風(fēng)冷式模塊機(jī)組高溫故障報(bào)警實(shí)地性改造

王谷洪 周友華 冷胡峰

（江中制藥集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西南昌330096）

0 引言

通常風(fēng)冷式模塊機(jī)組安裝在空曠的室外，這樣就擁有足夠的新風(fēng)來進(jìn)行補(bǔ)充。然而，在對整體設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮時(shí)，又需將機(jī)組安裝在室內(nèi)，只有保證足夠的送風(fēng)及排風(fēng)空間，設(shè)備運(yùn)行才能穩(wěn)定，才能更好地滿足工作需求。當(dāng)安裝空間受限不足時(shí)，在運(yùn)行過程中，將會導(dǎo)致高溫故障報(bào)警或設(shè)備停機(jī)，無法滿足工作需求。

本文將針對風(fēng)冷式模塊機(jī)組安裝空間不足的現(xiàn)象，探索其解決方案，進(jìn)行實(shí)地性的改造，以保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。

1 基本概念

風(fēng)冷式模塊機(jī)組（圖1）是以空氣為冷（熱）介質(zhì)，作為冷（熱）源兼用型的一體化中央空調(diào)設(shè)備，可分為單冷型和熱泵型，其中熱泵型風(fēng)冷式模塊機(jī)組集制冷、制熱功能于一體，既可供冷，又可供熱，能實(shí)現(xiàn)夏季降溫、冬季采暖，一機(jī)多用。

圖1 風(fēng)冷式模塊機(jī)組

風(fēng)冷式模塊機(jī)組集高效、低噪音、結(jié)構(gòu)合理、操作簡便、運(yùn)行安全、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)于一體，能夠滿足電子、制藥、生物、輕紡、化工、冶金、制藥、電力、機(jī)械等行業(yè)的工藝性的空調(diào)系統(tǒng)的不同使用要求。另外，機(jī)組布置靈活，外形美觀，節(jié)省建筑空間，調(diào)節(jié)方便，可以單獨(dú)停、開而不影響其他房間。

2 技術(shù)特點(diǎn)

風(fēng)冷式模塊機(jī)組作為一種兼用型的一體化中央空調(diào)設(shè)備，能夠滿足各行業(yè)的工藝性的空調(diào)系統(tǒng)的不同使用要求，其具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

（1）模塊化設(shè)計(jì)：可根據(jù)用戶需要進(jìn)行多機(jī)自由組合。

（2）高效節(jié)能：機(jī)組采用了高效的渦旋式壓縮機(jī)和換熱器，對系統(tǒng)進(jìn)行了最優(yōu)化的匹配，換熱高效。多壓縮機(jī)多回路設(shè)計(jì)具有多級能量可調(diào)能力，同時(shí)可降低啟動電流，減少電力投資。單冷機(jī)組制冷能效比分別高達(dá)3.17和3.32，達(dá)到國家節(jié)能產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

（3）安裝方便：每個(gè)模塊自帶2根主水管，兩側(cè)均可連接，可方便地在現(xiàn)場與其他模塊拼接，且拼接時(shí)不需考慮主模塊與子模塊之分。

（4）控制先進(jìn)：單模塊為大屏幕液晶顯示線控器控制，多模塊為集中控制器控制，多達(dá)8個(gè)模塊可靈活拼接，集中控制，操作簡單。

（5）自由配接：機(jī)組可以配接不同形式的末端產(chǎn)品，滿足客戶不同的需要。

（6）運(yùn)行噪音低：機(jī)組采用渦旋壓縮機(jī)和低噪聲風(fēng)機(jī)，運(yùn)行噪聲小。

（7）運(yùn)行安全：機(jī)組采用了多重保護(hù)功能，確保了機(jī)器的使用壽命。

3 安裝方式

風(fēng)冷式模塊機(jī)組采用模塊化設(shè)計(jì)（圖2），可安裝在室外，也可安裝在室內(nèi)。安裝在地面或合適屋面的室外時(shí)，具有足夠的通風(fēng)量，設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定，能更好地滿足工作需求。故一般情況下安裝在室外，使其具有足夠的安裝空間，運(yùn)行環(huán)境溫度在15～46℃。

圖2 風(fēng)冷式模塊機(jī)組的模塊化設(shè)計(jì)

