制冷系统集分水器压差稳定性研究与应用

韩 磊，杨 玲，胡海龙

（安徽中烟工业有限责任公司阜阳卷烟厂，安徽阜阳 236000）

0 引言

在卷烟生产企业中，制冷空调系统中集分水器压差需要稳定。制冷系统内的冷媒水在蒸发器内蒸发吸热，产出的7～12 ℃冷冻水通过冷冻泵经分水器送至各组合式空调的表冷段，用于空气的降温除湿，而后再回至集水器和蒸发器再次降温进行循环[1]。低温低压的气态冷媒经压缩机压缩做功后变成高温高压的气体，经冷凝器冷凝后变成低温高压的液体，再通过节流孔板变为液体进入蒸发器，形成制冷的逆卡诺循环。冷媒在冷凝器释放的热量交换给冷却水，通过冷却泵提升至制冷机冷却塔风冷降温后，再次进入冷凝器进行循环。

1 存在的问题

集水器起到汇集各分路、环路水流量的作用，分水器起到向各路分配水流量给用户空调的作用，分水器和集水器直接通过旁通管连接，用于旁通流量，平衡集水器和分水器之间的压差，保护机组。在实际生产过程中，对集分水器的压差进行统计分析，发现其波动大，最大值可达2.2 bar（220 kPa），而最小值仅为0.3 bar（30 kPa），日平均值为1.6 bar（160 kPa）。集分水器压差波动极大造成水管路喘振，现场使用手动调节阀进行调节会出现调节滞现象，容易引起爆管，存在安全隐患，更不利于空调温湿度工艺控制的稳定性，影响工艺产品质量稳定性。

2 原因分析

当车间空调部分运行或变流量运行时，集水罐和分水罐内水流量发生变化，导致集分水器压差出现变化，然后通过旁通管路进行压差平衡的自动调节（图1），通过增加流经旁通管的流量来保持流回主机的总流量不变，从而保持盘管压力。车间现场集分水器使用的平衡阀只能由人工调节阀门开度大小，当调解不及时或水流量变速过大时，调节滞后，造成压差波动大：压差过大时可能会出现爆管现场，管道阀门安全受到影响；压差过小时则流量偏小，影响制冷机的热工效果。

3 改进措施

图1 集分水器压差调节

图2 现场布置

（1）设计一种能自动调节的压力平衡系统。在原有的旁通管路下方，再增加一条旁通管路（图2），在此旁通管道上安装自动调节阀，在制冷系统正常运行时上方的手动调节阀维持一定开度，通过自动调节阀来稳定集分水罐的压差。

（2）更改控制逻辑，当制冷系统运行时，控制系统自动调节集分水器旁通管路上的阀门开度，以保证集水器和分水器实现压力平衡。当控制系统检测到旁通管道实际压力与设定压力有较大偏差时，自动调节平衡阀开度，维持管道压力在设定压力，保证系统的稳定性。

（3）设计上位监控画面，实现远程操作和报警（图3）。在iFIX（GE 智能平台提供的自动化硬件和软件解决方案）监控画面上，新增自动控制开关按钮、手动旁通阀控制，集分水器压差自动电动阀压力实时显示。

4 总结

图3 上位监控画面

系统改进后，对集分水器压差进行了统计，改造后集分水器压差偏差波动范围明显缩小，最大压差由2.2 bar（220 kPa）降低至1.4 bar（140 kPa），平均日压差由原来的1.6 bar（160 kPa）降低至0.7 bar（70 kPa）。改造完成后，集分水器的压差由原来的人工手动旁通调节改为现在的自动调节调节平衡阀开度，不仅降低了人工工作量，也大大提高了压差调节的速度和精确度，保障压差以及空调温湿度工艺指标控制的稳定性，保障工艺产品质量。