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節能參考/製冷/建議/降低排氣壓力

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壓縮機功率隨著壓縮機兩側的壓差降低而降低。當室外溫度低於現有接近溫度時,降低最小冷凝溫度設定點以節省能源。

何時應用

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當最小冷凝壓力設定導致冷凝溫度(缺失的詞)低於80華氏度時。下表顯示了該溫度下常用製冷劑的相應飽和壓力。表中給出的表壓假設大氣壓為14.7 psia。

飽和冷凝壓力(psig)

  • R-12
    • 60華氏度:57.6
    • 80華氏度:84.0
    • 100華氏度:117.0
  • R-22
    • 60華氏度:101.7
    • 80華氏度:143.7
    • 100華氏度:196.0
  • R-134A
    • 60華氏度:57.4
    • 80華氏度:86.7
    • 100華氏度:124.1
  • R502
    • 60華氏度:116.
    • 80華氏度:161.2
    • 100華氏度:216.2
  • 氨(R-717)
    • 60華氏度:92.4
    • 80華氏度:138.4
    • 100華氏度:197.3

關鍵工程概念

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  • 壓縮機功率隨著壓縮比的增加而增加。
  • 壓縮比 (CR) 由冷凝壓力 (pd) 和吸氣壓力 (ps) 決定;CR = pd / ps。
  • 降低最小冷凝壓力/溫度設定值以降低壓縮比和壓縮機功率。
  • 冷凝風機能耗將增加以維持冷凝溫度的降低。風機能耗增加通常約佔壓縮機節能的10-30%。
  • 接近溫度差是相對於蒸發式冷凝器的溼球溫度和相對於風冷機組的乾球溫度來測量的。由於蒸發冷卻效應,溼球溫度低於乾球溫度。

所需工具

  • 溫度計
  • 功率計
  • DMM
  • 鉗式電流表
  • 製冷資料表

所需資料

  • 最小冷凝溫度 (Tm) - (來自冷凝風機設定點、壓力錶或壓縮機顯示)
  • 壓縮機功率 (CP) - (直接測量或電壓和電流)
  • 總風機功率 (FP) - (直接測量或電壓和電流)
  • 溼球溫度和乾球溫度
  • 冷凝接近溫度差(最小約10華氏度) - (所有冷凝風機開啟時測量)

分析過程

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1) 選擇目標最小排氣壓力降低冷凝壓力可以節省能源,但最小冷凝壓力受系統要求限制。建議裝置操作員以兩種方式之一設定可實現的最小冷凝壓力;要麼透過緩慢降低壓力進行實驗並觀察反應,要麼參考製造商的規格。

膨脹閥需要最小的壓差才能正常工作。如果排氣壓力不足,可能會限制製冷劑透過膨脹閥的迴圈,包括用於壓縮機冷卻的液體噴射膨脹閥,系統將無法正常工作,如果冷凝壓力過低,壓縮機將無法得到適當的冷卻。最小冷凝溫度通常可以達到60華氏度。

有時需要對系統進行修改才能降低冷凝壓力。以下是一些常見問題和解決方案

  • 系統壓降限制最小冷凝壓力。

問題:除非透過膨脹閥的製冷劑是液體,否則膨脹閥將無法正常工作。如果系統壓降過大導致冷凝器後出現閃蒸氣,則冷凝壓力將上升,直到將液體輸送到閥門。

解決方案:使用離心泵或吸氣氣體在冷凝器後對液體制冷劑進行過冷。過冷是透過增加液體壓力來實現的。開啟針閥,更換孔板或閥門以增加流量。這些更換通常比壓縮機的節約成本低得多。

  • 液體噴射油冷卻限制最小冷凝壓力。

問題:注入壓縮機(用於冷卻)的製冷劑透過膨脹閥。如果排氣壓力不足,膨脹閥將無法正常工作,壓縮機將無法得到充分冷卻。

解決方案:參考建議#3,熱虹吸油冷卻。另一種選擇是在液體噴射管線中安裝離心泵。這將不會像熱虹吸冷卻那樣節省能量,但會比更高的平均冷凝壓力更好。

  • 冷凝器尺寸不足限制冷凝壓力

問題:冷凝器上的熱傳遞取決於溫差、物理確定的係數和熱傳遞表面積。較小的面積需要較大的溫差。

解決方案:安裝更多冷凝器以增加冷凝表面積並降低最小接近溫差。一般來說,冷凝器的成本低於壓縮機的節約成本,並且系統在炎熱的天氣下效能更好。

2) 計算冷凝風機使用係數當最小冷凝壓力降低時,冷凝風機將執行更長時間或以更高的容量執行。這被稱為風機使用係數增加。利用箱體資料對風機使用係數隨最小壓力降低而增加的情況進行建模。使用第5節“功率與能耗,冷凝風機使用係數”中的公式,計算風機在現有條件和擬議條件下的使用係數。

3) 計算冷凝風機能耗計算現有條件和擬議條件下的風機能耗。參考第5節“功率與能耗,冷凝風機使用係數,冷凝風機能耗”中根據策略的適當計算框。

4) 計算風機能耗增加排氣壓力降低會增加風機執行時間。由於平均接近溫差(冷卻介質與較低冷凝溫度之間的溫差)降低,因此需要更大的總傳熱係數。

風機總增加量如下計算

  • 風機能耗增加 = 擬議的風機能耗 - 現有風機能耗
  • FEI = FEproposed - FEexisting

5) 計算壓縮機節能保守估計冷凝溫度每降低一度,壓縮機功率下降1%。您也可以根據壓縮機制造商的規格計算冷凝溫度降低時的壓縮機功率下降。我們不計算需求節約,因為在炎熱的天氣裡峰值需求不會發生變化。顯示的計算適用於簡單迴圈。

針對每個箱體溫度計算現有和擬議的冷凝溫度。請記住,在最大製冷負荷時,冷凝溫度永遠不能比最小接近溫差 (MATD) 更接近環境溫度。冷凝溫度 (CT) 將在環境溫度以上 MATD 處漂浮,直到達到最小冷凝溫度 (Tm)。

  • 冷凝溫度 = 箱體溫度 + 接近溫差

計算每個箱體溫度的壓縮機節能。估計冷凝溫度 (Tm) 每降低一度,功率節約1%(範圍為0.5%-1.5%)。

  • 節能百分比 = (冷凝溫度變化)x 1% x 箱體小時 x 執行小時 / 總箱體小時

透過將箱體節能的總和乘以現有壓縮機能耗 (CE),計算出總壓縮機節能 (CES)。

  • 壓縮機節能 = 壓縮機能耗 x (節能百分比之和)

6) 計算成本節約使用電費單上的能耗成本和節能計算成本節約。總節約等於壓縮機節能減去風機能耗增加。

7) 估算實施成本更改冷凝器上的壓力設定基本上沒有實施成本。如果需要對系統進行修改,請考慮購買和安裝成本。修改可能包括增加更多冷凝能力以降低最小接近溫差、新泵或熱虹吸油冷卻。

8簡單投資回收期是實施成本除以年度成本節約。由於我們只估計節約,因此我們在期間內忽略了利息、升級和折現率的影響。對於較短的投資回收期,這些影響很小。

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