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戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組水流量控制技術(shù)
時(shí)間：2016-12-27
戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組是得到高檔公寓及別墅用戶(hù)廣泛認(rèn)可的一種家用中央空調(diào)形式，它是由風(fēng)冷的冷凝器、壓縮機(jī)以及水冷媒熱交換器等部件組成。水冷媒換熱器是將冷媒與水換熱，從而產(chǎn)生冷凍水或熱水，然后用水泵將冷凍水或熱水供給風(fēng)機(jī)盤(pán)管，再通過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管內(nèi)的風(fēng)機(jī)將盤(pán)管內(nèi)的冷凍水或熱水的冷量或熱量吹到房間內(nèi)，滿(mǎn)足房間降溫或升溫的要求。該系統(tǒng)的能量由冷媒轉(zhuǎn)移到水(載冷劑)，然后由水將能量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)空氣。相對(duì)于變冷媒系統(tǒng)它的管路系統(tǒng)中某一處存在少量漏水或水流量分配稍有不均，均不會(huì)影響機(jī)組的運(yùn)行，但對(duì)于變冷媒流量的機(jī)組則不同，當(dāng)系統(tǒng)中的某一處存在冷媒泄漏、冷媒分配不均、管路堵塞、回油不暢等管路問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)都將癱瘓。
由于戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組是大型中央空調(diào)小型化的結(jié)果，但完全按照大型中央空調(diào)的設(shè)計(jì)安裝方法是不合適的，而必須考慮到其使用的目標(biāo)群是家庭用戶(hù)，大不可能有專(zhuān)人進(jìn)行管理，因此在冷水機(jī)組的設(shè)計(jì)過(guò)程中必須貫徹免維護(hù)和少維護(hù)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想。目前戶(hù)式中央空調(diào)的銷(xiāo)售和安裝大多是以前銷(xiāo)售家用空調(diào)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的，由于戶(hù)式中央空調(diào)的安裝與家用空調(diào)及大中型中央空調(diào)完全不同，許多安裝商缺乏經(jīng)驗(yàn)，再加上生產(chǎn)廠本身在安裝上也無(wú)過(guò)多經(jīng)驗(yàn)不能對(duì)銷(xiāo)售安裝單位進(jìn)行很好的培訓(xùn)，冷水機(jī)組安裝好后往往出現(xiàn)許多問(wèn)題，其中最為嚴(yán)重的是換熱器凍壞，整個(gè)機(jī)組將可能報(bào)廢，而且面臨被索賠的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于水換熱器凍壞的最主要的原因是通過(guò)換熱器的水流量沒(méi)有達(dá)到機(jī)組可靠工作要求的最小流量。確保換熱器得到合適的水流量是冷水機(jī)組可靠工作的必要保證，不適當(dāng)?shù)乃髁靠赡軐?dǎo)致冷水機(jī)組蒸發(fā)器結(jié)冰（嚴(yán)重時(shí)可能凍壞）、冷凝壓力高、壓縮機(jī)“咬缸”等故障。一旦發(fā)生上述故障，品牌的質(zhì)量美譽(yù)度將受到非常大的影響。因此戶(hù)式冷水機(jī)組的水流量控制及保護(hù)是非常重要的，合適的水流檢測(cè)方法以及檢測(cè)部件可以保證機(jī)組只在系統(tǒng)水流量大于允許的最小水流量下工作，在很大程度上可以避免空調(diào)主機(jī)發(fā)生故障。
1 戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組連接水管的設(shè)計(jì)
1 戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組內(nèi)水管材質(zhì)選擇的原則
戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組內(nèi)水管設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是按照免維護(hù)和少維護(hù)的設(shè)計(jì)選擇適當(dāng)?shù)乃懿馁|(zhì)，如果采用容易生銹、結(jié)垢和腐蝕的水管，用戶(hù)因此需每年進(jìn)行保養(yǎng)而另外花一筆不小的費(fèi)用，而變冷媒流量的系統(tǒng)的銅管則不需這筆費(fèi)用。從水管路系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性來(lái)講，合適的水管路材質(zhì)將不會(huì)產(chǎn)生由于施工不當(dāng)造成的水過(guò)濾器或換熱器堵塞及也不會(huì)產(chǎn)生水管生銹、腐蝕和結(jié)垢等影響機(jī)組壽命的情況。雖然好的水管材質(zhì)增加安裝造價(jià)，但大大降低空調(diào)機(jī)組的維修和維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，在壽命期內(nèi)的綜合費(fèi)用會(huì)大大減少。
