機房精密空調構成及工作原理詳解

訊 機房精密空調可將機房溫度及相對濕度控制于正負1攝氏度，從而大大提高了設備的壽命及可靠性，對于很多初次認識機房精密空調的人來說，感覺機房精密空調很神秘，到底和家用空調有什么區別呢，本文就對機房精密空調的構成進行詳解。

 

下面對機房精密空調構成部分進行詳解：

 

（一）壓縮機

 

壓縮機按其結構分為三類：開啟式、半封閉式、全封閉式。目前大部分機房空調采用全封閉式壓縮機。

 

全封閉制冷壓縮機是一種壓縮機與電動機一起，裝置在一個密閉鐵殼內形成的一個整體。從外表看只有壓縮機的吸排氣管接頭和電動機的導線；壓縮機殼分為上下兩部分，壓縮機和電動機裝入后，上下鐵殼用電焊焊接成一體。平時不能拆卸，因此機器使用可靠。

 

在全封閉制冷壓縮機中，又有活塞型壓縮機和渦旋式壓縮機。

 

全封閉渦旋式制冷壓縮機，它的構造主要由下列各項組成：旋轉式進、出口閥門；壓力表接口；內置式過載保護；彈性機座；曲軸箱加熱器；內置式潤滑油泵。

 

渦旋式制冷壓縮機大的優點是：

 

1、結構簡單：壓縮機體僅需2個部件(動盤、定盤)就可代替活塞壓縮機中的15個部件。

 

2、：吸氣氣體和變換處理氣體是分離的，以減少吸氣和處理之間的熱傳遞，可以提高壓縮機的效率。渦旋壓縮過程和變換過程都是非常安靜的。

 

（二）蒸發器

 

1、蒸發器的分類：

 

蒸發器按其被冷卻的介質種類可分為冷卻液體的蒸發器(干式蒸發器)和冷卻空氣用的蒸發器(表冷式蒸發器)這兩大類。

 

機房空調系統所使用的蒸發器一般為冷卻空氣的蒸發器。當制冷系統的氟里昂液態進入膨脹閥節流后送入蒸發器，屬于汽化過程，這時候需要吸收大量熱量，使房間溫度逐步降低、以達到制冷及去濕效果。

 

2、A型蒸發器

 

“A”型結構蒸發器的優點是該結構具有較大的迎風面積和較低的迎面風速以防止逆風帶水。蒸發器配備有1／2”銅管鋁翅片及不銹鋼凝結水盤，以利熱量更好的傳遞。

 

蒸發器盤管分為多路進入并作交錯安排，籍此將每個制冷系統都能遍布于盤管迎風面上，當單一制冷系統運行時，顯熱制冷量可達總制冷量的55％—60％。

 

3、蒸發器的去濕功能

 

在正常制冷循環中，室內機風扇以正常速度運轉，供給設計氣流以及經濟的能量以滿足制冷量的要求。

 

（1）簡單的除濕功能

 

當需要除濕時，壓縮機運行，但室內機馬達轉速降低，通常為原轉速的2／3，因此風量也減少了1／3，通過冷卻盤管的出風溫度變成過冷，產生良好的冷凝效果即增加了除濕量。

 

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以此法增加去濕量帶來的弊端有：當出風量減少1／3，通常在幾秒種之內出風溫度降低2ºC—3ºC，當突然降低溫度速度達到大允許值每10分鐘降低1℃時，造成控制可靠性降低；當出風量減少1／3，過濾效率降低，對換氣次數及通風量都有很大影響，造成室內控制精度降低和溫度分布不均勻；由于出風溫度降低，需接通電加熱器以提高室溫，造成溫度控制不和增加運行費用。

 

（2）專門的去濕循環

 

冷卻繞組分為上、下兩個部分，分別為總冷卻繞組的l／3和2／3。在正常冷卻方式下，制冷工質流過冷卻繞組的兩個部分。在除濕方式下，常開電磁閥關閉，這樣就把通向冷卻繞組的上部繞組(1／3部分)的氟里昂制冷劑切斷了，全部氟里昂制冷劑都流向冷卻繞組的下部繞組(2／3)部分。通過下部繞組的空氣的溫度是很低的，通常至少比冷卻循環中的空氣降低3ºC，所以增加了去濕效果，但其弊端是總制冷量會減小和吸氣壓力降低。

