低温组件应用技术.doc

低温组件应用技术 更更 改改 信信 息息 登登 记记 表表 文档名称 低温组件应用技术页数 第 2 页 共 15 页 第 2 页 版本版本更改原因更改原因更改说明更改说明更改人更改人更改时间更改时间 V1 0新归档 目录目录 文档名称 低温组件应用技术页数 第 3 页 共 15 页 第 3 页 前前 言言 4 摘摘 要 要 5 关键词 关键词 5 一一 来来 源源 5 二二 相关述语的名词解释相关述语的名词解释 5 三三 低温组件的应用原理低温组件的应用原理 6 四四 低温组件配置计算低温组件配置计算 7 五五 低温组件的测试验证低温组件的测试验证 10 六六 低温组件的拓展应用低温组件的拓展应用 15 七七 低温组件在现场应用的要求低温组件在现场应用的要求 18 文档名称 低温组件应用技术页数 第 4 页 共 15 页 第 4 页 前前 言言 本设计模块于本设计模块于 拟制部门 拟制部门 空调开发部 拟制人 拟制人 主要起草人 主要起草人 标准化审查人 标准化审查人 审核人 审核人 批准人 批准人 摘摘 要 要 本文详述了 PEX 风冷系列空调为解决低温启动和运行的一种应用技术 在低温工况 低于 15 文档名称 低温组件应用技术页数 第 5 页 共 15 页 第 5 页 下 保证空调机组能正常启动 可靠高效的运行 其内容包括 低温组件的应用原理 低温组件配置 计算 低温组件的测试验证 低温组件的拓展应用等等 关键词 关键词 低温组件 一一 来来 源源 机房空调的一个重要特点就是要求全年能制冷且全天24小时不间断运行 由于我国的幅员 辽阔 北方地区最冷的气温在 45 左右 南方地区最高的气温在45 左右 如果是标准PEX空 调应用到低温 15 以下 场合 在启动的时候会出现持续的低压 致使空调无法正常启动 这样的启动次数多了可能会致使压缩机因缺油而发生故障 低温组件就是基于满足风冷冷风型 空调用于北方极寒冷地区冬季制冷而开发设计的 目的是为了保证空调机组在冬季能正常启动 可靠的运行 以前为解决低温运行的方案是采用Lee Temp系统 由于Lee Temp是用在室外环境 对储液 器的密封和制造加工工艺要求非常高 且系统中要用到压头阀 有独立的结构件箱造成成本高 等现实问题 还有室外风机在低温环境依然是全速运转 对噪声 能效皆是不利的因素 所以 在推广中碰到很大的市场压力 值此 我们推出低温组件这种应用技术 低温组件的储液器是放置在室内机中 应用环境 相对较好 没有大的温差 密封更容易做好 不需压头阀和独立的结构件在成本与Lee Temp比 就体现出极大的优势 室外风机是根据制冷系统的压力进行调速 在温度低的情况下转速非常 慢 极大的降低了室外机的噪声和耗电量 二二 相关述语的名词解释相关述语的名词解释 2 1 名词解释 名词解释 低温组件 一种解决空调机组在低温地区能正常启动 运行的应用技术 由储液器 电磁阀 单向阀等器件组成 文档名称 低温组件应用技术页数 第 6 页 共 15 页 第 6 页 三三 低温组件的应用原理低温组件的应用原理 此种室内机加低温组件的应用 可解决机房精密空调用于北方地区的冬季制冷 延展了空调机 组低温运行的最低温度 最低可以达到约负 45 实验室测试数据 从而拓展了我司机房精密空 调的应用范围和应用区域 达到提高公司产品竞争力的目的 冬季在北方地区 机房空调室外机处于在低温环境中 在停机状态时 制冷系统停止了工作循环 由于室外温度低于室内温度 制冷系统中的制冷剂将向室外低温的室外机迁移 时间越长迁移得越 多 直至完全迁移到室外机 若此时开启压缩机 可能会出现压缩机没有制冷剂或量不足而导致压 缩机启动后出现持续低压保护的情况 造成不能正常开机或损坏压缩机 低温组件的应用原理就是保证停机状态下 制冷剂不会迁移到室外机去 保证室内机有足够多的 制冷剂不会出现启动后的持续低压的情况 低温组件是由带视液镜的储液器 单向阀 电磁阀组成 原理图如下 图 1 在安装带低温组件的机组 制冷剂的充注量会比标准机组多 多出的制冷剂量可以通过计算 得到 该多出的制冷剂量决定了储液器容量的大小 储液器上的视液镜为制冷系统充注合适的制 冷剂量提供了指示 机房空调正常工作时 多出的制冷剂储存在储液器中 空调停机时 低温组件 中的电磁阀关闭 在单向阀共同作用下 储液器中维持一定量的制冷剂仍保留在其中 