2 戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組外水管材質(zhì)選擇的原則
戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組外水管設(shè)計(jì)也要按照免維護(hù)和少維護(hù)的設(shè)計(jì)選擇適當(dāng)?shù)乃懿馁|(zhì)，不然機(jī)組內(nèi)雖然選用了適當(dāng)?shù)乃懿馁|(zhì)，但機(jī)組外仍然使用易生銹、結(jié)垢和腐蝕的水管整個(gè)水管路系統(tǒng)也不能實(shí)現(xiàn)免維護(hù)和少維護(hù)。我認(rèn)為生產(chǎn)廠家在戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組的產(chǎn)品安裝說(shuō)明書(shū)上應(yīng)對(duì)水管路材質(zhì)作出明確規(guī)定，哪些材質(zhì)不允許使用，哪些材質(zhì)推薦使用，并由生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員對(duì)經(jīng)銷(xiāo)商和安裝商進(jìn)行全員培訓(xùn)，徹底避免由于水管路材質(zhì)的影響造成的水系統(tǒng)堵塞。從而減少由于管路堵塞造成的水流量下降凍壞換熱器的現(xiàn)象發(fā)生。
3 戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組水過(guò)濾器的選擇及安裝
戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組的水管管徑一般比較小（不超過(guò)DN65），管路之間多為管螺紋連接，如果采用增強(qiáng)塑料等材質(zhì)其連接多為熱熔或膠水粘結(jié)。選擇水過(guò)濾器的目的是過(guò)濾水管道在安裝時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行管路腐蝕、結(jié)垢等剝落的雜質(zhì)，避免雜質(zhì)進(jìn)入換熱器，如果雜質(zhì)一旦進(jìn)入換熱器危害非常大，將可能造成換熱器局部堵塞。如果機(jī)組換熱器使用的是釬焊板式換熱器或套管式換熱器將很難去除，因?yàn)檫@兩種換熱器不能進(jìn)行機(jī)械清洗只能?chē)L試通過(guò)反沖的方式去除。如果不能有效清除換熱器內(nèi)的雜質(zhì)將導(dǎo)致水側(cè)換熱器局部水流量下降，而此時(shí)冷媒側(cè)冷媒流量基本維持不變，有可能導(dǎo)致水溫逐漸下降甚至低于水的冰點(diǎn)，由于堵塞的水側(cè)流量下降致使與之相鄰的冷媒側(cè)不完全蒸發(fā)，出現(xiàn)回氣管結(jié)霜甚至結(jié)冰的情況，容易使壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊。如果換熱器局部堵塞程度比較輕，此時(shí)系統(tǒng)的整個(gè)水流量并沒(méi)有發(fā)生太大的變化，水流保護(hù)開(kāi)關(guān)不起作用。而防凍保護(hù)傳感器（插入到換熱器內(nèi)部檢測(cè)水溫度）也檢測(cè)不到該最低溫度點(diǎn)，防凍保護(hù)并不能起作用，可怕的事情發(fā)生了－－換熱器凍壞直至整個(gè)制冷系統(tǒng)報(bào)廢。為了防止象鍍鋅管施工使用的生料帶、麻繩等雜質(zhì)堵塞換熱器除在施工過(guò)程中規(guī)范施工外，在廠家的冷水機(jī)組設(shè)計(jì)過(guò)程中也能避免這種情況的發(fā)生。水過(guò)濾器是熱泵機(jī)組水系統(tǒng)最關(guān)鍵的兩個(gè)部件之一。水過(guò)濾器的選擇適當(dāng)可以有效預(yù)防水管施工過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)進(jìn)入換熱器。適當(dāng)?shù)乃^(guò)濾器目數(shù)和形式是非常關(guān)鍵的，應(yīng)在安裝時(shí)預(yù)留旁通機(jī)組進(jìn)水管的閥門(mén)，安裝完成后開(kāi)機(jī)調(diào)試前旁通模塊機(jī)組換熱器進(jìn)行水管路清洗。此時(shí)進(jìn)水水過(guò)濾器內(nèi)最好使用100目不銹鋼沖壓濾網(wǎng)，到末端的水過(guò)濾器目數(shù)應(yīng)大于100目（臨時(shí)使用，調(diào)試好后旁通閥打開(kāi)）。如果系統(tǒng)有備用泵時(shí)同時(shí)開(kāi)啟主備用泵，使水管路內(nèi)的流速最大，開(kāi)啟24小時(shí)后清洗過(guò)濾網(wǎng)。這樣可以將幾乎全部大顆粒雜質(zhì)積聚在水過(guò)濾器內(nèi)，然后再更換60目的水過(guò)濾器即可開(kāi)機(jī)調(diào)試。另外方便用戶(hù)自己過(guò)濾器，建議在過(guò)濾器上安裝球閥，考慮將來(lái)反沖清洗換熱器在熱泵機(jī)組外的進(jìn)出水管上安裝三通球閥即可。示意圖如下：
