烟机水冷螺杆机组冷却水系统节能原理与控制方法

烟机水冷螺杆机组冷却水系统节能原理与控制方法

摘要：该文对烟机水冷螺杆机组冷却水系统的节能设计和其工作原理进行了分析，目前的节能设计主要是改变冷却水水流量的大小，从而达到节能目的。该文对常用的两种节能方法进行了对比，提出在对水流量进行控制时，可以结合变频技术提高控制效率，减少系统的能量消耗，这样在制冷剂循环系统中，确保制冷剂压力的稳定性，提高压缩机的使用安全性。从而对节能效果进行优化。

关键词：烟机水冷螺杆机组冷却水系统变频节能

中图分类号：TM921.51文献标识码：A文章编号：1672-3791（2022）08（b）-0000-00

水冷螺杆机组也就是人们常说的水冷机，该种冷却机在各行各业中都会有着一定的应用。该冷却机运行噪音小，能效比高，因而在实际使用中能用于企业、酒店等多种工业、公共场所中，确保这些场地中央空调能够得到充足、稳定的冷却水。另外在一些化学、电子等生产部门中，也可以通过该类冷却机来确保生产中冷却水的供应。由于在冷却工艺中，水冷是应用最广泛的方法，因此这对于冷却水系统的功率就有着更高的要求，因此降低冷却水系统的能源消耗有着重要的研究意义。

1水冷螺杆机组的冷却系统

水冷机系统主要包括三个单元，现简介如下。

1.1制冷剂循环系统

该系统主要是对制冷剂进行压缩，然后再利用冷凝器和冷却水完成热交换，从而降低冷却水的温度。

1.2冷却水循环系统

在该系统中，和冷凝器完成热交换后的冷却水通过水泵传输到冷却塔中，然后再通过冷却塔中的风机让周围的空气和冷却水进行热交换，把冷凝器所携带的热量释放到环境中去，待冷却水温度降低后再重新流入冷凝器中。

1.3冷水循环系统

在该系统中，冷却水经过冷水箱进行储存后，通过水泵传输到烟机设备，和烟机设备内产生的热空气进行热交换，从而降低烟机设备的温度。在有效降低设备温度后，此时冷却水吸收热量再次回到冷水箱中。

经过上述三单元的循环，室内热量就不断释放到室外的环境空气中[1]。

2水冷机冷却水节能方法

根据水冷机工作原理可知，制冷系统在将烟机设备产生的热空气向室外传输时，是受设备工作温度变化影响的。所以在实际操作中，为了降低水冷机的能源消耗就可以有很多种方式，如对冷水系统进行调节，或者对制冷剂系统的工作情况进行调节等。例如：在调节制冷剂系统的工作情况时，当冷水温度发生变化时，就可以对制冷压缩机的吸气量进行调整，这样压缩机的输入功率也就会发生变化，也就能实现压缩机功率调节的操控过程。常用的调节方法有两种：一种是四档能量调节，另一种是无级能量调节。工业环境中常见的螺杆压缩机品牌都配备有四档能量调节阀，同时压缩机上也安装有可编程控制器，人们在使用压缩机时就可以从进水温度的变化情况准确掌握室内环境温度的变化情况，然后就可以准确调节能量调节阀的大小，这样也就对压缩机的吸气量产生了影响，最终通过压缩机输入功率的变化体现出来，从而降低水冷机的能量消耗。当冷水循环系统中没有安装能量调节单元时，就要在系统外部添加单独的控制单元从而起到降低能耗的作用。在该文中，所研究的主要对象是冷却水循环系统，以期更大限度地减少系统的能量消耗。

冷却水循环系统在工作过程中，受到各个因素的影响，例如系统所处环境温度、压缩机电机热损耗等，这些因素都会对冷凝器的温度造成各种影响，所以为了降低冷凝器温度变化所带来的影响，就要对冷却水的水流量进行适时的调节。当冷凝器温度增加时，就提高冷却水流量，从而提高热交换效率;当冷凝器温度减少时，就使用系统化调整方法，压缩使用的能量，如调整使用的冷却水、调整水泵运行状态等，这样在制冷剂循环系统中，也能确保制冷剂压力的稳定性，从而提高压缩机的使用安全性。在对冷却水流量进行调节时，可以通过调整水路阀门的打开程度来实现，也可以通过调整水泵系统的运转效率，如水泵转速，达到调节水流量的效果[2]。

2.1调整冷却水流量方法一：水路阀门

水泵的运转过程的阻力变化情况可知，当水泵的转速保持恒定时，如果增加系统中的管路阻力，那么水泵的扬程也就会随之提高，此时的水流量也会随之减少，也就是当管路阻力升高时，输入功率的变化情况是比较复杂的，会提高也会降低。但是通常来说，水泵运行过程中当阻力升高时，水流量就会迅速降低，扬程也会不断提高，但是扬程的提高速度要高于水流量的降低速度。这样一来当流量降低时，水流量和扬程的乘积也就会降低，输入功率也就会随之降低[3]。所以要想减少流量，就可以通过提高阻力值来实现，还可以减少功率消耗从而降低能量消耗。在调节阻力的具体操作过程中，就可以将流量调节二通阀安装在冷却水回路中。

根据水泵扬程的变化特征，当水系统阻力保持恒定时，水泵转速减小时，流量和扬程也会随之降低，因此输入功率也就会随之降低。根据这样的原理，要想降低水泵功率，减少水泵能量消耗，就可以将水泵的转速向低调节，从而减少水流量和扬程，最终实现节能目的。在具体的操作实践过程中，要想更加科学地减少水泵转速，就可以在水泵电机上安装变频控制器，这样就可以根据水泵的实际运行情况对水泵的转速进行动态调整，从而在确保水泵工作性能的同时降低水泵能耗，实现节能的目的[4]。

2.2调整冷却水流量方法二：水泵运转

压缩机的挥发效率能够影响冷却水流量，这组控件是水冷螺杆机组，操作过程中必须严格按照要求与规定，才能使压缩机正常运作，并将其气温与凝固气温限制在一定的界限之内。如果挥发的气温过低，则会导致过低的吸入气体压力（小于0.5kg/cm2），过于稀薄的制冷剂会引起压缩机中的冷冻油在冷冻机中溶解，从而会导致压缩机的轴承中缺少油，最后会让压缩机的电机转子无法像平常情况一样运作。依据上述所言，假如凝固的气温太高的话会引起压缩机的工作状态变化，导致压缩机不能正常工作，进一步会影响输入电流的稳定性。所以，在严格按照操作要求的前提下，要注意冷却水的具体相关参数，然后将凝固的气温和挥发的温度限制在有效的界限之内[5]。

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