[導讀]:緩衝水箱在商用空調機組的閉式冷凍水係統中是個重要的組成部分,但工程應用中是基於工程經驗計算其容積的大小。並沒有一個計算標準,那緩衝水箱大小怎麽選?緩衝水箱如何設計?下麵是欧美人与兽水箱原創的基於熱平衡原理,確定機組使用條件,

緩衝水箱在商用空調機組的閉式冷凍水係統中是個重要的組成部分,但工程應用中是基於工程經驗計算其容積的大小。並沒有一個計算標準,那緩衝水箱大小怎麽選?緩衝水箱如何設計?下麵是欧美人与兽水箱原創的基於熱平衡原理,確定機組使用條件,以渦旋壓縮機機組係統為例,分析了壓縮機時間,係統溫度控製死區,壓縮機溫差等條件,計算得到係統水路容積,並最後確定緩衝水箱的容積,並提出了緩衝水箱內部設計概念。


1、前言


緩衝水箱在工程中應用非常廣泛,而且不同的場合有不同的名稱,比如中間存儲容器、滯留罐、平衡罐、儲液器、混合罐、中和容器等等。其實基於以上的說法,欧美人与兽可以下一個通用的定義。緩衝罐就是這樣一種裝置,它能夠使得運行更平穩。它的介質可以是液體,也可是氣相或固相的物質。名義上,可以將它分為兩類:I)擾動衰減類;II)獨立運行類。本文介紹的應用在空調閉式水係統中冷凍水緩衝水箱,它的介質是水,屬於II類。


緩衝水箱在商用空調機組的閉式冷凍水係統中是個重要的組成部分,它可以保證係統正常運行需要的最低水量,尤其當某些工業工藝對環境溫度變化要求很高的應用環境。通常情況下,整個空調水係統是獨立於空調主機之外的,但機組自帶水力模塊組件是一種新的發展趨勢,它集成了泵,膨脹水箱,緩衝水箱,水管,閥件等,使得客戶不再為水係統的設計、布置、安裝等問題花費更多的精力。


在實際工程應用中,人們常常基於工程經驗來配置緩衝水箱的大小。一般認為每冷噸(ton)冷量需要3~6加侖(gallon)水,如果溫度控製精度要求高,可以達到每冷噸(ton)冷量需要6~10加侖(gallon)水。那麽就可以算出整個係統需要水的容積,然後去除係統其它儲水部件的容積,就可以得到緩衝水箱的容積。但這種算法在確定機組自帶水力模塊的緩衝水箱容積時,顯得有些不夠精確了。因為機組的尺寸大小是有要求的,那麽對緩衝水箱的大小也是有限製的。


本文就一款商用渦旋冷水機組自帶水力模塊的緩衝水箱容積的計算,包括應用條件的輸入,機組冷量匹配,結構設計要點進行介紹,提供一種緩衝水箱容積計算及設計較為精確的方法。


2、緩衝水箱大小怎麽選?


2.1功能


冷凍水緩衝水箱的功能主要是保證機組平穩運行,即保證機組出水溫度在係統載荷改變的情況下,滿足溫度精度要求,同時保證壓縮機可靠運行。


2.2計算條件分析


首先引入渦旋壓縮機的加卸載控製原理。渦旋壓縮機的加卸載是機組控製程序裝置通過出水溫度控製模塊比較實際出水溫度與出水溫度設定。如果溫度差超出了設計設定的死區(deadband)範圍,控製程序裝置就會要求加載或卸載另一個壓縮機,加載過程的係統水流量要滿足壓縮機最小運行時間T1,卸載過程要滿足壓縮機停機的最大時間T2。(見圖1)

壓縮機停機時間

第二,需要了解冷水機組的應用條件是工業工藝處理,還是用於生活舒適。如果是生活舒適應用條件,緩衝水箱的作用主要是保證壓縮機最小運行時間T1。渦旋壓縮機在應用過程中,基於可靠性的要求,要求滿足最小運行時間T1,該時間是保證渦旋壓縮機製冷係統油循環,從而保證壓縮機最低油位需要的最小運行時間。如果是工業工藝處理應用條件,緩衝水箱的作用還需要保證溫度精度,在給定溫度精度內,除了保證壓縮機最小運行時間T1,還需保證一個壓縮機停機時間T2。舉例來說,假設壓縮機要求1小時最大起停次數是12次,那麽最小循環時間是300秒,最小運行時間是120秒,則T2等於(300-120)即180秒,即180秒的停機時間內溫度變化在設定的精度範圍內。


第三,需要知道單個壓縮機的溫差。假設額定工況,100%負荷時,蒸發器的進出水溫差是5C,那麽對於雙壓縮機係統,單台壓縮機的溫差是2.5C,對於四壓縮機係統,單台壓縮機的溫差是1.25C。一個壓縮機在卸載的時候,出水溫度會突然上升,數值就等於單台壓縮機的溫差,欧美人与兽在計算時要考慮這個影響。(見圖2)

壓縮機溫差

2.3容積計算2.3.1首先計算係統為滿足舒適或工業工藝應用所需最小的水循環回路容積。根據熱平衡原理,即機組額定工況最大製冷量等於冷凍水係統熱交換量,可得到下麵的公式:

