風(fēng)冷模塊的工作原理

【專家解說】：風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組，是空調(diào)行業(yè)內(nèi)區(qū)別于風(fēng)冷冷水機(jī)組的一種空調(diào)機(jī)組。除具備風(fēng)冷冷水機(jī)組制取冷水的功能外，風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組還能切換到制熱工況制取熱水。風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組的基本原理是基于壓縮式制冷循環(huán)，利用冷媒做為載體，通過風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制換熱，從大氣中吸取熱量或者排放熱量，以達(dá)到制冷或者制熱的需求。
對比風(fēng)冷冷水機(jī)組，風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組在機(jī)組內(nèi)部至少增加了一個四通換向閥，做為制冷或制熱的功能切換。風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組的適用環(huán)境溫度一般不得低于-5℃，否則會因?yàn)榻Y(jié)霜除霜過于頻繁而導(dǎo)致機(jī)組效率下降或者不能正常運(yùn)行。但根據(jù)不同廠家的技術(shù)能力，適用范圍有一定的偏差。目前比較先進(jìn)的渦旋機(jī)中，采用了低溫噴焓技術(shù)的機(jī)組往往能夠適應(yīng)更低的環(huán)境溫度，同時擁有更高的機(jī)組效率。當(dāng)然，此類機(jī)組的成本以及售價(jià)也都有一定程度的升高。
早期生產(chǎn)的制片機(jī)，有浸泡式和夾套式兩種結(jié)構(gòu)。這兩種設(shè)備具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、滾筒受壓、夾套結(jié)垢后不易清理、水流分布不勻因而熱交換效率低，造成滾筒表面溫度不易降低等缺點(diǎn)。現(xiàn)在采用噴淋結(jié)構(gòu)的制片機(jī)，設(shè)備簡單，滾筒不受壓，結(jié)垢易清理，冷卻介質(zhì)在滾筒內(nèi)表面均勻分布，對滾筒內(nèi)表面來說，冷卻介質(zhì)的溫度均為進(jìn)口溫度，因而熱交換效率高。
具體結(jié)構(gòu)是：冷卻介質(zhì)進(jìn)口管在滾筒內(nèi)有科學(xué)分配器，在滾筒上部240b范圍內(nèi)裝有噴嘴，噴嘴是一霧化裝置，可將冷卻介質(zhì)高度霧化，噴射出空心圓錐霧化的冷卻介質(zhì)，到達(dá)滾筒內(nèi)表面及端面，利用冷卻介質(zhì)汽化吸熱而不是靠導(dǎo)熱進(jìn)行的熱交換。出口管彎曲向下，離滾筒內(nèi)底面距離為30到50mm，利用虹吸原理，將冷卻介質(zhì)排出，在滾筒內(nèi)剩余量最少。為保證虹吸和直觀見到冷卻介質(zhì)的虹吸排出，在出口管內(nèi)裝有一根小管，使?jié)L筒內(nèi)腔與大氣相通。這一新穎設(shè)計(jì)取得非常好的效果，在不用噴射泵引流的情況下，能保證冷卻介質(zhì)排出的間歇時間最短，虹吸排出冷卻介質(zhì)的時間更長。冷卻介質(zhì)進(jìn)、出口管在設(shè)備允許的情況下應(yīng)選取直徑較大者，減少冷卻介質(zhì)在冷卻管中的壓力損失。這種采用高級霧化噴淋冷卻裝置的制片機(jī)在燒堿行業(yè)制片中采用，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。360e熔融堿液經(jīng)制片后可冷卻到90e以下，直接進(jìn)行后工序，即采用塑料編織袋包裝，因而可免掉后面工序中的滾筒、螺旋冷卻器等裝置，既節(jié)約投資，又減少運(yùn)行和管理費(fèi)用。
用于風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組除霜控制的方法一般有，時間控制法、時間溫度控制法和蒸發(fā)溫度與大氣溫度之差控制法等。時間控制法是早期的除霜控制方法，為防止翅片管表面嚴(yán)重結(jié)霜而影響機(jī)組工作，往往根據(jù)最惡劣的情況設(shè)定制熱工作時間，這樣會造成多余的除霜動作，造成能量損失，影響機(jī)組穩(wěn)定工作；時間溫度控制法，引入了溫度量，較單純的時間控制有改進(jìn)，但仍不能實(shí)現(xiàn)根據(jù)需要除霜，仍會造成不必要的除霜動作或在翅片管表面嚴(yán)重結(jié)霜時還不除霜；由于結(jié)霜產(chǎn)生的對風(fēng)側(cè)換熱器的氣流阻力和霜層熱阻的作用，因此，根據(jù)大氣溫度與機(jī)組蒸發(fā)溫度之差來確定是否除霜，在一定程度上反映了機(jī)組對結(jié)霜的響應(yīng)。
