抽气装置工作原理
EarthWise 抽气装置工作原理
概述
抽气装置在其冷凝机组启动后开始运作。冷凝机组用于冷凝抽气室中来自于冷水机组的制冷剂蒸汽。它降低抽气室中制冷剂的温度和压力，从而使冷水机组冷凝器中的制冷剂蒸汽被抽吸进来。包含有不凝性气体和水蒸气的制冷剂通过一根连接在抽气室底部的5/8英寸连接管(吸气管) 进入抽气室。进入抽气室后，制冷剂蒸汽被冷凝成液态并滴落到抽气室的底部，在这里，一根装有干燥过滤器的回液管把制冷剂液体回送到冷水机组冷凝器中。不凝性气体则被留在抽气室中，而且不断地积累。如图6
所示。
图6
冷凝机组
冷凝器
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制冷回路的典型工作流程
图7为制冷回路的典型工况：70o
F(21.1o
C) 的环境温度及100o
F(37.8o
C) 的冷凝温度条件下的工作流程示意图。·点1＝-16o
F (-26.7o
C)
·点2＝当抽气室中的不凝性气体较少时，超过60o
F (15.5o
C) ·点3＝150o
F (65.5o
C) ·点4＝85o
F (29.4o
C) ·点5＝75o
F (23.9o
C)
冷凝机组中压缩机的吸气温度(点2) 会根据抽气室中所存留不凝性气体量的变化而变化。当抽气室中不凝性气体的量大到开始影响抽气室中换热器的有效传热面积时，冷凝机组中压缩机的吸气温度(点2) 将开始降低。当该温度下降到由控制器计算出的抽空子系统启动的设定点时，抽气控制器将启动抽空子系统。在抽空子系统的运转过程中，小型抽空压缩机将不凝性气体从抽气室中抽取出来并把它输送到碳箱中。随着抽气室中不凝性气体的不断减少，冷凝机组压缩机的吸气温度(点2) 开始回升。抽气控制器根据对该点温度的监测确定抽空子系统运行或者停止。
图7 EarthWise 抽气装置制冷剂流程示意图
干燥过滤器
运行模式
操作人员可以通过DynaView 操作面板设置EarthWise TM
抽气装置的运行模式。轻触触摸屏上的设置标签，然后再按下抽气项就可以对运行模式进行设置了。这时，屏幕上显示出可供选择的抽气装置的运行模式，操作员可以选择需要的运行模式。可供选择的运行模式有：停止
如果选择“停止”模式，抽气装置的冷凝机组将不会运转。运转
如果选择“运转”模式，不管冷水机组是否运转，抽气装置的冷凝机组都将持续运转。自动
如果选择“自动”模式，抽气装置的冷凝机组只有在冷水机组的压缩机运转时才运转。自适应
如果选择“自适应”模式，抽气装置冷凝机组的运转状态将完全由过去的运转情况决定。选择“自适应”的运行模式可以达到以下的目的：
·不管冷水机组是否处于运转状态，都可以使抽气装置的制冷子系统运转以有效地收集不凝性气体。
·向操作人员提供冷水机组的高压端和低压端是否出现泄漏的信息。
使抽气装置只有在需要排除不凝性气体时才运行，不需要使其一
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直处于运转状态，从而减少能耗，作。抽气控制器将检查它一直记录节约开支
的两个参数：
“自适应”的运转模式需要根·过去24小时中，冷水机组运转时据历史运行数据来选择最佳的运转所积累的日抽空时间
模式。在冷水机组第一次运行的时·过去7天中，冷水机组运转时的日候，自适应控制模块将控制抽气制平均抽空时间
冷循环连续运转168小时(7天) 以收集数据。在收集数据期间，冷水机组控制器将选择这两个参数中的的压缩机可能运转也可能没有运较大一个作为抽空子系统的运行时转。
间。然后抽气装置将根据下表停止数据收集完成以后，“自适运行一段时间。
