中央空調(diào)冷凍水變頻定壓補(bǔ)水系統(tǒng)改造探討

王磊

摘 要：結(jié)合某機(jī)關(guān)空調(diào)冷凍水變頻恒壓補(bǔ)水改造，探討了水泵補(bǔ)水的幾種裝置以及更換恒壓變頻控制柜后的使用情況，以更加自動、安全、穩(wěn)定地補(bǔ)充中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的冷凍水量。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；冷凍水；補(bǔ)水系統(tǒng)；載冷劑

中圖分類號：TU831.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.145

隨著人們生活水平的提高，人們對辦公區(qū)域環(huán)境溫度和濕度的要求也越來越高，對空調(diào)的需求也就越來越大，而中央空調(diào)是最適宜的高層辦公場所使用的設(shè)備之一。中央空調(diào)系統(tǒng)中制冷機(jī)組是核心，它能為我們用戶提供7～14 ℃的冷氣，而且是不斷循環(huán)產(chǎn)生的，但是在傳輸冷量的過程中，冷媒所能到達(dá)的范圍和高度卻起到舉足輕重的作用。我們這里所說的冷媒，是指經(jīng)二次換熱后的水冷風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中的載冷劑——水。作為系統(tǒng)中的載冷用水，會因管道或排氣等因素直接影響末端的效果，影響用戶的舒適度。

本文借某機(jī)關(guān)空調(diào)冷凍水補(bǔ)水改造前后的效果與其他補(bǔ)水方式進(jìn)行對比，探討如何解決空調(diào)中載冷劑問題。

1 大型中央空調(diào)的水路系統(tǒng)

中央空調(diào)一般有兩個水路系統(tǒng)，即冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。冷凍水系統(tǒng)，最常見的是在管道最高端有個水箱，水箱里有浮球閥補(bǔ)水。還有就是在地下設(shè)有膨脹水箱，按壓力用水泵自動補(bǔ)水。由于冷凍水管理復(fù)雜，一般都在各個高點(diǎn)裝有自動排氣閥，否則水補(bǔ)不進(jìn)去。

2 空調(diào)冷凍水補(bǔ)水系統(tǒng)改造

2011年剛接觸這套系統(tǒng)時，筆者覺得系統(tǒng)挺復(fù)雜的，整個中央空調(diào)系統(tǒng)擁有從下至上的約克YSF YFYS55CME型號（單機(jī)額定制冷量1 758 kW，制冷劑R22機(jī)組3臺；電源控制柜3套；冷凍水補(bǔ)水泵25 LGX7型號，揚(yáng)程70 m，流量3.0 m3/h，轉(zhuǎn)速2 900 r/min，配用功率2.2 kW）2臺、循環(huán)水泵6臺（冷凍水配3臺、冷卻水配3臺）、真空脫氣機(jī)2臺、分集水箱各1個、冷卻水補(bǔ)水泵3臺、冷卻塔帶3臺冷卻風(fēng)扇和末端風(fēng)機(jī)盤管800多個（分布在主教學(xué)樓、2個學(xué)員樓和餐廳內(nèi)）。在日常使用中，發(fā)現(xiàn)機(jī)組出現(xiàn)狀況的時候很少，而冷凍水水量不足的情況時有發(fā)生。在尋找解決方案時，重點(diǎn)考慮冷凍水補(bǔ)水裝置的改造，這是最直接、有效的方法。

2014年以前，冷凍水補(bǔ)水時有一塊電接點(diǎn)壓力表控制水壓在低點(diǎn)（例如0.3 MPa）開啟，水泵開始自動補(bǔ)水，當(dāng)壓力值達(dá)到設(shè)定高點(diǎn)壓力（例如0.4 MPa），水泵停止運(yùn)行。一次往復(fù)達(dá)到水壓相對穩(wěn)定在0.3～0.4 MPa之間。電接點(diǎn)壓力表由萬用開關(guān)控制開啟后，經(jīng)常會出現(xiàn)啟泵和停泵的反復(fù)開合，水泵的使用壽命會因此受到很大影響。而且在停泵期間，會造成末端高點(diǎn)處沒有循環(huán)水，末端盤管進(jìn)入空氣，需要排氣后繼續(xù)補(bǔ)水，影響了風(fēng)機(jī)盤管的冷氣效果。在管理中央空調(diào)運(yùn)行2年中，經(jīng)常會有工程維修人員報告，用戶末端沒有冷氣，大多情況下是由于停泵期間，水壓下降風(fēng)機(jī)盤管的供回水管內(nèi)出現(xiàn)空氣造成；少數(shù)情況是由于風(fēng)機(jī)盤管的過濾器堵塞或補(bǔ)水泵不正常工作造成沒有冷氣。總結(jié)用戶缺少冷氣的這些原因，以便改造冷凍水補(bǔ)水系統(tǒng)。

