2011年6月17日 星期五

搞好冷卻系統是冰機及空壓機穩定運轉的第一要務

對冰水主機或空壓機來講,他們最終的排熱必須由冷卻水塔來排放,冰水主機的熱來自於現場產能跟本身電器用品及人員活動的發熱,加上天氣對建築物本身所造成的熱負荷,為了要滿足建築物及製程的溫濕度要求,這些熱最終經由氣流,水流,冷媒的吸放熱作用,排放到大氣中.

空壓機的熱則來自於空氣壓縮時所放出的熱以及本身機械摩擦所產生的熱,這些熱也必須經由氣流(氣冷式空壓機)或水流(水冷式空壓機)排放到大氣中,因此地球的暖化跟人類消耗碳的量多少是有很多關係的.道理非常簡單,任何熱量的流動是必須耗功的,既然熱的移動是從A~B(從室內到室外),自然這個過程必須做功才能完成.

熱量的移動是一種位差的觀念,舉例而言,把一噸的水從海平面高度往上提升10公尺跟20公尺,所耗的功就完全不一樣,雖然水的質量並沒有改變,但位能就不同了.將水從20公尺傾瀉下來到海平面高度的力量肯定比10公尺高度來的有力.

既然冷卻水塔是總熱的排放口,排放熱量端的效率就會變得非常重要,物理上來講,熱是從高位能的地方往低位能移動,所以氣冷式的散熱器可以提供給機器冷卻的溫度突破不了乾球溫度,水冷式的散熱器突破不了濕球溫度,所以大部分的機器都會依照天氣的狀況並考慮成本因素去設計散熱系統.因此如果無法散熱,機器便無法運轉.一個很簡單的例子,如果電腦無法正常散熱,便容易產生當機的現象,那要做的工作就無法進行了.

對負責總熱排放的冷卻水塔或是機器上的熱交換器來講,表面的汙垢會影響散熱的效率,不管是氣冷式或水冷式,汙垢越多的話負責傳遞熱能的介面效率就變差,對冰機來講,就是冷凝溫度提高,空壓機來講就是排氣溫度提高,為什麼在現場熱量不變的狀況下這兩個關鍵的數字會變高才能完成同樣的熱量轉移,因為傳送熱的過程中阻力變大了,所以壓縮機必須提高位能才能克服這些損失.可是對於負責熱排放的實體構造來說(水塔的散熱葉片跟冷凝器的銅管或鰭片),可能只是量到的溫度高個幾度,並不會對機械構造造成什麼損傷,但是對負責做功的壓縮機來講(製造位能的機械),卻是致命的打擊,因為電動機可以產生的功率是固定的,當他背不動還要硬背的時候,自然就要陣亡了.而這些負責製造位能的機械或電動機,是不能承受設計值之外的負載的.

所以散熱實在是一個非常重要的功課,對冰機或空壓機來講,提供合適的冷卻溫度讓機器散熱是非常重要的任務,相對於製造位能的機械或電動機來講,散熱系統的造價遠比製造位能的便宜很多,運轉所需耗費的功也少很多,但造成的影響卻非常的大,對操作機器的人來講,特別關注冰機或空壓機的運轉數據的人總是比關注散熱器冷卻溫度多很多,因為兩者的造價根本無法相比.

但是千萬記住一點,只要會動的機器就一定必須要散熱,包括人跟動物都一樣,散熱的好壞會決定機器的命運,與其非常關注機器本身,不如多花些心思了解散熱的狀況,只要機器散熱好,機器要壞就不是那麼容易,但是只要散熱不好,機器出狀況只是時間早晚,對很多散熱器的保養來講,不在於保養做了哪些動作,重點是他的效率有沒有辦法迎合機器的要求,如果效率迎合不了機器的要求,甚至還會造成機器的故障,就算散熱器機械的部份運轉都正常,或是表面看起來還可以又怎麼樣,
闖禍的是別人,倒楣的卻是自己.如果不懂的話光要跟長官解釋就解釋不完.只能扯一些有的沒有的敷衍長官,再不然怎麼告訴老闆說因為散熱搞的不好導致主機或空壓機掛了.

冷卻系統難搞的地方就是因為他的變動性很大,熱熱器的效率會跟著天氣產生很大的波動,對要求穩定運轉的機台來講,實在不是一個理想的運轉條件,但是現實就是如此,春夏秋冬就是會有那麼大的變化,很多人的機器壞了都不會去聯想到跟散熱的關聯性,真正要找證據的時候如果沒有好的數據記錄系統也很難回溯數據,好比人家講,過去就已經過去,不要再想她,實情是就沒有留下一點蛛絲馬跡要怎麼想.

很多業主很好玩,改善散熱系統的效率花一點錢他不要花,寧願等機器操掛了花大錢修理才要弄,
因為他認為這兩個東西是不相關的,東西就好好的會動幹嗎要花錢去做什麼維護保養,例如水處理或是一些可以增進散熱效率的東西,整天就關注冰水主機或是空壓機正不正常,難道他不知道這兩個東西是靠水的流動連在一起,才能將熱從室內搬到室外嗎?

有很多做水處理的或是做散熱系統保養的也很好玩,如果做了這些動作不是為了維持散熱系統或增進散熱系統的效率,那做幹嗎?或是做了達不到效率上的要求,一樣也要算不合格.大型的冷卻系統要驗證效率無法靠一兩個簡單的儀器就可以搞定,所以說其實也滿難的.

對那些找不到機器故障真兇的業主或是倒楣的設備廠商來說(保固期內東西壞了要跟人家保固,保固外就有錢收了),真正的兇手可能就是冷卻系統的變化造成的,但是如我前面講的,很多是死無對證.想查也不容易查.

世界上有很多國家都有建置超級電腦,有很多就是拿來計算天氣變化及因此所帶來的影響的,對冰機及空壓機來講,搞好這兩個東西的冷卻系統和散熱效率,是比關注機器本身的機械構造及運轉數據更重要的事,只要散熱搞好了,機器要壞應該不是那麼容易的.