制冷裝置是一個密閉的系統。制冷劑在制冷系統中的運行情況,是通過系統中的壓力和溫度來反映的。這些壓力和溫度就是運行參數。運行參數主要包括:蒸發壓力、蒸發溫度、冷凝壓力、冷凝溫度、吸氣溫度和排氣溫度等。在所有的運行參數中,蒸發壓力、蒸發溫度、冷凝壓力、冷凝溫度是主要參數。
一個穩定運行的制冷系統,各項運行參數是一定的,如果外界環境溫度、被冷卻物體溫度等發生變化,則制冷系統的各項參數就需變化,以適應新的負荷要求。
1.蒸發溫度的調節
蒸發溫度即是在蒸發器內制冷液體的蒸發產生氣體的溫度。由于蒸發器的形式不同,蒸發器內各部分蒸發溫度也不一定完全相同(由于液面高度影響)。蒸發溫度也很難直接測出,它是通過蒸發器壓力表讀數(蒸發壓力)查表求得。蒸發溫度的調節實際上就是蒸發壓力的調節,通過壓力調節溫度。蒸發溫度的高低取決于生活或生產工藝負荷及蒸發器的傳熱溫差。如果溫差過大制冷系數下降,如溫差過小,降溫困難。傳熱溫差應根據經濟效果和蒸發器的不同形式來選取,這是在系統設計時應注意的問題。
制冷系統在運行過程中,如果外界冷負荷增大,蒸發器內的制冷劑蒸發速度加快,而且使制冷劑過熱,此時將表現為蒸發壓力上升,在這種情況下就需要增加壓縮機的運行臺數或缸數,使更多的制冷劑進入蒸發器蒸發吸熱,以此抑制蒸發溫度上升。相反就應減少壓縮機運行臺數或缸數,抑制蒸發溫度下降。有時,在外界負荷穩定的情況下,由于蒸發器本身的傳熱能力下降也可使蒸發溫度發生變化,比如蒸發器外表面結霜或蒸發器內存油過多,這時應采取相應的措施,進行除霜或除油,以使制冷劑恢復正常工作。在氟系統中熱力膨脹閥調節不當,也可能使蒸發溫度波動,這時應對熱力膨脹閥進行調節。
2.冷凝溫度調節
冷凝溫度也是不能直接測量出來的參數,應通過冷凝壓力查表求得。由于冷凝器的型號不同,影響其變化的因素也有所差異。水冷式冷凝器的冷凝溫度主要影響因素有:冷卻水水溫、冷卻水水量、冷凝面積、冷卻水流速、冷凝器內空氣含量、油污、壓縮機排氣量、冷凝器內外表面結垢情況等。風冷冷凝器冷凝溫度的影響因素有:空氣溫度、空氣流速、冷凝面積、冷凝器表面清潔情況、壓縮機排氣量、冷凝器的結構等。蒸發式冷凝器還與空氣的相對濕度有關。如果正常運行中的制冷系統冷凝溫度發生波動,應從以上各個方面著手進行解決,比如對水量、水溫、風速、風量等進行調節,以使冷凝溫度達到設計值。
3.排氣溫度調節
制冷劑氣體經壓縮機排出后的溫度即為排氣溫度。排氣溫度可以從排出管溫度計讀出。排氣溫度與吸氣溫度、冷凝溫度、蒸發溫度和制冷劑本身性質有關。
如果冷凝溫度一定,蒸發溫度越低,壓縮比就越大,排氣溫度越高。當蒸發溫度一定時,冷凝溫度越高,則壓縮比越大,排氣溫度也越高。反之,會使排氣溫度降低。如果使用的制冷劑不同,即使冷凝溫度和蒸發溫度相同,排氣溫度也未必相同,比如氨就比R22的排氣溫度高,因此對于氨系統來說,更應注意觀察其排氣溫度的變化。
如果排氣溫度過高會給壓縮機的運行帶來不良后果,比如潤滑油容易碳化,而且會直接影響閥片的工作,造成閥片封閉不嚴,同時使氣閥各部件高溫過早老化,并影響到壓縮機運行的安全性,排氣溫度過低,通常是制冷劑供液量大造成的,而且在供液過大后,濕壓縮的可能性增大,因此排氣溫度也是判斷壓縮機是否發生濕壓縮的標志。
為了壓縮機運行的安全性、經濟性,應使排氣溫度在正常范圍內,無論是溫度過高或過低,都可以通過調節吸氣溫度、蒸發溫度、冷凝溫度、制冷劑供液量進行調節。一個穩定運行的制冷系統,如果吸氣溫度、蒸發溫度、冷凝溫度發生變化,正常情況下將意味著冷負荷發生了變化,此時應對系統進行相應調節。
4.吸氣溫度調節
吸氣溫度是指制冷劑被吸入氣缸前的制冷劑氣體溫度。吸氣溫度可通過安裝在吸氣管路上的溫度計直接測出。一個穩定運行的制冷系統,如果吸氣溫度發生變化,那么節流閥的開啟程度發生了變化,或者為了適應外界負荷變化,制冷劑流量發生了變化。從制冷劑本身來說,吸氣管路過長,或者吸氣管路保溫不善、遭到破壞,也可使吸氣溫度升高。當吸氣溫度升高時,壓縮機的吸氣比容增大,在耗電量相同情況下,制冷劑循環量會相應減小,壓縮機對外界輸出冷量降低,制冷系數會減少。
在壓縮機實際運行中,壓縮機吸氣過熱是不可避免的,其原因:在蒸發器內過熱;吸氣管路保溫情況;人為因索等。為了壓縮機運行安全,防止濕壓縮的發生,應允許壓縮機吸氣有一定過熱度。可是壓縮機吸氣溫度的高低,直接影響到安全性、經濟性,在運行中應盡量避免。