緩衝水箱

緩衝水箱

式中Cc―機組額定工況最大製冷量,KW

Stage-機組最大冷量級數

T-壓縮機時間。生活舒適應用情況為壓縮機最小運行時間T1;工業工藝應用情況為壓縮機最大停機時間T2,S

V-係統水流量體積,l

Db-控製出水溫度死區範圍,K

Cp–水的比熱,?1?1KJ?K?Kg

因此,生活舒適應用情況下的所需最小係統水回路體積:

緩衝水箱體積計算

緩衝水箱體積計算

工業工藝應用情況下的所需最小係統水回路體積:設客戶要求溫度精度是+/-t,則需要比較2t與Db的大小,同時需要考慮壓縮機達到的出水溫差ΔT,

當2t>Db時,

緩衝水箱體積計算

緩衝水箱體積計算

當2t<Db時,

緩衝水箱體積計算

緩衝水箱體積計算

2.3.2計算機組全部冷凍水係統回路容積Vtotal,

緩衝水箱體積計算

T-壓縮機時間,SCc―機組額定工況最大製冷量,KWVtotal-係統全部冷凍水流量體積,l2.3.3計算係統實際存在的工作水循環回路容積Vmin,當沒有冷負荷時,末端空氣處理器(AHU)全部被三通閥旁通掉時,水回路的容積為實際存在的最小容積。

緩衝水箱體積計算

2.3.4確定緩衝水箱的容積。緩衝水箱就是用來補充所需要的和實際存在的水回路容積差,即

緩衝水箱體積計算

根據欧美人与兽的計算,以冷量79KW機組為例,Vprocess將會是Vcomfort的3倍,所以在自帶緩衝水箱機組的設計中,欧美人与兽不會考慮工業工藝應用條件,而隻考慮舒適應用條件。雖然以上的方法是較為精確的計算,但它沒有考慮一些過程變化因素的影響,比如機組冷量慣性影響到ΔT的變化;冷凍水水溫變化影響到機組冷量和冷量需求的變化;壓縮機加載順序等。


3、緩衝水箱如何設計?


計算公式是基於整個水回路包括緩衝水箱內的冷熱水是充分混合、熱交換的。但實際情況是,尤其緩衝水箱內的冷熱水不能達到100%混合和熱交換,即部分水沒有參與換熱。因此實際的體積要比理論公式計算到的大。為了使得理論計算值更接近實際值,要在緩衝水箱的內部增加隔板,以使得客戶端進入水箱的熱水能夠和水箱內的冷水充分的混合,盡可能少的出現冷熱水分層流。但隔板會增加水係統壓降損失,因此需要在換熱效果和壓損之間取得平衡。以下列出推薦的內部結構概念。見圖3a,3b。

緩衝水箱設計

緩衝水箱體積計算

緩衝水箱的外形結構設計比較靈活。如果是配置在機組內,可根據機組的空間結構布置情況,綜合考慮空間尺寸大小,製造成本,安裝方便等因素,設計成大圓筒形,圓管拚接成回字形,方管拚接成回字形,兩個圓筒並排等等。在水箱的最高點要安裝排氣閥;最低點安裝排水閥;選擇合適的防凍保護裝置。


4、結論


以上就是欧美人与兽水箱剛剛為大家整理的文章,緩衝水箱大小怎麽選?緩衝水箱如何設計?為冷水機組冷凍水係統緩衝水箱容積計算和設計提供了一種較為精確的方法。它是在遵守能量平衡原理的前提下,確定了機組的應用條件是工業工藝處理,或生活舒適之後展開的,考慮了壓縮機時間,單個壓縮機的溫差,控製死區以及壓縮機最大級冷量。如果是係列化的產品,緩衝水箱的體積需要在整個係列機組範圍內進行合理優化。一般優化後的值會大於計算的10%~12%。


 上一篇: 原創幹貨 | 空調係統中膨脹罐、緩衝水箱和蓄能水箱有什麽區別?      下一篇:什麽是分體式太陽能水箱?分體式太陽能水箱好嗎?

免責聲明:部分文章信息來源於網絡以及網友投稿,本網站隻負責對文章進行整理、排版、編輯,是出於傳遞更多信息之目的,並不意味著讚同其觀點或證實其內容的真實性,如本站文章和轉稿涉及版權等問題,請作者在及時聯係本站,欧美人与兽會盡快處理。
標題:緩衝水箱大小怎麽選?緩衝水箱如何設計?   地址:http://www.heyman8.com/xingyexinwen/4093.html

相關評論

緩衝水箱來自安徽的客戶反饋

可自主定製,價格也合適,非常適合我的需求,非常滿意欧美人与兽的緩衝水箱。

空氣能水箱來自山東的客戶反饋

現在做空氣能水箱的不多,質量好性價比高的更少,能找到一家靠譜的還是很幸運的,為欧美人与兽水箱廠點讚!

緩衝水箱來自南京的客戶反饋

欧美人与兽專門給我打電話確認很多的細節,讓人感覺就很專業靠譜,貨到了安裝效果很好,謝謝欧美人与兽水箱。

熱水水箱來自寧波的客戶反饋

欧美人与兽集團的空氣能承壓熱水水箱質量非常好,性價比高,發貨也及時,全程交流暢通,會繼續合作,大家互利互贏!