这样 在 低温环境中开机时 低温组件中电磁阀打开 这些制冷剂就可以经过膨胀阀 在蒸发器中相变为 气态进入压缩机 通过压缩机压缩排出到冷凝器迅速形成持续循环 这样就可以快速地建立起稳 定的制冷系统正常高压压力和低压压力 保证了空调机组在低温情况下能正常启动和稳定运行 制冷系统中的低温组件 文档名称 低温组件应用技术页数 第 7 页 共 15 页 第 7 页 四四 低温组件配置计算低温组件配置计算 4 1 空调机组充注制冷剂的简单计算空调机组充注制冷剂的简单计算 低温组件的配置计算主要是制冷剂储存量的计算 带低温组件机组所需制冷剂以在低温状态 液体制冷剂能充满整个冷凝器盘管为标准 因为在低温启动时 高 低压暂时还未建立起来 那 时压缩机的吸气侧处于抽空的状态 高压压力也非常低 排气侧气体在冷凝器中迅速冷凝 持续 直至高压高到一定程度足以推动冷凝器中的制冷剂回到室内机通过膨胀阀形成循环 此时制冷统 才算真正的建立起高 低压 才处于正常的运行中 介于此 对每种机型的制冷剂充注量必须有可量化的准确值 以下是对PEX各种不同机组测 试时充注制冷剂的记录数据汇总表 P PE EX X型型号号 对对内内型型号号蒸蒸发发器器盘盘管管长长度度蒸蒸发发器器内内容容积积L冷冷凝凝器器型型号号冷冷凝凝器器盘盘管管长长度度冷冷凝凝器器内内容容积积L 常常温温冷冷媒媒充充注注量量 k kg g充充注注量量与与容容积积比比 PEX1125RA118 267 19LSF32129 67 888 70 577 PEX1125FA118 267 19LSF32129 67 888 70 577 PEX2240RA126 7657 71LDF52134 48 178 30 523 PEX2240FA126 7657 71LDF52134 48 178 30 523 PEX2240FA126 7657 71LDF42201 66 137 10 513 PEX2145RA253 5315 42LSF52268 816 3514 50 456 PEX2145FA253 5315 42LSF52268 816 3514 50 456 PEX2250FA126 7657 71LDF52268 88 178 30 523 PEX2260FA169 0210 28LDF62136 88 32100 538 PEX3200FA260 8215 86LSF62 2244 814 89140 455 蒸蒸发发器器冷冷凝凝器器冷冷媒媒充充注注量量 从上表数据可知制冷剂的充注量一般是占到制冷系统容积的45 57 之间 以上数据是基于 室内 外机连管长度在10米内 我们可取中间值50 来推算其他机型的充注量 详细数据见下 表 表二 文档名称 低温组件应用技术页数 第 8 页 共 15 页 第 8 页 PEX型型号号 计计算算充充注注量量 对对内内型型号号蒸蒸发发器器盘盘管管长长度度蒸蒸发发器器内内容容积积L冷冷凝凝器器型型号号冷冷凝凝器器盘盘管管长长度度冷冷凝凝器器内内容容积积L常常温温冷冷媒媒充充注注量量k kg g PEX1120RA118 267 19LSF2486 45 256 22 PEX1120FA118 267 19LSF2486 45 256 22 PEX1125RA118 267 19LSF32129 67 887 54 PEX1125FA118 267 19LSF32129 67 887 54 PEX1130RA157 689 59LSF38129 67 888 74 PEX1130FA157 689 59LSF38129 67 888 74 PEX1135RA157 689 59LSF42201 612 2610 93 PEX1135FA157 689 59LSF42201 612 2610 93 PEX2240RA126 7657 71LDF52134 48 177 94 PEX2240FA126 7657 71LDF52134 48 177 94 PEX2240FA126 7657 71LDF42201 66 136 92 PEX2145RA253 5315 42LSF52268 816 3515 88 PEX2145FA253 5315 42LSF52268 816 3515 88 PEX2250RA126 7657 71LDF62136 88 328 02 