制冷系統集分水器壓差穩定性研究與應用

韓 磊，楊 玲，胡海龍

（安徽中煙工業有限責任公司阜陽卷煙廠，安徽阜陽 236000）

0 引言

在卷煙生產企業中，制冷空調系統中集分水器壓差需要穩定。制冷系統內的冷媒水在蒸發器內蒸發吸熱，產出的7～12 ℃冷凍水通過冷凍泵經分水器送至各組合式空調的表冷段，用于空氣的降溫除濕，而后再回至集水器和蒸發器再次降溫進行循環[1]。低溫低壓的氣態冷媒經壓縮機壓縮做功后變成高溫高壓的氣體，經冷凝器冷凝后變成低溫高壓的液體，再通過節流孔板變為液體進入蒸發器，形成制冷的逆卡諾循環。冷媒在冷凝器釋放的熱量交換給冷卻水，通過冷卻泵提升至制冷機冷卻塔風冷降溫后，再次進入冷凝器進行循環。

1 存在的問題

集水器起到匯集各分路、環路水流量的作用，分水器起到向各路分配水流量給用戶空調的作用，分水器和集水器直接通過旁通管連接，用于旁通流量，平衡集水器和分水器之間的壓差，保護機組。在實際生產過程中，對集分水器的壓差進行統計分析，發現其波動大，最大值可達2.2 bar（220 kPa），而最小值僅為0.3 bar（30 kPa），日平均值為1.6 bar（160 kPa）。集分水器壓差波動極大造成水管路喘振，現場使用手動調節閥進行調節會出現調節滯現象，容易引起爆管，存在安全隱患，更不利于空調溫濕度工藝控制的穩定性，影響工藝產品質量穩定性。

2 原因分析

當車間空調部分運行或變流量運行時，集水罐和分水罐內水流量發生變化，導致集分水器壓差出現變化，然后通過旁通管路進行壓差平衡的自動調節（圖1），通過增加流經旁通管的流量來保持流回主機的總流量不變，從而保持盤管壓力。車間現場集分水器使用的平衡閥只能由人工調節閥門開度大小，當調解不及時或水流量變速過大時，調節滯后，造成壓差波動大：壓差過大時可能會出現爆管現場，管道閥門安全受到影響；壓差過小時則流量偏小，影響制冷機的熱工效果。

3 改進措施

圖1 集分水器壓差調節

圖2 現場布置

（1）設計一種能自動調節的壓力平衡系統。在原有的旁通管路下方，再增加一條旁通管路（圖2），在此旁通管道上安裝自動調節閥，在制冷系統正常運行時上方的手動調節閥維持一定開度，通過自動調節閥來穩定集分水罐的壓差。

（2）更改控制邏輯，當制冷系統運行時，控制系統自動調節集分水器旁通管路上的閥門開度，以保證集水器和分水器實現壓力平衡。當控制系統檢測到旁通管道實際壓力與設定壓力有較大偏差時，自動調節平衡閥開度，維持管道壓力在設定壓力，保證系統的穩定性。

（3）設計上位監控畫面，實現遠程操作和報警（圖3）。在iFIX（GE 智能平臺提供的自動化硬件和軟件解決方案）監控畫面上，新增自動控制開關按鈕、手動旁通閥控制，集分水器壓差自動電動閥壓力實時顯示。

4 總結

圖3 上位監控畫面

系統改進后，對集分水器壓差進行了統計，改造后集分水器壓差偏差波動范圍明顯縮小，最大壓差由2.2 bar（220 kPa）降低至1.4 bar（140 kPa），平均日壓差由原來的1.6 bar（160 kPa）降低至0.7 bar（70 kPa）。改造完成后，集分水器的壓差由原來的人工手動旁通調節改為現在的自動調節調節平衡閥開度，不僅降低了人工工作量，也大大提高了壓差調節的速度和精確度，保障壓差以及空調溫濕度工藝指標控制的穩定性，保障工藝產品質量。