CN107025353A - 一种解决机房空调高压报警的设计方法 - Google Patents

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付凯
米孟
陈文武
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Abstract

本发明公开了一种解决机房空调高压报警的设计方法，通过工程计算，解决精密空调高压报警的问题，其特征具有以下步骤：参数采集，包括制冷剂种类、额定制冷量、报警压力设定值、报警出现时的室外温度、室外环境设计温度、额定冷凝温度、压缩机额定输入功率、报警工况压缩机输入功率、冷凝器风量等；计算额定工况下风冷冷凝器的换热系数K1；计算报警工况的风冷冷凝器的换热系数K2；计算水冷冷凝器需带走热量。能比较精确地反应机密空调高压报警的情况，提示工作人员对症下药，避免盲目地改善大环境而产生过多的投入；通过实测，改造前后压缩机节能降耗达15％以上。

Description

一种解决机房空调高压报警的设计方法
技术领域
本发明涉及空调控制技术，尤其是一种解决机房空调高压报警的设计方法。
背景技术
为了解决机房空调频繁高压保护告警的问题，现阶段采用的主要措施是雾化水喷淋系统，利用水雾化降低环境温度，或者全部采用水冷替代风冷，如图1所示。长期采用这种水雾化喷淋，有明显的副作用，即冷凝器翅片腐蚀和结垢严重，降低了制冷效率，增加能耗。冷凝器在良好工况下运行，一般正常寿命可达5年，之后换热能力会有所下降。而采用了水雾化喷淋后，会造成翅片老化、腐蚀、结垢，加速换热能力的衰减，大大缩短了设备寿命，经实践数据记录，一般2-3年后就会导致冷凝器丧失基本换热能力，需更新改造。而这种喷淋措施并不能彻底解决机组高温高压告警问题，实际也存在对机组运行热湿环境进一步恶化的现象，影响到设备运行效率，并且增加了水资源的消耗。而全部水冷替代风冷，则造成投资增加，且控制系统复杂化。
发明内容
本发明的目的是通过工程计算，解决精密空调高压报警的问题，提供一种解决机房空调高压报警的设计方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种解决机房空调高压报警的设计方法，其特征具有以下步骤：
(1)参数采集，包括制冷剂种类、额定制冷量、报警压力设定值、报警出现时的室外温度、室外环境设计温度、额定冷凝温度、压缩机额定输入功率、报警工况压缩机输入功率、冷凝器风量等。
(2)计算额定工况下风冷冷凝器的换热系数K1。
(3)计算报警工况的风冷冷凝器的换热系数K2。
(4)计算水冷冷凝器需带走热量。
作为优选，所述的计算额定工况下风冷冷凝器的换热系数通过以下步骤获得：
计算额定工况室外机散热换热温差：△T＝tn-tw；
根据以下公式得到为冷凝器散热量：
计算换热系数K1＝Q1/S面积/△T1；
式中：tn为冷凝器出风温度；tw为冷凝器进风温度；Lj为室外冷凝器风机风量；Q为冷凝器散热量；Cp为空气定压比热容；ρ是空气密度。
作为优选，所述的计算报警工况的风冷冷凝器的换热系数：先测试临界高压报警状态的机房空调电功率,得到高压报警室外机实际散热量Q；然后计算得风扇进排风温差，获得室外机与室外空气平均对数温差。
作为优选，所述的计算水冷冷凝器需带走热量时，为保证压缩机恢复到额定工况工作，冷凝温度应恢复到设计冷凝温度。
作为优选，根据额定工况下风冷冷凝器的换热系数K1和报警工况的风冷冷凝器的换热系数K2的比值，即现有室外机换热系数占额定工况下的百分比，来判定维持原设计的室外环境工况，所需带走机房空调冷凝器散热的百分数。
本技术方案计算过程，是在假设风冷冷凝器换热面积及风量不变状况下得出的，仅作工程计算使用，虽然忽略了部分其它条件的影响，但在本设计方法思路下，不难排取进一步获得考虑其它因素影响下的其它计算结果。
本发明的有益效果是：通过本设计方法，能比较精确地反应机密空调高压报警的情况，提示工作人员对症下药，避免盲目地改善大环境而产生过多的投入；通过实测，改造前后压缩机节能降耗达15％以上。
附图说明
图1是一种现有技术中在风冷冷凝器后面串入水冷冷凝器的原理图。
图中：1.机房专用空调，2.风冷冷凝器，3.闭式冷却塔，4.压力探头，5.水冷冷凝器，6.压力控制阀，7.水泵。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
现有技术中在风冷冷凝器后面串入水冷冷凝器的原理图如图1所示，机房专用空调1配备风冷冷凝器2，接入的水冷冷凝器由水泵7进行冷却供水，经压力控制阀6送到水冷冷凝器5，再经压力探头4对机房专用空调1进行工作，水冷冷凝器5的冷却水回流到闭式冷却塔3。
本实施例一种解决机房空调高压报警的设计方法，针对上述机房空调，通过工程计算来解决精密空调高压报警问题，其特征具有以下步骤：