应”运行模式将定制抽气制冷循环在制冷子系统的非运转期内，的运行参数。该运行参数分成两DynaView 操作面板将显示抽气装置组，分别对应于冷水机组压缩机运转和不运转两种状态。
距离下次重新启动的剩余时间(Time Until NextPurge Run) 。如图8所示。自适应模式的运转流程－冷如果压缩机在抽气制冷循环暂停期间关闭，抽气装置的运行模式水机组压缩机运转时
将转换为“冷水机组压缩机停转时当冷水机组压缩机运转时，抽自适应模式的运转流程”。请参考气装置的制冷子系统也跟着启动。图9。
制冷子系统将持续运转，直至连续60分钟运行时间内不出现抽空动
冷水机组压缩机运转时的抽空时间(过去24小时或过去7天的日平均值的较大者)
抽气装置停止运转时间
抽空时间= 8 分钟不停止
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图8－冷水机组压缩机运转时自适应模式的运转流程
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自适应模式的运转流程－冷水机组压缩机停止时
当冷水机组压缩机停止时，制冷子系统环的停止运转时间由抽气控制器控制。控制器则根据其所记录的两个参数来进行控制：
·过去24小时中，冷水机组运转或停转时所积累的日抽空时间·过去7天中，冷水机组运转或停转时的日平均抽空时间
控制器将选择这两个参数中的较大一个作为抽空子系统的运行时间。然后抽气装置将根据下表停止运行一段时间。
在制冷子系统的停止运转期内，DynaView 操作面板将显示抽气装置距离下次重新启动的剩余时间(Time Until NextPurge Run) 。如果控制器认为在主压缩机停转期间有必要运行抽气装置，则抽气装置开始运行，直到在连续的60分钟运行期间内没有不凝性气体的抽空要求。如图9所示。
如果冷水机组压缩机在制冷子系统的非运转期内启动，则抽气装置也开始运转并将其运行模式转为“冷水机组压缩机运转时自适应模式的运转流程”。请参考图8。
冷水机组压缩机运转或停转时的抽空时间(选择过去24小时的日常抽空时间，过去7天的日平均值中的较大者)
抽气装置停止运转时间
抽空时间= 5 分钟6 小时
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图9－
冷水机组压缩机停转时自适应模式的运转流程
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抽气
图10表示了抽取抽气室中积累的空气/不凝性气体的过程。当抽气室中没有空气时，由于冷水机组的制冷剂蒸汽带走了的大量热量，从而使冷凝机组中的压缩机入口制冷剂具有很高的过热度。随着空气在抽气室中的不断积累，空气的体积将取代冷水机组制冷剂的体积，从而减少了冷水机组制冷剂与抽气装置制冷剂的换热面积。因此，抽气装置制冷剂能够获得的热量就大大减少，从而降低了抽气装置压缩机入口制冷剂的过热度。
当冷凝机组吸气温度降低到抽空启动设定点时，抽气控制器将启动电磁阀和抽空压缩机的工作，开始进行抽气作业，把积累在抽气室中的不凝性气体抽取出去。随着抽气室中的空气被不断地抽走，抽气室中的换热盘管再次暴露给冷水机组的制冷剂蒸汽，因此有更多的热量从冷水机组制冷剂中传送到换热盘管表面上，同时也有更多的冷水机组制冷剂蒸汽被冷凝，抽气装置压缩机的吸气温度也开始回升。抽气控制器一直监测着压缩机的吸气温度，同时根据这个温度决定运行还是停止抽空作业。
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图10－抽气室中的空气对冷凝盘管换热面积的影响