因這種控制水壓水泵補(bǔ)水的方式不能像冷卻水補(bǔ)水系統(tǒng)那么穩(wěn)定，所以，借鑒冷卻水補(bǔ)水的基本原理，再裝上安全壓力控制系統(tǒng)就是現(xiàn)在這套變頻定壓補(bǔ)水系統(tǒng)。原理是利用遠(yuǎn)傳壓力表將壓力值變?yōu)閿?shù)字信號傳給恒壓控制器，變頻器通過頻率變化來穩(wěn)定系統(tǒng)水壓，使冷媒水能充滿系統(tǒng)中的每一個末端。安全控制是一塊電接點(diǎn)壓力表控制的，當(dāng)壓力超過設(shè)定壓力時，電接點(diǎn)接通工作，通過接觸器切斷線路中的電流。這樣，在變頻器出現(xiàn)故障時，就能防止壓力過高，使系統(tǒng)中閥門和風(fēng)機(jī)盤管超壓。

恒壓變頻控制柜是基于長久穩(wěn)定、雙重安全、實(shí)用性強(qiáng)的要求設(shè)計并安裝的，改造過程中，原有的兩套補(bǔ)水水泵和電源不動，只需要加裝恒壓變頻控制柜和安全控制裝置就行。

由于補(bǔ)水泵的單泵配用功率為2.2 kW，所以變頻器選用的型號為3.7 kW，選用功率過高會加大初期投資，選用過低可能會導(dǎo)致配用不足。變頻恒壓供水控制器是專為變頻恒壓供水系統(tǒng)而設(shè)計的控制器，可供2臺泵循環(huán)軟啟動工作。該產(chǎn)品直接調(diào)節(jié)精密電位器就可設(shè)定壓力，控制過程為：控制器上電后，經(jīng)過8 s的延時，1#泵變頻啟動，在水壓低于設(shè)定的情況下，控制器從0～50 Hz逐漸升高，當(dāng)達(dá)到50 Hz水壓仍比較低時，延時15 s將1#泵切換到工頻，如果水壓高于設(shè)定值，則控制器控制變頻器降低輸出頻率到一定頻率（0～50 Hz之間）持續(xù)工作，將系統(tǒng)水壓穩(wěn)定在需要的壓力下。

恒壓控制柜內(nèi)包含的控制設(shè)備有3.7 kW變頻器一臺，變頻恒壓供水控制器1臺，1.6 MPa遠(yuǎn)傳壓力表，接觸器4個，繼電器2套，空開3個，控制箱1個，線材、輔料等若干?？梢詫?shí)現(xiàn)的功能有一個補(bǔ)水泵的自動控制和兩個補(bǔ)水泵的單獨(dú)手動控制、水箱缺水保護(hù)、管路壓力超壓斷電保護(hù)，最后又在系統(tǒng)回水箱上單獨(dú)加裝了一套用電接點(diǎn)壓力表來控制水箱前段給水的安全裝置，雙重保護(hù)冷凍水管道內(nèi)不超壓。這樣做的好處是能夠在恒壓控制柜失效（水泵失控時，持續(xù)補(bǔ)水且壓力安全斷路器沒工作）時，切斷供水管路，不至于管道或閥門超壓發(fā)生崩裂事故。在很多時候，安全責(zé)任是最重要的，其他問題在發(fā)生后還能夠彌補(bǔ)，而出現(xiàn)安全事故就會造成不可挽回的損失。

3 結(jié)束語

新的補(bǔ)水控制系統(tǒng)解決了補(bǔ)水泵啟動反復(fù)和停泵后壓力下降等問題，使經(jīng)過制冷機(jī)組冷卻后的載冷劑連續(xù)不斷地輸送到整個大樓、學(xué)工樓乃至餐廳的每一處末端盤管，為職工和顧客提供舒適、安靜的辦公、休息環(huán)境?？梢钥吹剑▔鹤冾l控制比電接點(diǎn)壓力表控制系統(tǒng)有更加穩(wěn)定的循環(huán)水環(huán)境，是值得我們今后所推廣的。

參考文獻(xiàn)

[1]張國東.中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與檢修[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

〔編輯：王霞〕