(1)参数采集，包括制冷剂种类、额定制冷量、报警压力设定值、报警出现时的室外温度、室外环境设计温度、额定冷凝温度、压缩机额定输入功率、报警工况压缩机输入功率、冷凝器风量等。
(2)计算额定工况下风冷冷凝器的换热系数K1。
计算额定工况室外机散热换热温差：△T＝tn-tw；
根据以下公式得到为冷凝器散热量：
计算换热系数K1＝Q1/S面积/△T1；
式中：tn为冷凝器出风温度；tw为冷凝器进风温度；Lj为室外冷凝器风机风量；Q为冷凝器散热量；Cp为空气定压比热容；ρ是空气密度。
(3)计算报警工况的风冷冷凝器的换热系数K2。先测试临界高压报警状态的机房空调电功率,得到高压报警室外机实际散热量Q；然后计算得风扇进排风温差，获得室外机与室外空气平均对数温差。
(4)计算水冷冷凝器需带走热量。为保证压缩机恢复到额定工况工作，冷凝温度应恢复到设计冷凝温度。根据额定工况下风冷冷凝器的换热系数K1和报警工况的风冷冷凝器的换热系数K2的比值，即现有室外机换热系数占额定工况下的百分比，来判定维持原设计的室外环境工况，所需带走机房空调冷凝器散热的百分数。
下面以一台制冷量为60kw的机房精密空调为具体实例进行计算：
一、参数采集：制冷剂—R22；压缩机额定输入功率：24kw；冷凝器风量高压报警压力24Bar；额定制冷量：60kw；高压报警冷凝器进风温度：45℃；冷凝器风量为14800m3/h；报警工况压缩机功率：31.2kW。
二、计算额定工况下风冷冷凝器的换热系数K1：
根据换热系数K1＝Q1/S面积/△T1、△T＝tn-tw以及
进行计算，其中，压缩机输入功率则为24kw，加上额定制冷量：60kw，即冷凝器实际散热为84kw；冷凝器风量为14800m3/h，额定工况下，室外温度进风tn＝40℃，出风tw＝45℃。室外机与室外空气平均对数温差为：
△T1＝[(t冷凝-tn)+(t冷凝-tw)]/2＝5.5℃
其中t冷凝为冷凝温度48℃，换热系数K1＝Q1/S面积/△T1。
三、计算报警工况风冷冷凝器的换热系数K2：
因测试临界高压报警状态的机房空调电功率约为31.2kw，则高压报警室外机实际散热Q1＝60kw+31.2kw＝91.2kw，现场测得进风tn＝45℃，冷凝温度为60℃。
将数值代入以下公式：
计算得tw＝50.42℃。
计算室外机与室外空气平均对数温差为：
△T2＝[(t冷凝-tn)+(t冷凝-tw)]/2＝12.28℃
换热系数K2＝Q2/S面积/△T2。
四、计算水冷冷凝器应带走的热量：
为保证压缩机恢复到额定工况工作，则冷凝温度应恢复到设计冷凝温度，即机房空调冷凝器出厂设计的额定工作温度48℃。
K1/K2＝Q1*△T2/Q2*△T1＝2.23，表明现有室外机换热系数仅为额定工况下的44.8％，因此为了维持原设计的室外环境工况，需要带走机房空调冷凝器散热的55.2％。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、方法均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种解决机房空调高压报警的设计方法，其特征具有以下步骤：
(1)参数采集，包括制冷剂种类、额定制冷量、报警压力设定值、报警出现时的室外温度、室外环境设计温度、额定冷凝温度、压缩机额定输入功率、报警工况压缩机输入功率、冷凝器风量；
(2)计算额定工况下风冷冷凝器的换热系数K1；
(3)计算报警工况的风冷冷凝器的换热系数K2；
(4)计算水冷冷凝器需带走热量。
2.根据权利要求1所述的一种解决机房空调高压报警的设计方法，其特征是所述的计算额定工况下风冷冷凝器的换热系数通过以下步骤获得：
计算额定工况室外机散热换热温差：△T＝tn-tw；
根据以下公式得到为冷凝器散热量：
计算换热系数K1＝Q1/S面积/△T1；
式中：tn为冷凝器出风温度；tw为冷凝器进风温度；Lj为室外冷凝器风机风量；Q为冷凝器散热量；Cp为空气定压比热容；ρ是空气密度。
3.根据权利要求1或2所述的一种解决机房空调高压报警的设计方法，其特征是在于计算报警工况的风冷冷凝器的换热系数：先测试临界高压报警状态的机房空调电功率,得到高压报警室外机实际散热量Q；然后计算得风扇进排风温差，获得室外机与室外空气平均对数温差。
4.根据权利要求1或2所述的一种解决机房空调高压报警的设计方法，其特征在于计算水冷冷凝器需带走热量时，为保证压缩机恢复到额定工况工作，冷凝温度应恢复到设计冷凝温度。
5.根据权利要求4所述的一种解决机房空调高压报警的设计方法，其特征是根据额定工况下风冷冷凝器的换热系数K1和报警工况的风冷冷凝器的换热系数K2的比值，即现有室外机换热系数占额定工况下的百分比，来判定维持原设计的室外环境工况，所需带走机房空调冷凝器散热的百分数。
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