PEX2250FA126 7657 71LDF62136 88 328 02 PEX2250FA126 7657 71LDF52268 88 177 94 PEX2155RA338 0420 56LSF62244 814 8917 72 PEX2155FA338 0420 56LSF62244 814 8917 72 PEX2260RA169 0210 28LSF38 2129 67 889 08 PEX2260FA169 0210 28LSF38 2129 67 889 08 PEX2260FA169 0210 28LDF62136 88 329 30 PEX2270RA169 0210 28LSF42 2201 612 2611 27 PEX2270FA169 0210 28LSF42 2201 612 2611 27 PEX3280RA195 61511 90LSF52 2268 816 3514 12 PEX3280FA195 61511 90LSF52 2268 816 3514 12 PEX3290RA195 61511 90LSF52 2268 816 3514 12 PEX3290FA195 61511 90LSF52 2268 816 3514 12 PEX3200RA260 8215 86LSF62 2244 814 8915 38 PEX3200FA260 8215 86LSF62 2244 814 8915 38 蒸蒸发发器器冷冷凝凝器器 注 1 以上充注量皆是指单系统的充注量 4 24 2 低温组件储液器的容量计算低温组件储液器的容量计算 从以上内容可知机组在低温状态液体制冷剂能充满整个冷凝器盘管为标准 那以冷凝器盘管的 容积作为基准来计算所需的制冷剂量 得出的制冷剂量减去常温冷媒充注量即是储液器需要储存的 量 可按下面公式进行储液器的容量计算 Q冷 L冷 k Q储 Q冷 Q常 式中 Q冷 低温状态下冷凝器储存冷媒量 kg L冷 冷凝器盘管容积量 L 制冷剂在 25 的密度 约1 4kg L k 安全系数 考虑常温充注量是计算值取50 可能与实际有一定的差距而取系数1 2 来保证冷媒有足够的冗余 文档名称 低温组件应用技术页数 第 9 页 共 15 页 第 9 页 Q储 储液器存冷媒量 kg Q常 常温下冷媒充注量 kg 根据以上公式可计算PEX系列风冷机组的储液器存冷媒量 详细数据见下表 表三 PEX型型号号 储储液液器器 对对内内型型号号蒸蒸发发器器盘盘管管长长度度蒸蒸发发器器内内容容积积L冷冷凝凝器器型型号号冷冷凝凝器器盘盘管管长长度度冷冷凝凝器器内内容容积积L 常常温温冷冷媒媒充充注注量量 k kg g 低低温温冷冷媒媒充充注注量量 k kg g 储储液液器器存存储储量量 kg PEX1120RA118 267 19LSF2486 45 256 228 83 2 60 PEX1120FA118 267 19LSF2486 45 256 228 83 2 60 PEX1125RA118 267 19LSF32129 67 887 5413 24 5 70 PEX1125FA118 267 19LSF32129 67 887 5413 24 5 70 PEX1130RA157 689 59LSF38129 67 888 7413 24 4 51 PEX1130FA157 689 59LSF38129 67 888 7413 24 4 51 PEX1135RA157 689 59LSF42201 612 2610 9320 60 9 67 PEX1135FA157 689 59LSF42201 612 2610 9320 60 9 67 PEX2240RA126 7657 71LDF52134 48 177 9413 73 5 79 PEX2240FA126 7657 71LDF52134 48 177 9413 73 5 79 PEX2240FA126 7657 71LDF42201 66 136 9210 30 3 38 PEX2145RA253 5315 42LSF52268 816 3515 8827 47 11 58 PEX2145FA253 5315 42LSF52268 816 3515 8827 47 11 58 PEX2250RA126 7657 71LDF62136 88 328 