分散的小負(fù)荷用冷末端采用末端調(diào)節(jié)站工藝在集中供冷系統(tǒng)的應(yīng)用

駱錦登

摘要：在傳統(tǒng)的集中式大型制冷系統(tǒng)中，通常以泵站加壓，通過(guò)中央調(diào)節(jié)站把制冷工質(zhì)分配到各個(gè)用冷末端。但現(xiàn)在大部分的食品加工廠既有集中式大負(fù)荷末端，同時(shí)又存在分散的小負(fù)荷末端情況。如果在分散的小負(fù)荷末端仍然應(yīng)用中央調(diào)節(jié)站供液就會(huì)出現(xiàn)中央調(diào)節(jié)站過(guò)于臃腫，管線過(guò)于繁多，控制復(fù)雜等情況。本文以實(shí)際案例介紹末端調(diào)節(jié)站在分散型用冷末端的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：集中供冷；分散末端；應(yīng)用

一、某工程案例上使用泵站加集中式調(diào)節(jié)站方式供液的初設(shè)計(jì)

某一食品企業(yè)規(guī)模有一座4000噸大型綜合冷藏庫(kù)，一座500噸原料冷藏庫(kù)，4條各2噸/小時(shí)雙螺旋速凍線等大負(fù)荷用冷設(shè)備。又有13個(gè)30至100立方不等的車間工能性冷藏庫(kù)，分布于3層高4千多平方米廠房?jī)?nèi)。我們?yōu)槠湓O(shè)計(jì)出綜合制冷系統(tǒng)，全部采用桶泵加調(diào)節(jié)站供液。初設(shè)計(jì)后發(fā)現(xiàn)會(huì)有以下問(wèn)題出現(xiàn)。

（一）制冷設(shè)備不匹配，大馬拉小車。

因?yàn)橹评湎到y(tǒng)主要考慮的是大用冷負(fù)荷設(shè)備，所以在壓縮機(jī)，冷凝器，桶泵選型，及電器控制上都是以匹配大負(fù)荷用冷設(shè)備為主。所以在給小負(fù)荷用冷設(shè)備供冷時(shí)就會(huì)出現(xiàn)各制冷設(shè)備負(fù)荷不匹配，出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，壓縮機(jī)及冷凝器風(fēng)機(jī)會(huì)頻繁起動(dòng)，造成電機(jī)壽命下降。液泵流量大大高于使用量，只能長(zhǎng)期保持卸壓狀態(tài)。直接影響液泵使用壽命，以上幾點(diǎn)會(huì)造成運(yùn)行能耗增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。

（二）管線長(zhǎng)，壓降嚴(yán)重

小冷庫(kù)分布在3層4千平方米廠房?jī)?nèi)各個(gè)區(qū)域，每個(gè)小冷庫(kù)都要用一路管線由制冷機(jī)房調(diào)節(jié)站接駁至末端蒸發(fā)器，13個(gè)小冷庫(kù)13套管線在廠房?jī)?nèi)于回曲折地安裝，而且管道超長(zhǎng)是必然的。超長(zhǎng)的小口徑流體管的壓降是相當(dāng)嚴(yán)重的，隨之產(chǎn)生的閃發(fā)氣體影響制冷劑的輸送，降低效率。（2-2）述明了R22制冷劑在管徑，長(zhǎng)度，流量與溫度，壓降，閃發(fā)氣體之間的關(guān)系。

（三）控制復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

一般車間使用的功能性冷庫(kù)是按生產(chǎn)車間的生產(chǎn)要求進(jìn)行操作運(yùn)行，設(shè)備啟停通常是一鍵式操作，這樣可以提高生產(chǎn)效率。而中央系統(tǒng)在機(jī)房控制室雖然也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，但十多臺(tái)用冷設(shè)備操作起來(lái)始起彼復(fù)，事必會(huì)給操作人員帶來(lái)很大的困擾，甚至還會(huì)出現(xiàn)操作不當(dāng)造成損失的風(fēng)險(xiǎn)。

（四）建設(shè)成本，管理運(yùn)行成本的增加

一個(gè)供液循環(huán)由供液管，回汽管，熱汽管。排液管組成，13個(gè)末端安裝點(diǎn)分散管線安裝復(fù)雜。而且管道安裝完成后還需要每天套管道進(jìn)行防腐保溫及保溫保護(hù)層等多重工序。這樣會(huì)大大增加了建造成本。而在使用管理上系統(tǒng)控制過(guò)于復(fù)雜，必然要增加操作人員對(duì)設(shè)備值守，而車間使用要求與機(jī)房操作不同步會(huì)增加設(shè)備及產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)初設(shè)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)理論上按傳統(tǒng)的泵站加集中式調(diào)節(jié)站方式供液其實(shí)是完全可以實(shí)現(xiàn)的，但會(huì)出現(xiàn)上述對(duì)使用產(chǎn)生困擾的問(wèn)題。