但是，鑒于對廠房整理布局的考慮，需安裝在室內(nèi)時(shí)，則對室內(nèi)的安裝條件具有一定的要求：

（1）機(jī)組安裝在機(jī)房內(nèi)，地面要求平整，具有足夠的承重量。

（2）機(jī)組間距必須保證具有足夠風(fēng)量通過盤管。

（3）頂部安裝排風(fēng)風(fēng)管引出室外，以防止在機(jī)房內(nèi)形成回流。

（4）機(jī)房可設(shè)置進(jìn)風(fēng)百葉窗，用于為機(jī)組提供良好的通風(fēng)。

（5）方便冷凝水的排放。

（6）必須避免機(jī)組與房屋共振以及產(chǎn)生回音。

在室內(nèi)的安裝過程中，為了防止冷凝器空氣回流，避免機(jī)組運(yùn)行故障，對其最小安裝距離進(jìn)行限制，如圖3所示。如果不能滿足其間距，機(jī)組通過盤管的空氣就會受到限制，或者導(dǎo)致排風(fēng)回流，機(jī)組的性能可能受到影響，或者出現(xiàn)運(yùn)行停機(jī)故障。

圖3 風(fēng)冷模塊機(jī)組室內(nèi)安裝預(yù)留尺寸示意圖

4 現(xiàn)場安裝應(yīng)用中存在的問題

圖4 風(fēng)冷式模塊機(jī)組安裝示意圖

在廠房的設(shè)計(jì)和規(guī)劃建設(shè)中，各項(xiàng)能源值計(jì)算的實(shí)際值和理論值存在一定量的偏差，或者是出于對廠房外觀的綜合布局考慮，在最終的建設(shè)過程中，機(jī)組的安裝空間不能達(dá)到設(shè)計(jì)安裝所約束的最小空間尺寸，導(dǎo)致通過盤管的空氣受到限制，發(fā)生排風(fēng)回流現(xiàn)象，形成高溫故障報(bào)警。圖4、圖5為受空間限制的風(fēng)冷式模塊機(jī)組現(xiàn)場安裝模式。

此種安裝模式的實(shí)際安裝空間和設(shè)計(jì)安裝空間存在較大的差異，導(dǎo)致由熱泵機(jī)組排風(fēng)口排放的冷卻熱都散在室內(nèi)，使該空間溫度急劇上升，同時(shí)形成排風(fēng)回流，“V”型空氣側(cè)換熱器吸入高溫空氣，運(yùn)行過程中，壓縮機(jī)過載、排氣溫度過高形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致設(shè)備故障報(bào)警和停機(jī)而無法工作，尤其是在高溫夏天，這種情況更為嚴(yán)重。

5 改造方案

為了保證機(jī)組正常運(yùn)行，達(dá)到穩(wěn)定的冷卻效果，其關(guān)鍵點(diǎn)是保持室內(nèi)通風(fēng)，及時(shí)排除熱空氣，引入室外新空氣，保證“V”型空氣側(cè)換熱器吸入的新空氣溫度在15～46℃。針對這些情況，我們可以進(jìn)行如下技術(shù)改造：

（1）在主機(jī)冷凝風(fēng)扇口上加裝導(dǎo)流風(fēng)管，將熱空氣引出排向室外。

通過導(dǎo)流風(fēng)管將主機(jī)的排風(fēng)直接引至室外。在加裝導(dǎo)流風(fēng)管的過程中，對于風(fēng)管及彎頭的選擇十分重要，它將直接影響排風(fēng)氣流的輸送效果。風(fēng)管可分為圓形風(fēng)管、矩形風(fēng)管、扁圓風(fēng)管等多種，其中圓形風(fēng)管要想達(dá)到阻力最小的高度，其尺寸最大，制作復(fù)雜，所以在改造過程中以矩形風(fēng)管為主。風(fēng)機(jī)排風(fēng)管口的面積應(yīng)與風(fēng)機(jī)出口面積保持相同，且保證至少1 000 mm直管段，以防止排風(fēng)回流。風(fēng)機(jī)出口與風(fēng)管連接時(shí)應(yīng)采用柔性接頭，以避免傳遞振動。在不銹鋼風(fēng)管咬口縫、鉚釘縫、法蘭翻邊四角等縫隙處涂上密封膠（如中性玻璃膠），防止空氣輸送過程中發(fā)生泄漏。涂密封膠前應(yīng)清除表面塵土和油污。