0213 98 5 96 PEX2250FA126 7657 71LDF62136 88 328 0213 98 5 96 PEX2250FA126 7657 71LDF52268 88 177 9413 73 5 79 PEX2155RA338 0420 56LSF62244 814 8917 7225 01 7 29 PEX2155FA338 0420 56LSF62244 814 8917 7225 01 7 29 PEX2260RA169 0210 28LSF38 2129 67 889 0813 24 4 16 PEX2260FA169 0210 28LSF38 2129 67 889 0813 24 4 16 PEX2260FA169 0210 28LDF62136 88 329 3013 98 4 68 PEX2270RA169 0210 28LSF42 2201 612 2611 2720 60 9 33 PEX2270FA169 0210 28LSF42 2201 612 2611 2720 60 9 33 PEX3280RA195 61511 90LSF52 2268 816 3514 1227 47 13 34 PEX3280FA195 61511 90LSF52 2268 816 3514 1227 47 13 34 PEX3290RA195 61511 90LSF52 2268 816 3514 1227 47 13 34 PEX3290FA195 61511 90LSF52 2268 816 3514 1227 47 13 34 PEX3200RA260 8215 86LSF62 2244 814 8915 3825 01 9 64 PEX3200FA260 8215 86LSF62 2244 814 8915 3825 01 9 64 蒸蒸发发器器冷冷凝凝器器冷冷媒媒充充注注量量 4 34 3 不同机组配置低温组件列表不同机组配置低温组件列表 从表三可看出 机组从小到大所需存储冷媒的量不尽相同 考虑到设计的统一性和加工采 购的便利性 我们拟用 10L 和 14L 两种储液器来满足 PEX 系列机型在低温下的应用 每种机 型配置的储液器见以下配置表 表四 文档名称 低温组件应用技术页数 第 10 页 共 15 页 第 10 页 PEX型型号号 冷冷凝凝器器 对对内内型型号号冷冷凝凝器器型型号号储储液液器器存存储储量量kg储储液液器器型型号号L PEX1120RALSF24 2 60LT10 PEX1120FALSF24 2 60LT10 PEX1125RALSF32 5 70LT10 PEX1125FALSF32 5 70LT10 PEX1130RALSF38 4 51LT10 PEX1130FALSF38 4 51LT10 PEX1135RALSF42 9 67LT10 PEX1135FALSF42 9 67LT10 PEX2240RALDF52 5 79LT10 2 PEX2240FALDF52 5 79LT10 2 PEX2240FALDF42 3 38LT10 2 PEX2145RALSF52 11 58LT14 PEX2145FALSF52 11 58LT14 PEX2250RALDF62 5 96LT10 2 PEX2250FALDF62 5 96LT10 2 PEX2250FALDF52 5 79LT10 2 PEX2155RALSF62 7 29LT14 PEX2155FALSF62 7 29LT14 PEX2260RALSF38 2 4 16LT10 2 PEX2260FALSF38 2 4 16LT10 2 PEX2260FALDF62 4 68LT10 2 PEX2270RALSF42 2 9 33LT10 2 PEX2270FALSF42 2 9 33LT10 2 PEX3280RALSF52 2 13 34LT14 2 PEX3280FALSF52 2 13 34LT14 2 PEX3290RALSF52 2 13 34LT14 2 PEX3290FALSF52 2 13 34LT14 2 PEX3200RALSF62 2 9 64LT14 2 PEX3200FALSF62 2 9 64LT14 2 储储液液器器 五五 低温组件的测试验证低温组件的测试验证 