Vcomfort,的 3 倍,所以在自带缓冲水箱机组的设计中,我们不会考虑工业工艺应用条件,而只考虑舒适应用条件。虽然以上的方法是较为精确的计算,但它没有考虑一些过程变化因素的影响,比如机组冷量惯性影响到 ΔT 的变化;冷冻水水温变化影响到机组冷量和冷量需求的变化;压缩机加载顺序等。


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