圖5 風(fēng)冷式模塊機(jī)組現(xiàn)場安裝實(shí)景圖

在選擇風(fēng)管彎頭時(shí)，不能隨便彎，彎頭無導(dǎo)流葉片時(shí)，其彎曲半徑R最小不得小于1/2W（W為風(fēng)管的寬度），一般以1W為宜。風(fēng)管彎頭半徑按風(fēng)管寬度計(jì)算，也就是彎頭的長邊半徑為寬度的1.5倍，短邊半徑為寬度的1/2。設(shè)計(jì)風(fēng)管系統(tǒng)時(shí)，彎頭與彎頭之間、彎頭與出風(fēng)口之間的距離不能過小。過小則渦流嚴(yán)重，氣流分布不均，出風(fēng)口排風(fēng)達(dá)不到設(shè)計(jì)的送風(fēng)量。通常出口設(shè)在一個(gè)彎頭之后時(shí)，由彎頭至出風(fēng)口的距離應(yīng)為：普通彎頭不帶導(dǎo)流葉片時(shí)，L≥8W；普通彎頭帶導(dǎo)流葉片時(shí)，L=4～8W。圖6、圖7為添加排風(fēng)管后的前后對比，圖8為排風(fēng)管的設(shè)計(jì)。

圖6 未添加排風(fēng)管

圖7 添加排風(fēng)管

圖8 排風(fēng)管設(shè)計(jì)

通過加裝導(dǎo)流風(fēng)管，將原來排放在室內(nèi)的熱空氣引出到室外，進(jìn)風(fēng)百葉窗又為“V”型空氣側(cè)換熱器提供了新鮮空氣，大大降低了機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷，減少了故障報(bào)警和設(shè)備停機(jī)次數(shù)，保證正常的工作需求。

（2）在“V”型空氣側(cè)換熱器處增加自來水霧化噴頭，進(jìn)行表面霧化冷卻噴淋。

在高溫的夏季，外界環(huán)境溫度可能會高出機(jī)組運(yùn)行所需要的環(huán)境溫度，即使通過排風(fēng)管將熱空氣排除室外，但是“V”型空氣側(cè)換熱器通過百葉窗吸入的空氣溫度依然很高，同樣會造成負(fù)荷報(bào)警或者制冷能效降低。為有效地解決這種現(xiàn)象，通過在每個(gè)模塊的“V”型空氣側(cè)換熱器增設(shè)2個(gè)霧化冷卻噴淋裝置，將自來水加壓后形成霧化，噴淋到換熱器表面，進(jìn)行冷熱交換，對其進(jìn)行表面降溫，使其吸入的高溫空氣經(jīng)過熱交換后保證在正常的溫度范圍。有效防止因吸入空氣溫度過高而發(fā)生故障報(bào)警或停機(jī)，保證正常工作需求。圖9、圖10為添加霧化噴頭的前后對比。

圖9 改造前——未添加霧化噴頭

圖10 改造后——添加霧化噴頭

6 結(jié)語

在室內(nèi)安裝的風(fēng)冷式模塊機(jī)組，其按各項(xiàng)能源值計(jì)算的實(shí)際值和理論值存在一定量的偏差，或者是出于對廠房外觀的綜合布局考慮而出現(xiàn)的安裝位置受限時(shí)，排出的熱風(fēng)在室內(nèi)形成熱回流，導(dǎo)致“V”型空氣側(cè)換熱器吸入的空氣溫度過高，設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，造成高溫故障報(bào)警或設(shè)備停機(jī)，無法保障正常的工作需求。鑒于此，需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)地性的改造，一是通過加裝導(dǎo)流風(fēng)管，將排出的熱風(fēng)引出至室外，降低室內(nèi)溫度，保持室內(nèi)新風(fēng)回流。二是對“V”型側(cè)換熱器加裝自來水霧化噴淋設(shè)施。因?yàn)樵诟邷叵募?，即使是在安裝導(dǎo)流風(fēng)管的情況下，由百葉窗引入的空氣溫度依然很高，通過加裝自來水霧化噴頭，對換熱器表面進(jìn)行霧化冷卻噴淋，使進(jìn)風(fēng)溫度降低，保證設(shè)備運(yùn)行。這兩者方式結(jié)合在一起，形成雙保險(xiǎn)，使風(fēng)冷式模塊機(jī)組在受安裝空間限制的室內(nèi)同樣能保證其運(yùn)行穩(wěn)定，滿足工作需求。