为了验证空调机组配置低温组件对于低温启动和运行的有效性 我首先测试不带储液器的系统能 应用到的低温范围 从而评估在通过调速能做到的低温极限 再测试制冷系统增加低温组件能应用到 的低温范围 从 15 40 评估增加储液器能做的低温极限 以及不同室外环境温度对制冷系统 低压复位的影响和在低温情况下风机的运转情况 5 15 1 不加低温组件机组的低温环境运行试验不加低温组件机组的低温环境运行试验 试验用的室内机为 PEX1125RA 室外机为 LSF32 测试工况是 室内干球 21 湿球 15 室外按不同的低温值分别测试 15 25 系统低压保护点为 1 36bar 断开 2 5bar 复位 精度为 0 5bar 1 不带储液器 室外温度 15 的测试 低压延时设定 300s 文档名称 低温组件应用技术页数 第 11 页 共 15 页 第 11 页 图 2 机组启动 160S 低压复位 机组能正常运行 因风机调速的缘故 高压有 0 3bar 的波动 2 不带储液器 室外温度 25 的测试 低压延时设定 300s 图 3 机组启动 300S 后还无建立起高 低压 低压压力在 2 5bar 以下 机组持续低压保护 5 25 2 加低温组件的机组在低温环境运行试验加低温组件的机组在低温环境运行试验 试验机组仍然是 PEX1125RA 和 LSF32 1 加低温组件 室外 25 的测试 储液器内压力 9bar 室外侧压力 1 32bar 位 位 位 位位 位 位 位 位 位位 位 位 位 位 位位 位 位 位位 位 位 位 位 位位 位 位 位 位 位位 位 位 位位 位 位 位 位 位位 位 位 位 位 位 机组启动点 机组低压复位点 机组启动点 启动 300S 后低压无法复位 文档名称 低温组件应用技术页数 第 12 页 共 15 页 第 12 页 图 4 机组启动 2 15 低压复位 压力稳定上升 5 10 室外风机启动 2 加低温组件 室外 40 的测试 储液器内压力 8 34bar 室外侧压力 0 26bar 图 5 机组启动 2 50 低压复位 压力稳定上升 11 40 室外风机启动 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 吸干制冷剂过程 室外制冷剂开始回液 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 吸干制冷剂过程 室外制冷剂开始回液 文档名称 低温组件应用技术页数 第 13 页 共 15 页 第 13 页 通过以上的系列测试 我们可得知采用风机调速控制的室外机可适应的最低温度在 15 再 低的话 就需要调整低压屏蔽的时间 并且不能低过 25 通常我们不建议这样做 因为持续低 压太长时间容易损坏压缩机 如要应用在更低温度环境就需采用加低温组件的方案 通过增加低温组件来改善低温启动造 成的持续低压 室外环境温度越低制冷系统低压复位的时间需要越长 在 40 时的低温工况依然 能在 3min 内复位低压 启动后能保证系统的平稳运行 室外风机也不曾出现频繁启停的现象 5 35 3 不同工况对冷媒储存量的影响不同工况对冷媒储存量的影响 通过调整不同室外环境温度来观察空调制冷系统低压复位时间 找出高温工况与低温工况 所需求的冷媒储存量的差异 从而保证带低温组件的机组能安全运行在各工况下 试验用的室内机为 PEX3200RA 室内机安装的储液器从底部到顶端设置了 1 根透明的塑钢 视管 从而方便读取储液器中制冷剂储存量的变化 室外机为 LSF62 测试工况是 室内干球 21 湿球 15 室外按不同的低温值分别测试 35 45 45 系统低压保护点为 1 36bar 断开 2 5bar 复位 精度为 0 5bar 1 带低温组件 充注制冷剂 28kg 室外温度 35 的测试 低压延时设定 300s 图 6 位 位 位 位 位 位位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位位 位 位 位 位 位 位 位 位 位位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位位 位 位 位 文档名称 低温组件应用技术页数 第 14 页 共 15 页 第 14 页 机组启动 47 秒全部吸干储液器中液体 1 分 10 秒