 

（3）旁路氣體調節器

 

在“A”型蒸發器頂部安裝一個旁路氣體調節器，在正常冷卻方式下這個調節器是關閉的，所有返回的氣體都要平均地經過兩個冷卻繞組。當需要進行除濕操作時，旁路氣體調節器*打開，使1／3的返回氣體旁路經過A框繞阻的頂部而沒有經過冷卻，另外2／3的返回氣體均勻地通過A框繞組，排出氣體的溫度被快速降低，增加去濕效果。

 

此種去濕方法的效果與專門的去濕循環相同，但是其優點是總制冷量將保持不變。

 

（三）冷凝器

 

冷凝器按其冷卻形式可分為三大類型：水冷式、風冷式、蒸發式及淋水式。

 

1、水冷式：

 

在水冷式冷凝器中，制冷劑放出熱量被冷卻水帶走。冷卻水可以一次流過，也可以循環使用。當使用循環水時，需要有冷卻水塔或冷水池。水冷冷凝器有殼管式、套管式、沉浸式等結構形式。

 

2、風冷式

 

在風冷式冷凝器中，制冷劑放出的熱量被空氣帶走。它的結構形式主要為若干組銅管所組成，由于空氣傳熱性能很差，故通常都在銅管外增加肋片，以增加空氣側的傳熱面積，同時采用通風機來加速空氣流動，使空氣強制對流以增加散熱效果。

 

3、蒸發式及淋水式：

 

在這類冷凝器中，制冷劑在管內冷凝，管外同時受到水及空氣的冷卻。

 

目前進口機房空調的類型以風冷型為主。

 

下面對風冷型冷凝器作詳細敘述。

 

風冷冷凝器采用Ø10銅管，鋁翅片結構，風機采用可調速電機，以保證冷凝器在冬季、夏季能夠均衡使用，也使冷凝壓力在很冷，很熱的環境下不致變化太大。

 

風冷冷凝器適用于環境溫度-30ºC—+40ºC范圍之內，當環境溫度較高時，將引起冷凝器壓力升高，這將由調速器的壓力傳感機構感受到這種壓力的變化，并將這種變化轉變為輸出電壓的變化，從而使電機轉速產生變化以達調節強制對流效果的目的。

 

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當然，由于采用了無極調速的裝置，那么這種電機轉速的變化是能夠非常平滑過渡的。

 

機房空調室外冷凝器在出廠時已經過調整及校驗，但由于長途運輸或者長期使用中的震動，偶爾會出現調速器的設定漂移現象。如果出現此情況可參相應型號的說明書適當調整。

 

通常室外機調整轉速過程為：室外機高壓壓力在14kgf/cm2左右時風機起轉，在20—24kgf／cm2時達到滿負荷轉速，而在14—18kgf/cm2時調速性能狀態。

 

（四）熱力膨脹閥

 

1、熱力膨脹閥的結構：

 

膨脹閥的頂部由密封箱蓋波紋薄膜感溫包和毛細管組成一個密閉容器，里面灌注氟里昂，成為感應機構，感應機構內灌注的制冷劑可以與制冷系統的相同，也可以不同，比如制冷系統用的是F—22，感溫包可灌注F—12或F—22，感溫包用來感受蒸發器出口的過熱蒸汽溫度，毛細管作為密封箱與感溫包的連接管，傳遞壓力作用在膜片上，波膜片是由一塊0.2mm左右的薄合金片沖壓成形，斷面是波浪形的。受力后彈性形變性能很好，調節桿是用來調整膨脹閥門的開啟過熱度，在調試過程中用它來調節彈簧的彈力，調節桿向里旋時，彈簧壓緊，調節桿向外旋時，彈簧放松，傳動桿頂在閥針座與傳動盤之間傳遞壓力，閥針座上裝有閥針，用來開大或關小閥孔。

 

2、熱力膨脹閥的工作原理

 

膨脹閥通過感溫包感受蒸發器出口端過熱度的變化，導致感溫系統內(感溫系統是由感溫包、毛細管、傳動膜片和傳動波紋管這幾種互相連通的零件所構成的密閉系統)充注物質產生壓力變化、并作用于傳動膜片上．促使膜片形成上下位移，再通過傳動片將此力傳遞給傳動桿而推動閥針上下移動，使閥門關小或開大，起到降壓節流作用和自動調節蒸發器的制冷劑供給量并保持蒸發器出口端具有一定過熱度，得以保證蒸發器傳熱面積的充分利用，以及減少液擊沖缸現象的發生。