除霜過程中另一個問題是如何控制除霜時間，除霜時間短，翅片表面有殘留水分，在下一個制熱周期，水分很快在翅片表面結(jié)成冰，使機(jī)組制熱性能惡化，從而使系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量流量迅速增大，若除霜時間過長，系統(tǒng)中冷凝壓力升高，甚至引起高壓保護(hù)，為此，可在除霜工作結(jié)束前，提前啟動風(fēng)機(jī)，既可使翅片上的殘留水迅速被空氣帶走，又減少了一個制熱循環(huán)開始時的吸排氣壓力波動，何時啟動風(fēng)機(jī)，可根據(jù)排氣壓力而定。
根據(jù)小型風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式及風(fēng)側(cè)換熱器的結(jié)構(gòu)，機(jī)組可分為下面幾種。
（1）立式、斜側(cè)出風(fēng)式。較早推出的小型風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組以這種型式為多。風(fēng)側(cè)換熱器在上部，壓縮機(jī)及水側(cè)換熱器在下部，斜側(cè)出風(fēng)的出風(fēng)方式可防止逆風(fēng)，但風(fēng)機(jī)安裝條件不如平側(cè)出風(fēng)和頂出風(fēng)。
（2）立式、平側(cè)出風(fēng)式。風(fēng)側(cè)換熱器在上部，壓縮機(jī)及水側(cè)換熱器在下部，平側(cè)出風(fēng)的出風(fēng)方式，風(fēng)側(cè)換熱器的迎面風(fēng)速比較均勻，但在機(jī)組安裝時要注意不要使風(fēng)機(jī)直接頂風(fēng)，否則風(fēng)機(jī)不能正常工作。立式機(jī)組占地面積小，一般可放置在屋前或陽臺上。
（3）臥式、平側(cè)出風(fēng)式。
（4）臥式、頂出風(fēng)式。
臥式機(jī)組降低了機(jī)組高度，一般可置于屋頂。
與平側(cè)出風(fēng)方式相比，頂出風(fēng)式的機(jī)組，其風(fēng)側(cè)換熱器的迎面風(fēng)速不均勻，換熱器上部與下部換熱條件相差較大。對于臥式機(jī)組，可將壓縮機(jī)和水側(cè)換熱器等制冷部件置于風(fēng)側(cè)換熱器內(nèi)，也可將壓縮機(jī)及水側(cè)換熱器等制冷部件置于風(fēng)側(cè)換熱器的一側(cè)，前者減少了整機(jī)的體積，但對氣流產(chǎn)生了阻力，也不便于維修，后者雖然體積較前者大，但避免了前者的缺點(diǎn)。具體對換熱器表面采用何種表面處理方式，應(yīng)根據(jù)換熱器的具體使用場合與要求而定。
小型風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組的制冷系統(tǒng)及控制要求小型風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組的主要組成包括壓縮機(jī)、風(fēng)側(cè)換熱器、水側(cè)換熱器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、高壓儲液器、四通換向閥、汽液分離器等。
（1）壓縮機(jī)。早期的小型風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組大多選用活塞式壓縮機(jī)，近年來渦旋式壓縮機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。
（2）風(fēng)側(cè)換熱器。目前使用的風(fēng)側(cè)換熱器大都為翅片管式換熱器，換熱管采用紫銅管，管徑@用內(nèi)螺紋強(qiáng)化傳熱管，傳熱系數(shù)可提高20%以上。翅片材料為鋁，片厚為0.150.25mm，節(jié)距為2mm左右。翅片型式一般有平片、波段片和沖縫翅片三種。沖縫翅片的傳熱系數(shù)最高，但在結(jié)霜工況下，沖縫翅片的氣流阻力大。
