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制冷設備和制冷裝置控制方式的設計

1.制冷設備的設計


在確定制冷循環形式和設計運行參數的基礎上,根據用戶的制冷量需求和實際使用場合,通過分析計算,確定制冷設備中各部件的形式和容量。對于蒸汽壓縮式制冷機,首先,確定壓縮機的形式和臺數;結合各種壓縮機(如活塞式、離心式、螺桿式、渦旋式、滾動轉子式等)的制冷量范圍、運行性能、一次性投資、振動噪聲及安全性等多方面因素,選擇最合適的一種。一般來說,同一系統特別是在大冷量系統中采用多臺壓縮機代替單臺壓縮機,有利于部分負荷運行時的能量調節,可以節省能耗。其次,設計換熱器(主要包括冷凝器、蒸發器)的結構與尺寸設計。設計時,在追求較高的傳熱效率的同時,需兼顧考慮初投資、安裝布置、操作維護等問題。例如,增大傳熱面積,一方面使得運行費用減少,但同時也增加材料消耗和初投資。


再次,選擇節流裝置(浮球閥、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細管等)的類型。需要根據節流裝置的流量調節特性,以保證與制冷系統良好的匹配。在有些場合,設備類型的選擇工作是在設計開始時就已經確定的。對于冰箱生產廠家,生產何種類型的產品,產品的基本結構是由決策層根據市場與企業本身的生產工藝條件來確定的。但從一般的制冷裝置設計考慮,這一部分的工作是不可少的。


2.制冷裝置控制方式的設計


實際運行中,由于外界條件的變化,熱負荷和設備運行參數都會不斷地波動變化,這就必須對整個制冷裝置進行及時準確的調節,以保證制冷裝置在安全、穩定和經濟合理的條件下運行。隨著科技的發展,現在制冷系統中已經應用各種自動化裝置。按照自動化程度的不同,大致分為:


①手動控制配合安全保護裝置。


②局部自動控制:在實現安全保護的基礎上,增加液泵回路和蒸發器回路的自動控制,它可以提高調節精度,穩定被冷卻對象溫度,節省能耗。目前,國內對冷庫的局部控制應用越來越多,已經總結了成熟的設計管理經驗。


③半自動控制:除了局部控制內容外,主要體現在壓縮機的自動啟停和能量調節上。


④全自動控制:除了半自動控制的內容外,還實現輔助設備操作及濕度等自動控制,如制冷裝置自動加油、自動放油、自動放空氣、自動調節冷凝器冷卻水量等。


⑤最佳工況調節控制:所控制的參數不是一個確定的數值,而是引人微型計算機隨著實際運行條件的變化,按輸入的程序對各種條件做出判斷,從預定的幾種工況中選出相對節能效率高的一種工況進行控制,使系統保持在最佳工況運行。這種控制方式要求對制冷裝置運行有更深的認識,建立合理的數學模型,開發出更好的控制模式,這樣才能使制冷裝置的控制和節能提高到更高的水平。


隨著自動控制程度的提高,控制精度越來越高,制冷產品質量也隨之提高,裝置能耗隨之降低,同時還有效地降低了操作人員的勞動強度,防止事故發生,保障操作人員人身安全。但設備一次性投資將增加,裝置的維護檢修也將更加復雜。因此,在選擇控制方式時,不要盲目追求自動控制的程度,而要從節能、經濟、操作和維護等實際因素來綜合考慮。

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