二、我們?cè)趯?shí)際案例中因應(yīng)以上幾項(xiàng)問(wèn)題做出了以下設(shè)計(jì)的調(diào)整

（一）在設(shè)備選型上做出調(diào)整

1壓縮機(jī)選型，在滿足大負(fù)荷用冷設(shè)備同時(shí)，增設(shè)了1臺(tái)小排量壓縮機(jī)。使到壓縮機(jī)不會(huì)因?yàn)閴毫Φ淖兓l繁起動(dòng)。

2增加一臺(tái)專門配套小冷負(fù)荷的小桶泵，供液量小時(shí)不會(huì)造成液泵頻繁啟停，盡量少地避免因泵的流量過(guò)大而經(jīng)常性泄壓。

（二）運(yùn)用分散式末端調(diào)節(jié)站及集中管道工藝的調(diào)整

1 大負(fù)荷用冷末端的調(diào)節(jié)站還是保留在機(jī)房，把小負(fù)荷用冷末端的調(diào)節(jié)閥組靠近蒸發(fā)器末端安裝。

2 把同一工況的小負(fù)荷用冷末端的供液，回氣，熱汽，排液管道集束成各一條管道，由近而遠(yuǎn)地架接至末端。與2.1相結(jié)合，管道每到一臺(tái)末端利用獨(dú)立的調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行各種操作的調(diào)節(jié)。增大管道后壓力降減少。見式（2-2），同樣管道內(nèi)液體容量增加，冷焓增大，閃發(fā)量也相對(duì)減少。

計(jì)算壓力降工式： △p （2-2）

式中 △p————壓力降（pa）；

f————阻力系數(shù)；

L————管道長(zhǎng)度（m）

D————管道直徑（m）

V————速度（m/s）

P————密度（kg/m3）

從公式中可以得出，在阻力系數(shù)，管道長(zhǎng)度，流速，工質(zhì)密度，流量不變的情況下，管道直徑的大小 決定壓力降的大少，即管徑小，壓力降大。管徑大，壓力降小。

從（2-1）圖中顯示，阻力損失與摩擦力大小有關(guān)，在同等長(zhǎng)度同等輸送量的情況下，一條管徑為80的管道內(nèi)壁面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于10條同等長(zhǎng)度的管徑為25的管道內(nèi)壁面積之和，即一條管徑為80的阻力損失少于10條同等長(zhǎng)度的管徑為25的阻力損失。

（三）新的控制方式，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊自動(dòng)化

1 壓縮機(jī)的區(qū)塊自動(dòng)控制：按工況設(shè)定壓力值，壓縮機(jī)按壓力設(shè)定值控制上卸載及啟停。壓縮機(jī)自動(dòng)控制著低壓循環(huán)桶的壓力，即末端工況又控制著壓縮機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行。

2 桶泵的區(qū)塊自動(dòng)控制：桶泵液位按常規(guī)的方式用液位傳感器控制液位，液泵的啟?？刂评霉┮汗艿酪后w的壓力控制，末端供液電磁閥開啟，管道泄壓，管壓低于設(shè)定值時(shí)液泵啟動(dòng)。末端供液電磁閥關(guān)閉，液泵繼續(xù)運(yùn)行，直到管壓到達(dá)設(shè)定值時(shí)液泵停止運(yùn)行。這樣就形成了一個(gè)自動(dòng)控制的供液系統(tǒng)（供冷系統(tǒng)）。

3 末端設(shè)備區(qū)塊自動(dòng)運(yùn)行的控制：在末端蒸發(fā)設(shè)備安裝獨(dú)立的運(yùn)行控制箱。使用溫度的設(shè)定值控制供液電磁閥的開斷，達(dá)到控制溫度的目的，運(yùn)用軟件程序控制熱汽融霜及排液組合閥組的開斷，達(dá)到控制末端設(shè)備不需要機(jī)房操作而自動(dòng)運(yùn)行。

三、實(shí)踐

我們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目實(shí)際采用了上述優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成工藝的安裝，系統(tǒng)調(diào)試后投入了運(yùn)行，集中供冷系統(tǒng)既能滿足大用冷負(fù)荷的需要，又能給分散型的小負(fù)荷末端提供簡(jiǎn)捷而充足的用冷需求。大大降低了能耗及運(yùn)行管理成本。證明分散型小負(fù)荷用冷末端利用末端調(diào)節(jié)站工藝在集中供冷系統(tǒng)的應(yīng)用是可行的，高效的。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：廣州市粵聯(lián)水產(chǎn)制冷工程有限公司）