風(fēng)側(cè)換熱器的工作特性直接受大氣條件的影響，因此，風(fēng)側(cè)換熱器性能的優(yōu)劣，對整個機(jī)組的性能有重要的影響。在進(jìn)行風(fēng)側(cè)換熱器設(shè)計(jì)時，應(yīng)針對不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)，正確確定換熱面積、翅片間距、換熱器分路數(shù)等參數(shù)、兼顧制冷、制熱工作的特點(diǎn)，對于偏冷而相對濕度高的地區(qū)使用的風(fēng)側(cè)換熱器，要特別注意結(jié)霜工況下?lián)Q熱器的工作特性。理論與實(shí)驗(yàn)研究表明，對換熱器表面進(jìn)行憎水處理，機(jī)組在結(jié)霜工況下運(yùn)行時的制熱運(yùn)行時間延長，可提高熱泵制熱能力。
噴射泵的工作系采用“伯努利方程”的原理，即流體流速越高其流體壓力越低。對船舶而言，主要通過噴射管內(nèi)高速通過的水流（一般為連接甲板消防總管地消防水），在吸口端產(chǎn)生負(fù)壓真空而將積水排出舷外。正是由于這個特點(diǎn)，現(xiàn)場檢驗(yàn)應(yīng)注意每個噴射泵不能連接多個污水井，否則只要任何一個污水井抽空，則負(fù)壓真空不能建立，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能工作，但是并不排除噴射泵同時連接污水井和錨鏈艙，只要在連通錨鏈艙的管路上設(shè)有截止閥并處于常關(guān)狀態(tài)。
污水井的排水管路的管徑應(yīng)滿足船級社的最低要求，一般應(yīng)不小于50mm，目前對現(xiàn)有船系統(tǒng)的排量并無強(qiáng)制要求，建議為不小于320a（a為服務(wù)于該處所地最大通風(fēng)筒或空氣管地截面積），但對于2005年1月1日及以后簽訂建造合同的船舶，該要求則為強(qiáng)制要求。污水井吸口處應(yīng)設(shè)有隔柵。系統(tǒng)安裝完成后，應(yīng)當(dāng)逐一對污水井進(jìn)行效用試驗(yàn)，全部合格后可以將所有污水井一同進(jìn)行效用試驗(yàn)。有關(guān)電子設(shè)備的電氣防護(hù)等級和“防撞艙壁前的壓載水艙”的要求并無不同。通往錨鏈艙的截止止回閥應(yīng)保持常關(guān)，其余閥門（除電控閥門外）應(yīng)保持常開。檢驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)含有碳?xì)浠衔?。而且隨著生產(chǎn)時間的延長，碳?xì)浠衔锖坎粩嗌仙敝脸瑯?biāo)。嚴(yán)重影響了氬氣產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。
熱源調(diào)節(jié)只有在熱網(wǎng)管經(jīng)比較大的情況下，增加減少流量可以保持或接近供熱系統(tǒng)水力工況的穩(wěn)定性時，方能進(jìn)行。調(diào)節(jié)中的故障處理在實(shí)踐中，要解決冷熱不均相差比較大的問題，往往容易解決，這一般是由于木塊、石子堵塞或使空氣堵塞水平管的坡向不對或自動排氣閥失靈。要解決冷熱相差不大的問題，就不大好解決。有些方外環(huán)境溫度高于室外計(jì)算溫度時都可以進(jìn)行質(zhì)調(diào)。質(zhì)調(diào)連續(xù)運(yùn)行方式應(yīng)用上述質(zhì)調(diào)供、回水溫度，根據(jù)環(huán)境溫度，調(diào)整鍋爐的運(yùn)行工況，達(dá)到相應(yīng)的供、回水溫度，可以節(jié)約燃煤。節(jié)能已成為國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益及提高市場競爭力、保護(hù)環(huán)境的重要手段。當(dāng)今，節(jié)能產(chǎn)業(yè)需要國家相關(guān)政策、信息引導(dǎo)、技術(shù)服務(wù)和與之相適應(yīng)的投融資機(jī)制的支持。為此，國家經(jīng)貿(mào)委節(jié)能信息傳播中心將舉辦最佳節(jié)能實(shí)踐研討會。歡迎各單位有關(guān)人員報(bào)名參加。