2 戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組水流量檢測(cè)的方法
2.1 戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組水流量檢測(cè)
在戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組中的水流量檢測(cè)上目前主要有兩種簡(jiǎn)單實(shí)用、成本低的檢測(cè)形式，一種是靶式流量開(kāi)關(guān)，另一種是壓差式流量開(kāi)關(guān)，下面比較兩種檢測(cè)方式的安裝和使用特性。
2.2 靶式流量開(kāi)關(guān)的安裝和使用
靶式流量開(kāi)關(guān)是將靶片安裝在水管中，水管內(nèi)流動(dòng)的水沖擊靶流片使之彎曲變形，從而帶動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)輸出控制信號(hào)給模塊機(jī)組控制器，告知有水流可以啟動(dòng)機(jī)組。
由于戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組的水管管徑比較小，給靶式流量開(kāi)關(guān)的安裝帶來(lái)一定的難度。通常靶流片安裝有三種狀況：一是不動(dòng)作，二是卡在管子上部不能回復(fù)，三是正常。安裝非常好的情況與水管的管徑和安裝人員的經(jīng)驗(yàn)非常有關(guān)，管徑越大靶式水流開(kāi)關(guān)的一次安裝準(zhǔn)確率越高，對(duì)于家用空調(diào)的安裝商安裝戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組時(shí)靶式水流開(kāi)關(guān)的一次安裝不成功率高達(dá)70％。
通常靶流片不動(dòng)作是因?yàn)榘辛髌惭b的深度不夠，需要重新旋入或更換靶流片。許多安裝工人遇到這種情況如不能很快解決往往短接水流開(kāi)關(guān)或者調(diào)整動(dòng)作調(diào)整螺釘從而使模塊機(jī)組失去水流保護(hù)。
如果是卡在管子里不能回復(fù)往往是靶流片太寬的緣故第一次動(dòng)作時(shí)被卡在管子上部（這種情況在小管徑冷劑水管中出現(xiàn)比較多），這是安裝商不能發(fā)現(xiàn)的，此時(shí)流量開(kāi)關(guān)也失去了作用。如果安裝間隙不夠即使當(dāng)時(shí)可以工作，由于管子的生銹或結(jié)垢等造成的實(shí)際使用管徑變小，也有可能使水流開(kāi)關(guān)卡在管子內(nèi)不能有效動(dòng)作。
另外當(dāng)水系統(tǒng)混有空氣時(shí)，水中的空氣沖擊靶流片造成流速下降，靶流片瞬間復(fù)位發(fā)給機(jī)組錯(cuò)誤流量信息（為防止發(fā)生這種錯(cuò)誤通常機(jī)組控制器延時(shí)處理流量信息）。同時(shí)靶式水流開(kāi)關(guān)的靶流片在正常使用時(shí)長(zhǎng)期受水流壓迫處于彎曲變形狀態(tài)，易疲勞破壞，尤其安裝在垂直管道以及流速超過(guò)3米/秒以上時(shí)其壽命將大大縮短，一般正確安裝的靶式水流開(kāi)關(guān)的壽命為一年，這就是大中型冷水機(jī)組基本每年都更換靶式流量開(kāi)關(guān)的原因。
2.3 壓差式流量開(kāi)關(guān)的安裝和使用
壓差式水流開(kāi)關(guān)是根據(jù)HVAC設(shè)備的阻力和流量的曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的。我們知道HVAC設(shè)備的換熱器、水過(guò)濾器、水泵及閥門(mén)等裝置都有其阻力與流量的性能曲線(xiàn)，通過(guò)檢測(cè)其兩端的進(jìn)出水壓差，并與該裝置的預(yù)先設(shè)定值進(jìn)行比較，就可以準(zhǔn)確控制流量。
壓差式與靶式流量開(kāi)關(guān)相比它是一種精確的流量控制方式，它具有準(zhǔn)確的流量控制值。它直接安裝在機(jī)組內(nèi)，避免用戶(hù)安裝不正確的情況出現(xiàn)。如果在機(jī)組內(nèi)安裝從壓差開(kāi)關(guān)連接兩根銅管至換熱器的進(jìn)出口，測(cè)量其進(jìn)出口的壓差，即反映出流量。而用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)不需要安裝和接線(xiàn)，也就避免了靶式水流開(kāi)關(guān)的安裝不準(zhǔn)確導(dǎo)致機(jī)組故障的隱患。
