工業(yè)制冷之“大溫差”與“小溫差” 冰通見解

“大溫差”與“小溫差”指的是制冷或是制熱系統(tǒng)進(jìn)出水的溫差采取較大還是采取較小方式。工業(yè)制冷系統(tǒng)中通常我們說的大小溫度是以5℃為基準(zhǔn)，大于5℃稱為大溫差，小于5℃稱為小溫差。

那么對(duì)于工業(yè)制冷系統(tǒng)來說是該采到“大溫差、小流量”還是“小溫差、大流量”好呢？下面我們就來一起探討這方面問題。

首先我們來分析一下大、小溫差對(duì)制冷系統(tǒng)會(huì)有哪些影響？

在上一篇《工業(yè)冷凍水箱/水池應(yīng)該怎么做》的文章里已經(jīng)介紹過關(guān)于冷凍水箱/水池的作用。在制冷系統(tǒng)中制冷凍水箱到制冷機(jī)再回到冷凍水箱之間的循環(huán)我們稱之為一次循環(huán)（也可以叫內(nèi)循環(huán)）；冷凍水箱到用戶端面再回到水箱之間的循環(huán)我們稱之為二次循環(huán)（也可以叫外循環(huán)）；另外，如果是水冷的制冷系統(tǒng)還有冷卻循環(huán)，則指的是制冷機(jī)到冷卻塔再回到制冷機(jī)之間的循環(huán)。在三個(gè)不同的循環(huán)水路中我們需要配三套循環(huán)水泵，使制冷系統(tǒng)能進(jìn)行的循環(huán)換熱，最終將我們需要冷卻的設(shè)備或是工藝?yán)鋮s下來；熱量側(cè)通過冷卻系統(tǒng)排到環(huán)境中去。溫差的變化必然帶來流量的變化，采取“大溫差”相對(duì)而言流量就會(huì)減小，相反采取“小溫差”流量必需增大。

我們先來看看不同溫差它對(duì)一次循環(huán)系統(tǒng)有哪些影響。一般制冷主機(jī)與冷凍水箱都設(shè)在同一冷凍站內(nèi)，相對(duì)來說距離較近，也就幾米十幾米遠(yuǎn)，大一點(diǎn)的也很少超過二十米以上的。距離近管程就小，所以對(duì)水泵的揚(yáng)程都不高，一般來說也就20~25米左右的揚(yáng)程就夠了；流量大一點(diǎn)小一點(diǎn)對(duì)水泵功率的影響相對(duì)來說就不大；管程近大流量對(duì)工程造價(jià)影響也小。而從機(jī)組制冷效率來說流量大可以促進(jìn)蒸發(fā)器的蒸發(fā)效果會(huì)更好，機(jī)組蒸發(fā)效果好能效自然就比較高。所以在一次循環(huán)最好不要通過在泵上來節(jié)能，通過機(jī)組節(jié)能比泵上節(jié)能更有優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于二次循環(huán)來說一般距離都會(huì)比較遠(yuǎn)，通常都是二三十米起步，遠(yuǎn)的一兩百米都很正常。這樣一個(gè)來回的循環(huán)再加上系統(tǒng)的水阻，對(duì)水泵的功率消耗影響就會(huì)比較大；對(duì)于管道工程造價(jià)也會(huì)產(chǎn)生比較大的影響；冷凍水的流量對(duì)機(jī)組基本上不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。所以我們建議二次循環(huán)選取相對(duì)“小流量、大溫差”的方式，配大揚(yáng)程的水泵以確保系統(tǒng)供水壓力和控制能耗水平。

相對(duì)冷卻系統(tǒng)來說冷卻塔的安裝位置一般都會(huì)比制冷主機(jī)要高，而且又是閉路循環(huán)；配備水泵時(shí)只要考慮管程長(zhǎng)短和管損，揚(yáng)程通常也不會(huì)太大。冷卻水系統(tǒng)對(duì)機(jī)組的制冷效果也會(huì)有一點(diǎn)影響，所以我們建議不要配大溫度，正?？刂圃?℃以內(nèi)就可以。這樣還能有效避免因?yàn)榱髁坎蛔阍斐蓹C(jī)組高壓報(bào)警。

在這里我要重點(diǎn)分析一下低溫制冷系統(tǒng)的一次循環(huán)水泵的配置和低溫制冷系統(tǒng)冷卻水泵的配置。作者從事工業(yè)制冷行業(yè)多年，接觸到大大小小的不同制冷企業(yè)，這些企業(yè)基本上都是按實(shí)際運(yùn)行工況“5℃”溫差來計(jì)算流量。這里我特別把“5℃”用引號(hào)引起來是因?yàn)檫@里有一個(gè)很容易范的誤區(qū)，很多企業(yè)都是直接把制冷量除以溫差得到的流量，而沒有考慮低溫系統(tǒng)中的介質(zhì)的比熱容和流體特征。不管是用乙二醇水溶液、氯化鈣鹽水還是導(dǎo)熱油，它們的比熱容都要小于水，在低溫工況下運(yùn)動(dòng)粘度也會(huì)大幅增高；導(dǎo)熱性自然是沒有常溫下的水好。這些因素不考慮肯定是不問題的，當(dāng)然并不是說會(huì)造成機(jī)器開不起來，而是會(huì)造成設(shè)備能耗高、穩(wěn)定性差。

低溫制冷機(jī)組都是要從高溫工況起始運(yùn)行，而且使用工況通常也會(huì)高于設(shè)計(jì)工況，如果流量配低了的話勢(shì)必會(huì)影響到制冷效果。所以我們?cè)谂鋫淅鋬鏊髁繒r(shí)是需要放大流量。另外還有一點(diǎn)，低溫時(shí)機(jī)組的制冷劑不易蒸發(fā)也會(huì)影響到制冷效率；我們通過加大一次循環(huán)流量就可以很好地保證機(jī)組的蒸發(fā)效果。

而當(dāng)?shù)蜏貦C(jī)組提高了冷凍水流量，冷卻水流量最好也要適當(dāng)提高，避免因高溫運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)效率提高造成機(jī)組高壓。

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