 

3、膨脹閥的種類：(內平衡、外平衡)

 

作用于熱力膨脹閥體內傳動膜片下部的壓力為節流后的蒸發壓力(這一壓力通過傳動桿和傳動片的縫隙而進入膜片下部分空間)這種結構稱為內平衡式膨脹閥。

 

作用于熱力膨脹閥體內傳動膜片下部的壓力不是節流后的蒸發壓力，而是通過外接平衡管將蒸發器出口端的壓力引入傳動膜片下部空間結構的閥門、稱為外平衡式熱力膨脹閥。

 

與內平衡式膨脹閥相比，外平衡式熱力膨脹閥的過熱度要小得多，所以采用外平衡式熱力膨脹閥時，能充分發揮蒸發器的傳熱面積的作用和提高制冷裝置的效果，在蒸發器阻力較小、壓力損失不大的情況下，可選用內平衡式熱力膨脹閥；當蒸發阻力較大，壓力損失比較大或具有液體分配器時，應選用外平衡式熱力膨脹閥。采用分配器的，一般都選用外平衡膨脹閥。

 

在空調機中采用的通常是外平衡式熱力膨脹閥。熱力膨脹閥雖只是一個很小的部件，但它在制冷系統中的作用*，所以它與制冷壓縮機、蒸發器、冷凝器、并稱為制冷系統四大部件。

 

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（五）制冷系統的其它輔件

 

1、液體管路電磁閥

 

液體管路電磁閥在制冷系統中可以受壓力繼電器、溫度繼電器發出的脈沖信號形成自動控制。在壓縮機停機時，由于慣性作用以及氟里昂的熱力性質，使氟里昂大量進入蒸發器，在壓縮機再次啟動時，濕蒸氣進入壓縮機吸入口引起濕沖程，不易啟動，嚴重的時候甚至將閥片擊破。液體管路電磁閥的設置，使這種情況得以避免，靜止時電磁閥將高低壓分為二個部分，低壓部分的較低壓力低于低壓壓力控制器的開啟值。所以壓縮機處于停止狀態。當壓縮機需要啟動時，通過電腦輸出信號接通電磁閥，當閥開啟時，高壓壓力迅速向低壓釋放，當低壓壓力達到低壓控制器開啟值時，壓縮機才能啟動。

 

2、視液鏡

 

視液鏡在制冷系統中處于制冷電磁閥和干燥過濾器之間，顧名思意，它是用來觀察液體流動狀態的，根據氣泡的多少可以作為制冷劑注入量的參考，根據視液鏡顏色可以看出系統內水份的含量。

 

3、液體管道干燥過濾器：

 

通常，液體管道干燥過濾器是不可拆卸的。內部采用分子篩結構，能夠去除管道中的少量雜質水份等，起到凈化系統的目的。因管道在焊接中會出現氧化物，并且氟里昂制冷劑的純度也有所不一，液體管道干燥過濾器出現堵塞時，會引起吸氣壓力降低，在過濾器兩端會出現溫差，如出現這種情況，需要更換過濾器。

 

4、高低壓力控制器

 

在制冷系統中高低壓力控制器是起保護作用的裝置。高壓保護是上限保護，當高壓壓力達到設定值時，高壓控制器斷開，使壓縮機接觸器線圈釋放，壓縮機停止工作，避免在超高高壓下運行損壞零件。高壓保護是手動復位，當壓縮機要再次啟動時，需先按下復位按鈕。當然，在重新啟動壓縮機前，應先檢查出造成高壓過高的原因，給予排除后，才能使機器運轉正常。

 

低壓保護是為了避免制冷系統在過低壓力下運行而設置的保護裝置。它的設定分為高限和低限。它的控制原理是：低壓斷開值就是上限一下限的壓差值，重新開機值是上限值。低壓控制器是自動復位，所以要求操作人員經常觀察機器的運行情況，出現報警時要及時處理，避免壓縮機長時間頻繁啟停而影響壽命。