壓差式流量開(kāi)關(guān)具有流量控制準(zhǔn)確、對(duì)系統(tǒng)不再額外增加阻力、又對(duì)水管管徑?jīng)]有要求以及無(wú)水流擾動(dòng)干擾等特性，可取代任何形式的靶式流量開(kāi)關(guān)作為HVAC水系統(tǒng)的流量控制，相對(duì)于靶式流量開(kāi)關(guān)它可以避免水泵氣蝕引起的假流量（實(shí)際流速很大，但水中混有空氣而實(shí)際流量并不大），因而可廣泛應(yīng)用在使用釬焊板式換熱器、套管式換熱器和殼管式換熱器的模塊式風(fēng)冷熱泵機(jī)組水流量控制并兼有部分防凍保護(hù)的功能。
3 壓差式水流量開(kāi)關(guān)在戶(hù)式機(jī)組中應(yīng)用
3.1 水流量保護(hù)
對(duì)于戶(hù)式機(jī)使用的釬焊板式換熱器或套管式換熱器其壓差與流量的曲線(xiàn)可能不盡相同，但在工廠通過(guò)測(cè)試使用固定設(shè)定點(diǎn)壓差開(kāi)關(guān)，確保配置的壓差開(kāi)關(guān)的保護(hù)流量值合適。建議斷開(kāi)流量大于額定流量的50％，復(fù)位流量建議小于額定流量的80％。
3.2 暴露水管路安裝設(shè)計(jì)問(wèn)題
經(jīng)過(guò)工廠配置好具有合適的動(dòng)作和復(fù)位值的壓差式流量開(kāi)關(guān)可以作為檢查冷水機(jī)組外的水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝是否正確的一個(gè)重要依據(jù)。因?yàn)閷?duì)于某臺(tái)冷水機(jī)組不管你的安裝情況怎么樣，通過(guò)換熱器的水流量不達(dá)到壓差開(kāi)關(guān)的復(fù)位流量（工廠配置時(shí)測(cè)試的數(shù)據(jù)，壓差開(kāi)關(guān)型號(hào)不變其復(fù)位流量也不變）壓差開(kāi)關(guān)就不會(huì)閉合，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)遇到不閉合的情況必定是機(jī)組外的水系統(tǒng)存在問(wèn)題，沒(méi)有達(dá)到復(fù)位流量。通常是系統(tǒng)水管路阻力太大、某些閥門(mén)沒(méi)有打開(kāi)、水泵沒(méi)有放空氣、過(guò)濾器堵塞和管路沒(méi)有排除空氣等情況，提示安裝人員去檢查并逐項(xiàng)解決，有著指導(dǎo)作用。因?yàn)榘惭b人員通常沒(méi)有流量計(jì)，不可能對(duì)其安裝的水管路的流量進(jìn)行測(cè)試，如果采用靶式流量開(kāi)關(guān)就很難判斷水管路的問(wèn)題所在，因無(wú)法確定水管路的流量。
3.3 對(duì)于過(guò)濾器堵塞造成的水流量減少到流量保護(hù)值壓差式流量開(kāi)關(guān)能進(jìn)行非常有效的保護(hù)。如果安裝單位末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管使用二通閥，即錯(cuò)誤采用變水量系統(tǒng)，當(dāng)逐漸關(guān)閉二通閥的數(shù)量，一旦正在開(kāi)啟的二通閥的流量小于壓差開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)流量，壓差開(kāi)關(guān)在3秒內(nèi)即準(zhǔn)確輸出斷開(kāi)信號(hào)。
4 結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)在戶(hù)式風(fēng)冷冷熱水機(jī)組上使用的反饋來(lái)看，壓差開(kāi)關(guān)能有效判斷冷水機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)安裝的水管路的問(wèn)題，能徹底避免末端錯(cuò)誤使用二通閥造成換熱器凍壞的情況，也可以保護(hù)由于水過(guò)濾器堵塞造成的水流量下降時(shí)換熱器凍壞的情況，另外水管路壓差開(kāi)關(guān)沒(méi)有靶流開(kāi)關(guān)疲勞破壞的風(fēng)險(xiǎn)，尤其在水管路有少量空氣時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)工作非常穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似靶流開(kāi)關(guān)的漂浮情況，經(jīng)過(guò)多年使用的反饋未發(fā)現(xiàn)壓差開(kāi)關(guān)本身有故障的情況，而靶流開(kāi)關(guān)一般一年后就不能可靠工作，其可靠性大大優(yōu)于靶式流量開(kāi)關(guān)。由此可見(jiàn)壓差式流量開(kāi)關(guān)是戶(hù)式熱泵機(jī)組的最優(yōu)選擇。
