一、冷水机的组成和热力分析
1.机壳:
因为冷水机的制冷量大体上有4、6、8、12和25KW等所以基本上制冷量在12KW以下的机型因其重要较轻,均做成铝合金框架,内装铁皮喷塑门板,所有重物,如水箱、水泵及框架的重量全用角铁焊制的底托进行支撑并完成固定。底托的下方连接橡胶底脚,完成整机的减振;橡胶脚和地面形成的缝隙及门板的缝隙可以形成自然对流完成压机和水泵的自然冷却。而12KW以上的机型整机较重,考虑刚度多,就做成铁框架,但其结构大体同上。
2.制冷系统和冷却水循环系统
它是由R22为工质的单级制冷系统和以水泵为动力的冷却水循环系统组成;通过蒸发器把二个系统连接起来(该图为示意图。制冷系统如过滤器,或分体式冷水机,室内、外机连接管及阀门;水系统中如:水过滤器及各种用途的球阀,为简化起见均未画出)。由上图可以看出,加在制冷系统上的负荷是由“主机”(如加速器、核磁共振等发热设备)和水泵共同产生的,选择高效水泵就成了优化设计的前提,请看下述实例。
90年代初和中期,我们先后为“某所”同发热量主机,各设计了一台冷水机。其主机方提出的部分参数如下:(1)主机发热量为7KW;(2)水泵流是2m3/h,扬程50米,用防腐水泵。面对如上的小流量、大扬程,又要用不锈钢水泵,很难选购。经多方寻找,结果电机功率为7.5KW。经广泛收集非标水泵产品样本,同性能的水泵,电机功率为1.1KW,在为其设计第二台冷水机时,功率、冷凝器和蒸发器的面积及整机外型尺寸均下降了好多。如上实例,留下很深的印象:降耗,选件产关键。
3.电器:有传统的机电和电脑程控两种。前者便于维修,价格便宜;后者水箱温度显示直观,但价格较贵,对维修人员要求较高,不详述。
二、制冷各部件的选择设计和工况设定
以冷却水恒温在25℃±1℃,每小时2M3的循环量,平衡加在蒸发器上6KW的热负荷机型为例,说明如下:
采用1.3KW全封闭式高温,冷凝器选用风冷冷凝器,节流装置采用毛细管,蒸发器采用自行设计的蒸发器。
1.扩展的使用范围,保障可靠运行。
我们知道,蒸发温度越高的产冷量越大,越利于降耗。但做为全封闭R22的高温,性能曲线中{zg}蒸发温度一般给到10℃,有的品版给到15℃,即便蒸发温度定成15℃,做为处理25℃水的冷水机,出力仍有潜力可挖,所以把蒸发温度提到18℃,这就超出了性能曲线的范围。蒸发温度的提高造成吸气比容减少,冷煤循环量加大,这将导致电机负荷过重,甚至烧毁及气阀受力的变化。为确保可靠运行,我们把冷凝温度和标况环境温度(即标况进风温度)的差定到14℃,为获得重复性较好的数据,建立了非标冷水机试验室。非标冷水机的技术要求不一样,出风方向、机型大小、外型尺寸等诸多差异,使我们将试验室定位为“组合式”,即做成标准木框,双面蒙塑料布跟木框钉起来,以满足每台冷水机试验所需的最小空间进行拼装,这样可以减少试验所需时间和电耗。如此的试验室造价低,重量轻并能在冷水机使用范围内满足变工况的试验要求。