2011年9月26日 星期一

冷卻水溫越低越省電

從純機械的觀點看,壓縮機的做功就類似泵浦或是風車的作用,泵浦和風車的作用原理相同,只是流體不同,所以壓縮比會不同,但是所用的基本定律一樣.

基本定律是這樣:

流量和轉速成正比,和揚程成平方比,和馬力成立方比.所以說當揚程降低的時候,馬力和流量的關係大概成平方比關係.

對冰機或是壓縮機械來講(例如空壓機),高壓和低壓壓力的比值就是壓力比,也就是機械必須做到的揚程.舉例而言:

若是一台冰機的低壓壓力是40PSI,高壓壓力100PSI,則壓力比是100/40=2.5.
若是空壓機的話若出口壓力設定9KG,入口壓力算1KG,則壓力比是9/1=9.

對於主機來講,低壓壓力決定於冰水出水的設定溫度,當設定溫度越低,低壓壓力就樣跟著低.高壓壓力取決於冷卻水出水溫度,當冷卻水出水溫度越高,主機高壓就越高,兩者的壓差越大,主機就越耗電,對空壓機也是一樣,給的冷卻水溫越高,壓縮機的吐出溫度就越高,壓縮比雖然必須維持不變,但空氣跟水交換焓差變大,會造成很大的壓縮熱(此時能量轉換成溫度的形式表現,主要是因為流體的性質不同的關係),一樣會很耗電.

對主機來講,為什麼冷卻水溫越低越省電,卻還要在冬天冷卻水溫很低的時候將風扇停機,避免水溫過低,主機跳機.

可以看到上圖的冷媒壓力壓焓圖,最下面那一條就是低壓的壓力線,最上面那條就是高壓的壓力線,如果因為冷卻水溫太冷高壓搞得太低,這時候高壓等於低壓的時候,或是冷卻水溫度比冰水溫度還高,如果冷媒的調控機制不好,冷媒是無法流動的,所以這時需要一個特別的方法來開機才能度過功率的高峰,所以開機的時刻真的是滿危險的.可能方法或時機不對主機就炸了.

所以說如果水塔的效率好,冷卻水溫可以做到滿低,但是主機卻用不上是主機本身設計的問題而不是物理定律上的問題,所以說為什麼很多機器的燒毀都是在冬天而不是夏天,如果一台機器的設計有他本身的限制在那邊,那就不能用超過那個限制的點去操作,說白一點就是如果水溫低可以省電,但是機器本身的調變能力不足以應付這個狀況,那就只好犧牲一些耗電換取穩定,因為牽涉設計的東西如果設計面不改,不行就是不行,靠操作是無法變更設計的.

前一陣子去看了幾台小台的冰水主機,本來以為別人弄錯了,是膨脹閥的設計被改成毛細管,結果回來型錄一看居然原廠就是毛細管的設計,難怪冷媒調控的能力那麼差,壓縮機燒毀的頻率會那麼高.一個毛細管跟膨脹閥的價錢差很多,若是用比較好的設計不但成本較高,日後的維修空間也少,所以說促進經濟的本質不見得是要做對事,而是要做錯事然後再不斷的去修改才有新的經濟活動.非常諷刺對不對.

所以說基本上不用去爭論到底要怎樣的冷卻水溫主機比較省電,而是說主機可以跑到幾度還能穩定運轉比較實在,每種廠牌的設備特性不一樣,搞清楚了自然就能抓到一個性能和穩定的平衡點.至於點在哪裡就要看設備本身的特性了,沒有一種會是完全一樣的.