机房空调冬季制冷新循环)双工况复合制冷循环

    1 前言

    根据GB/T17758)19995单元式空气调节机6的规定,冷风型空调机以及恒温恒湿型空调机的正常工作温度范围为18~43℃,因而常规单元式空气调节机在室外温度为15℃以下时一般不能制冷运行。为了达到冬季制冷的目的,通常可以采用以下两种方案。

    (1)控制冷凝压力[1]

    通过从空气侧调节(改变冷凝器风量)和从制冷剂侧调节来控制机组的冷凝压力。改变风量的办法有:冷凝器风扇用多级电机,通过切换级数改变风量;采用变频无级调速;配用多台风机时,可以通过运行台数控制来调节风量。制冷剂侧调节也是一种有效的调节冷凝压力的方法。用冷凝压力调节阀与压差调节阀联合作用,可以保证装置在运行中有足够高的冷凝压力。

    以上两种调节方法,在环境温度较低时仍需要启动压缩机,而且不能有效地利用室外空气来消除机房内设备的发热量,运行并不节能。

    (2)利用室外新风[2,3]

    冬季室外温度较低,而室内又有一定的热负荷,可以将室外新风和室内回风混合,从而消除机房内设备的发热量;也可以使用循环工质,利用换热器在室内吸热以及室外放热的过程消除室内热负荷。

    北方地区有冬季时间长、平均气温低和气候干燥的特点,冬季以及过渡季节使用室外新风和回风混合实现冬季制冷具有显著的自然优势,节能效果显著。但是如果使新、回风直接混合,严寒地区在混合点会出现雾区。为了避免这种情况出现,需要对新风进行预热。空气预热的终温一般取5℃[3],室外温度越低,预热温差越大,也很不节能。在空气污染严重和风沙较大的地区,增大新风量还会缩短空气过滤器的使用周期和寿命;此外,在高湿地区过多地采用新风也会使室内的含湿量增加,若不减湿,也不能保证室内空气参数。可见,直接利用室外新风的方法存在较大的问题,在上述地区并不适宜使用。

    至于间接利用室外新风制冷技术,其最大的缺点是需要一套独立的用于冬季制冷的循环系统,增加了系统管路的复杂性、提高了机组制造成本并加大了其外形尺寸。针对此种情况,我们提出了一种新的制冷循环)))双工况复合制冷循环。

    2 系统原理

    图1为一种新的复合了两种制冷循环的空调系统(以下简称双工况复合制冷循环)的示意图。常规制冷工况下,该系统按压缩循环制冷运行,冬季制冷工况使用循环泵代替压缩机驱动制冷循环。由于循环泵的驱动功率远远低于压缩机功率,从而达到节能运行的效果。

    当室外温度较高时(10℃以上),系统按照正常的压缩机制冷循环进行。旁通电磁阀关闭,循环泵停止运行,制冷剂经压缩机压缩成高温高压气体,进入冷凝器,在冷凝器风扇作用下冷却成液体,再经储液器、电磁阀Ñ、热力膨胀阀,变成低温液体,在蒸发器风扇作用下,在蒸发器中蒸发制冷,蒸发后过热蒸汽再进入压缩机压缩,如此循环进行。需要指出的是,当室外温度介于10℃和15℃之间时,需要通过风机调速或增加冷凝压力调节阀对冷凝压力进行控制。