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制冷设备和制冷装置控制方式的设计

1.制冷设备的设计


在确定制冷循环形式和设计运行参数的基础上,根据用户的制冷量需求和实际使用场合,通过分析计算,确定制冷设备中各部件的形式和容量。对于蒸汽压缩式制冷机,首先,确定压缩机的形式和台数;结合各种压缩机(如活塞式、离心式、螺杆式、涡旋式、滚动转子式等)的制冷量范围、运行性能、一次性投资、振动噪声及安全性等多方面因素,选择最合适的一种。一般来说,同一系统特别是在大冷量系统中采用多台压缩机代替单台压缩机,有利于部分负荷运行时的能量调节,可以节省能耗。其次,设计换热器(主要包括冷凝器、蒸发器)的结构与尺寸设计。设计时,在追求较高的传热效率的同时,需兼顾考虑初投资、安装布置、操作维护等问题。例如,增大传热面积,一方面使得运行费用减少,但同时也增加材料消耗和初投资。


再次,选择节流装置(浮球阀、热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等)的类型。需要根据节流装置的流量调节特性,以保证与制冷系统良好的匹配。在有些场合,设备类型的选择工作是在设计开始时就已经确定的。对于冰箱生产厂家,生产何种类型的产品,产品的基本结构是由决策层根据市场与企业本身的生产工艺条件来确定的。但从一般的制冷装置设计考虑,这一部分的工作是不可少的。


2.制冷装置控制方式的设计


实际运行中,由于外界条件的变化,热负荷和设备运行参数都会不断地波动变化,这就必须对整个制冷装置进行及时准确的调节,以保证制冷装置在安全、稳定和经济合理的条件下运行。随着科技的发展,现在制冷系统中已经应用各种自动化装置。按照自动化程度的不同,大致分为:


①手动控制配合安全保护装置。


②局部自动控制:在实现安全保护的基础上,增加液泵回路和蒸发器回路的自动控制,它可以提高调节精度,稳定被冷却对象温度,节省能耗。目前,国内对冷库的局部控制应用越来越多,已经总结了成熟的设计管理经验。


③半自动控制:除了局部控制内容外,主要体现在压缩机的自动启停和能量调节上。


④全自动控制:除了半自动控制的内容外,还实现辅助设备操作及湿度等自动控制,如制冷装置自动加油、自动放油、自动放空气、自动调节冷凝器冷却水量等。


⑤最佳工况调节控制:所控制的参数不是一个确定的数值,而是引人微型计算机随着实际运行条件的变化,按输入的程序对各种条件做出判断,从预定的几种工况中选出相对节能效率高的一种工况进行控制,使系统保持在最佳工况运行。这种控制方式要求对制冷装置运行有更深的认识,建立合理的数学模型,开发出更好的控制模式,这样才能使制冷装置的控制和节能提高到更高的水平。


随着自动控制程度的提高,控制精度越来越高,制冷产品质量也随之提高,装置能耗随之降低,同时还有效地降低了操作人员的劳动强度,防止事故发生,保障操作人员人身安全。但设备一次性投资将增加,装置的维护检修也将更加复杂。因此,在选择控制方式时,不要盲目追求自动控制的程度,而要从节能、经济、操作和维护等实际因素来综合考虑。