研討會內(nèi)容（一）我國節(jié)能政策與節(jié)能融資機(jī)制“十五”規(guī)劃及國家經(jīng)貿(mào)委資源司節(jié)能工作要點(diǎn)。我國節(jié)能項(xiàng)目融資機(jī)制的探討（節(jié)能服務(wù)公司）二期運(yùn)作機(jī)制）節(jié)能項(xiàng)目如何申請中小企業(yè)創(chuàng)新基金（二）專家講座過程能量優(yōu)化、水煤漿技術(shù)、空調(diào)節(jié)能技術(shù)、新型節(jié)能電光源技術(shù)、三次諧波濾波技術(shù)（三）案例技術(shù)講座電機(jī)調(diào)速技術(shù)（變頻與斬波內(nèi)饋）、蒸氣冷凝水回收技術(shù)、連續(xù)式工業(yè)制備乳化重油技術(shù)、綠色照明節(jié)能設(shè)備、環(huán)保節(jié)能型制冷劑、工業(yè)鍋爐綜合節(jié)能改造、脫硫除塵技術(shù)。
由于二級調(diào)節(jié)采用蓄能器工作，因此，在多數(shù)情況下，原級泵都配置壓力調(diào)節(jié)泵。這有一個缺點(diǎn)，在馬達(dá)開始加速的時候，泵還不能進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，也不能向系統(tǒng)供油。在蓄能器已經(jīng)建立起壓差之后，才能產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號，而使泵擺動。由于這個壓差很小，所以dr調(diào)節(jié)器的開口很小，因此，泵也不能以其最大可能的速度擺開。這個缺陷可能會在動態(tài)中引起循環(huán)的延遲。在這里可以采用大蓄能器，或一個調(diào)節(jié)式泵系統(tǒng)進(jìn)行幫助：可以在一定的時間點(diǎn)（早期給定值提前量）向泵發(fā)出擺開信號，使一級泵在馬達(dá)開始動作時，就已經(jīng)處在它的最大擺角位置，并向系統(tǒng)供油。
在主軸剎車時也是一樣：由馬達(dá)輸回給壓力網(wǎng)的過剩能量不能由蓄能器收回，通過一級泵的反向供油來平衡。因此，恒壓或一級泵能生成一個極穩(wěn)定的壓力網(wǎng)。這種可能性只由調(diào)節(jié)式系統(tǒng)才能提供。除去控制油泵外，還可以在通軸傳動的軸向柱塞泵上加裝其它型號的泵，并與其相結(jié)合。對于有長短樁相間的cfg樁施工，其測量放樣樁上可以系上不同顏色的塑料帶以示標(biāo)記，也利于施工員查找。在施工過程中，測量技術(shù)人員必須不斷地復(fù)查，看有無損壞或擾動的放樣樁，如果有應(yīng)及時恢復(fù)。
試壓泵如果出口閥關(guān)閉不嚴(yán)，由于泵腔、泵出口的壓力差，流體就會通過出口閥間隙由出口管流回到泵腔內(nèi)，不僅使泵的容積效率減小，而且泵出口的高壓還會傳遞給柱塞，使得柱塞自動完成吸程。造成流量減小，壓力不能連續(xù)升高。問題得到了解決，保證了裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)，降低了配件消耗和工人的勞動強(qiáng)度，還大大降低了電耗。經(jīng)測算，加裝變頻調(diào)速器后，電動機(jī)的功率由原先的55kw降至現(xiàn)在的31。
通過采取加裝變頻調(diào)速器的方法，對于改善多級離心泵在低于設(shè)計(jì)工況較多的條件下的運(yùn)行狀況具有顯著的作用：既達(dá)到減小流量和揚(yáng)程的目的，又有效地改善泵的運(yùn)行工況，防止“汽蝕”現(xiàn)象的發(fā)生，降低了泵體的振動值，同時還可以大幅度減少電耗，減少能耗。對于實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)類似工礦的多級離心泵，不失為一種比較適用的解決故障的措施。這種情況下，用戶認(rèn)為泵有質(zhì)量問題，準(zhǔn)備更換新泵。為了找出泵故障的真正原因，將泵放在試驗(yàn)臺上重新作了試驗(yàn)，此時無論流量、壓力還是操作過程中感到的柱塞力都完全正常。此時分析可能是泵的安裝使用過程中的使用環(huán)境和使用條件可能有誤。在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)由于安裝位置的限制，泵的人口處的進(jìn)水是間斷、不連續(xù)的。
