Bei einer wassergekühlten zentralen Klimaanlage leitet der Kühler die Wärme vom Kondensator nach außen ab. Die abgeführte Kondensationswärme wird vom Kühlwasser zum Kühlturm transportiert. Nachdem die Wärme vom Kühlturm abgeführt wurde, sinkt die Wassertemperatur von 37 °C auf 32 °C und kehrt dann zum Kondensator des Kühlers zurück. Dieser Zyklus wiederholt sich und das Kühlwassersystem zirkuliert, um die Wärme abzuleiten.
In meinem Land wird die Kühlwassertemperatur im Allgemeinen entsprechend den Standardarbeitsbedingungen des Kühlturms eingestellt. Die Auslasswassertemperatur des Kühlers gelangt mit 37 °C in den Kühlturm, kühlt sich durch den Kühlturm auf 32 °C ab und erreicht dann wieder die Einlasswassertemperatur des Kühlers.
Der Grund für diese Einstellung liegt in den Wärmeaustauschanforderungen des Kühlwassers an beiden Enden des Kühlerkondensators und des Kühlturms unter Berücksichtigung der Betriebseffizienz des Kühlers und der effektiven Wärmeableitung des Kühlturms.
1. Wärmeaustausch auf der Kondensatorseite
Im Kondensator des Kühlers kondensiert der Kältemitteldampf mit hoher Temperatur und hohem Druck zu Flüssigkeit, und die freigesetzte Kondensationswärme wird über das Wärmetauscherrohr an das Kühlwasser ausgetauscht.
Damit die Kondensationswärme im Kondensator reibungslos auf das Kühlwasser übertragen werden kann, muss die Kondensationstemperatur des Kältemittels im Kondensator höher sein als die Kühlwassertemperatur.
Normalerweise liegt die Kondensationstemperatur bei normalem Betrieb des Kühlers bei etwa 40 °C. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Kühlwassereinlasstemperatur 32 °C und die Auslasstemperatur nach dem Wärmeaustausch 37 °C, was einen reibungslosen Ablauf des Kondensationswärmeableitungsprozesses gewährleisten kann.
2. Wärmeaustausch auf der Kühlturmseite
Die Kühlung und Wärmeabfuhr des Kühlwassers im Kühlturm gliedert sich in Kontaktwärmeabfuhr und Verdampfungswärmeabfuhr.
Bei der Kontaktwärmeableitung wird sensible Wärme auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen der Kühlwassertemperatur und der Außenlufttemperatur (Trockenkugeltemperatur) an die Umgebungsluft übertragen.
Durch die Ableitung der Verdunstungswärme wird latente Wärme auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen der Kühlwassertemperatur und der Feuchtkugeltemperatur der Außenluft an die Umgebungsluft übertragen.
Gemäß den Außendesignparametern von Sommerklimaanlagen in meinem Land beträgt die maximale Trockenkugeltemperatur der Außenluft etwa 35 °C und die maximale Feuchtkugeltemperatur etwa 28 °C.
Daher kann durch Einstellen der Einlasswassertemperatur des Kühlturms auf 37 °C sichergestellt werden, dass die Einlasswassertemperatur des Kühlturms in den meisten Fällen höher ist als die Trockenkugeltemperatur der Außenluft. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt sowohl eine Kontaktwärmeableitung als auch eine Verdunstungswärmeableitung, sodass der Kühlturm die Wärme effizient ableiten kann.
Die Einstellung der Kühlturm-Austrittswassertemperatur von 32 °C ist einerseits die Anforderung an die Kältemaschine, den Kühlwasserdurchfluss entsprechend der Temperaturdifferenz von 5 °C für Kühlwasser sicherzustellen, und andererseits Sie ist zudem höher als die Feuchtkugeltemperatur der Außenluft, die durch Verdunstungswärmeabfuhr gewährleistet werden kann.
3. Die Kühlwassertemperatur ist zu hoch
Wenn die Kühlwassertemperatur zu hoch ist, wirkt sich dies positiv auf die Wärmeableitung des Kühlturms aus, ist jedoch nicht gut für den Betrieb und die Wärmeaustauscheffizienz des Kühlers.
Wenn die Kühlwassertemperatur zu hoch ist, steigen die Kondensationstemperatur und der Druck des Kühlers und das Kompressionsverhältnis wird größer, was die Belastung des Kompressors und den Stromverbrauch erhöht und dadurch die Kühleffizienz des Kühlers verringert. In schweren Fällen kommt es zu einem Hochdruckschutz und einer Abschaltung.
Bei Zentrifugalkühlern gehört es zur Geschwindigkeitskompression. Wenn der Verflüssigungsdruck steigt und das Druckverhältnis zunimmt, kann der Überspannungsschutzmechanismus ausgelöst werden.
Wenn die Kühlwassertemperatur zu hoch ist, beschleunigt die Arbeitsumgebung mit hohen Temperaturen die Verkalkung von Geräten und Rohrleitungen. Bei Wärmetauschern aus Kupferrohren behindert die Ablagerung den effektiven Wärmeaustausch und verringert die Kühleffizienz des Systems weiter.
4. Die Kühlwassertemperatur ist zu niedrig
Wenn die Kühlwassertemperatur sinkt, sinken die Kondensationstemperatur und der Kondensationsdruck entsprechend, und die Kühleffizienz des Kühlers wird normalerweise verbessert. Wenn die Kühlwassertemperatur jedoch zu niedrig ist, beeinträchtigt dies den sicheren und stabilen Betrieb des Geräts.
Wenn die Kühlwassertemperatur zu niedrig ist, sinkt der Kondensationsdruck und die Druckdifferenz zwischen dem Verdampfer nimmt ab, was zu einem unzureichenden Kältemittelfluss führen kann, wodurch der Niederdruckschutz des Geräts ausgelöst wird und der normale Betrieb des Systems beeinträchtigt wird.
Bei Geräten, die Kältemittel zum Kühlen des Motors verwenden, verringert sich die Druckdifferenz zwischen Kondensator und Verdampfer, was auch die Kühlwirkung verringert und das Risiko einer Überhitzung des Motors erhöht, wodurch der Motorschutzmechanismus aktiviert wird.
Für das Schmierölsystem des Kompressors verringert die Reduzierung des Kondensationsdrucks auch die Öldruckdifferenz, was die effektive Zirkulation und Verteilung des Schmieröls behindert und möglicherweise den Ölmangelalarm des Geräts auslöst, was den normalen Betrieb beeinträchtigt das System.