抽气室中无空气
。至冷凝机组压缩机吸气口处的R404a。制冷剂蒸汽(90 F)
。抽气室1/2空间有空气
至冷凝机组压缩机热面积
吸气口处的R404a。制冷剂蒸汽(70 F) F)
。抽气室充满空气
换热面积供冷凝制冷剂蒸汽用
制冷剂蒸汽(16 19
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不凝性气体的抽空规则
抽气装置采用不凝性气体的抽空规则来决定启动，控制和终止抽空子系统的时间，从而达到把不凝性气体抽出抽气室的最佳效果。抽气压缩机的吸气温度被作为该规则的反馈。抽空启动和终止的压缩机吸气温度设定点是由抽气控制器计算的，它与抽气室内的液体温度有关。
不凝性气体的排除
制冷子系统的制冷剂(R404a)通过一个恒压膨胀阀定量进入抽气室，膨胀阀自动地把抽气室的入口压力恒定地控制为34磅/平方英寸(234KPa)。这样，进入换热管内的制冷剂是大约为-16o
F (-8.9o
C) 的恒定饱和温度的两相。被冷却的换热盘管在其外表面形成了低压蒸汽区，这就使制冷剂蒸汽从冷水机组冷凝器向抽气室和换热盘管表面方向流动。一旦制冷剂蒸汽到达换热盘管附近，它就被冷凝成液态，使制冷剂的体积大大减少，从而出现了局部的真空区。这就导致更多的制冷剂进入抽气室以填补这个真空区，也就使得越来越多的制冷剂蒸汽被冷凝。这个运行机理通常被称为热虹吸现象。随着冷水机组制冷剂不断地被冷凝，大量的冷凝热被传送到了换热盘管的内部。同时，抽气
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压缩机的吸气温度传感器监控着这个传热过程。
混合在制冷剂中的空气和其它不凝性气体在换热管表面没有被冷凝，而是积累在抽气室中，这严重阻碍了制冷剂蒸汽向冷盘管表面的流动。由于热虹吸的速度被大大降低，传热量也大大降低。结果就导致离开盘管的制冷剂的温度也降低。抽气压缩机的吸气温度传感器监控着这个温度。当抽气室中积累了足够多的不凝性气体以至于使压缩机吸气温度低于抽空启动设定点时，抽空循环开始运转，直到压缩机吸气温度回升到抽空终止的设定点。抽空启动和终止设定点可按照如下公式计算：
抽空启动设定点o
F ＝抽气室液体温度o
F-50o
F 或0o
F(较高值)
抽空终止设定点o
F ＝抽气室液体温度o
F-40o
F 或5o
F(较高值)
工厂内安装的抽气装置的抽气室液体温度传感器在冷水机组运转时用的是冷水机组的饱和冷凝温度传感器，在冷水机组停转时则用冷水机组的饱和蒸发温度传感器。
如果抽气装置是后续安装的系统，抽气室液体温度传感器则安装在抽气室的回液管上。
不凝性气体的抽空流程
不凝性气体的抽空子系统只有
同时满足下面的两个条件后才能被启动：1) 碳箱再生子系统没有启动；2) 制冷子系统处于运行状态。除了满足上述两个条件外，任何时候如果抽气压缩机的吸气温度低于抽空启动设定点，控制器将按照如下的程序启动抽空循环：
1．控制器启动抽空压缩机，同时打开排气电磁阀。
2．5秒钟以后，开启抽空电磁阀，该电磁阀按照开20秒，关20秒的脉冲过程进行动作。如果经过两个脉冲过程后吸气温度还没有超过抽空终止设定点，控制器将使抽空电磁阀一直处于开启状态。
3．如果抽空压缩机持续运转的时间超过10分钟，抽空启动设定点和抽空终止设定点将按照前面所述公式重新计算。
4．抽气控制器将持续控制抽空电磁阀的动作和按照前面所述公式反复计算设定点，直到抽气压缩机的吸气温度超过抽空终止设定点。在终止设定点处，控制器将关闭抽空电磁阀，同时关闭抽空压缩机和排气电磁阀。图11和图12是典型的抽空循环的流程图。