新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)w經(jīng)主動輪等焓除濕和顯熱換熱器等濕降溫后達(dá)到狀態(tài)點(diǎn)2，此時并未達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)的溫、濕度要求，需經(jīng)下一級主動輪等焓除濕和經(jīng)顯熱換熱器等濕降溫后處理至送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)是針對室外高溫高濕情況的另一種組合布置，為加大除濕能力，回收回風(fēng)能量。新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)w經(jīng)被動輪全熱交換達(dá)到狀態(tài)，再經(jīng)主動輪等焓除濕和顯熱換熱器等濕降溫后達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)合驅(qū)動制冷機(jī)組壓縮機(jī)的能量約占燃?xì)獍l(fā)動機(jī)輸入的30%，輸入能量約60%轉(zhuǎn)化為余熱，其余約10%不可回收，利用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)余熱是提高能源利用率的關(guān)鍵。
轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的吸濕劑需要再生熱源，利用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)余熱作為轉(zhuǎn)輪吸濕劑再生熱量，提高了機(jī)組的一次能源利用率。能源價(jià)格當(dāng)?shù)靥烊粴鈨r(jià)格與電價(jià)格比（以下簡稱氣電價(jià)格比）是燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動制冷機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用的決定因素，我國天然氣價(jià)格受長輸管道成本限制，居高不下。因此，降低運(yùn)行費(fèi)用成為復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)單冷或熱泵型燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動制冷機(jī)組主要選擇壓縮式制冷方式，目前采用活塞或螺桿壓縮式熱泵機(jī)組最為普遍。轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)必須根據(jù)除濕能力、再生溫度并結(jié)合室內(nèi)外計(jì)算參數(shù)設(shè)計(jì)適用的組合布置形式和空氣處理過程。采用主動輪和被動輪，利用被動輪回收回風(fēng)冷量。
空氣能熱水器在維修上面還有一些技術(shù)難點(diǎn)有待突破，往往這些維修難點(diǎn)也是維修的重點(diǎn)，是保證一個機(jī)器質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。在空氣能熱水器技術(shù)維修上一般都會出現(xiàn)幾個問題：
首先，除霜問題，除霜問題一直是空氣能熱水器的難點(diǎn)，目前市場上通用的除霜方法無非就是兩種，電熱除霜和四通閥反向除霜，但是實(shí)踐證明這兩種方法并不是最好的除霜方法，需要尋求新的除霜方法，除霜效果好，能夠在質(zhì)量品質(zhì)上提升很高一個檔次。
其次，空氣能熱水器工程質(zhì)量，主要是安裝問題，從工程設(shè)計(jì)到安裝、質(zhì)檢、驗(yàn)收管理都非常的重要，在每一個環(huán)節(jié)上面都需要嚴(yán)格的把關(guān)，只有這樣才能保證機(jī)器的可靠性，提升口碑，這塊也是維修的難點(diǎn)，因?yàn)槊恳粋€部件都要去排查。
然后，空氣能熱水器家用市場，家用市場才是熱水器真正的市場，中國家庭數(shù)量巨大，市場潛力無限，空氣能熱水器自然需要抓住這個市場，但是事實(shí)上這片市場還是空白，以后家用機(jī)市場必定是個商家的必爭對象，家用機(jī)用水顯然對工程機(jī)更加的要求舒適性，其難度自然會比工程機(jī)要高一些，因?yàn)榧彝タ臻g的限制，水箱和機(jī)組肯定在體積上有所限制，可能水箱和機(jī)組會結(jié)合在一起，這對維修也是一個挑戰(zhàn)。
空氣能熱水器在我過才剛剛開始起步，但是在十幾年的發(fā)展過程中，其進(jìn)步是顯而易見的，潛力巨大，加之現(xiàn)在人們對節(jié)能環(huán)保意識的提高，政府對節(jié)能產(chǎn)品的扶持，無疑給空氣能熱水器鋪平了道路，將來的熱水器市場必定會被空氣能熱泵所占領(lǐng)，誰能夠成為贏家，就看誰的質(zhì)量做得好，誰的服務(wù)做得好，誰的維修做的好了。