2011年10月11日 星期二

冬天快來了,操一下冷卻水溫到幾度?

台灣處於亞熱帶,常有人說一年四季如春,基本上台灣的平地是不會下雪的,所以每當新聞播出哪裡的高山下雪的時候,一堆人就趕著到山上賞雪去.

對於家用的客戶來講,當室內氣溫低於20幾度時,一方面為了節約能源,一方面溫度也夠低了,所以冷氣就關了,所以從秋末,接下來冬天到春天,除了一些比較好命的人會用到暖氣外,大部份的小型冷氣就關了,因為冷可以多穿衣服,熱的話如果衣服都脫光還不夠涼,那也沒有皮條,非得開冷氣不可.

冬天時候的氣溫大概多少?寒流來10度以下就算很冷了,沒有寒流來的時候,溫度大概就是20度以內,所以比較不怕冷的男生大概搭個外套,比較怕冷的人就要多穿幾件了.那麼一年四季都必須運轉的工廠,尤其是有無塵室的非得有冰水來冷卻,所以冰水系統非開不可.另外即使沒有無塵室,由於工廠的通風及空調的搭配不見得很好(其實應該是講蓋房子的人不會去考慮這一塊),所以即使有滿涼的空氣可以用也用不到.有幾個建築師會在房子設計時就把這些東西考慮進去.

OK,不要管冰水機的設計特性,在一年四季的氣候特性下,怎樣的冷卻水溫才是冷卻塔該有的條件,又怎樣的冷卻水溫才是主機不會跳機的溫度?

如前所述,如果大部份冬天的氣溫在20度以內,寒流來的時候10度以內,那麼冷卻水塔運做的基本要件就是出水溫度不能高於乾球溫度.不然就失去用水冷的意義.可能這樣寫有人還是不懂,那更淺顯一點就是說假設當天的氣溫是15~20度,那麼冷卻水塔如果風車不做溫度控制的話,冷卻水塔的出水溫度應該要在上述的範圍之內,當然,如果把散熱風扇關掉,那麼因為風量變成 0 ,所以只剩自然對流,然後冰水主機變成在煮水,如果保有水量很大的話,那麼風扇起停的頻率就會變得很久.

美國ARI對主機的認證,最低的冷卻水溫到65度F,換算攝氏大概是18.33度C,如果氣溫在20度左右,有誰家的設備冷卻水會跑到這麼低溫,除非有人講,不然很多人就是設定個27度28度的高溫在跑,
簡單的講就是當冷卻水塔出水溫度到27或28度時就停止運轉,真不知道這是誰講或是教的觀念,明明有涼的空氣可以用放著不用,然後讓主機因為高冷卻水溫帶來的高壓而耗電.


上圖是說明水在不同的溫度下所具有的焓值,例如20度C時每KG熱量為84.476千焦耳,10度C時為每KG 42.605千焦耳.

這個代表什麼意思?就是說越低溫的水帶的熱量越低,老天爺的恩惠是也!同一支的銅管裏面如果要放出的熱是一樣,再笨的人也知道拿比較低溫的水去冷卻比較好.用一個很簡單的比喻:一鍋粥煮好後太燙沒辦法喝,然後旁邊有兩個體積一樣但是溫度不一樣的洗菜盆子可以冷卻這鍋粥,兩個盆子都一樣大,但是其中一個盆子裏面的水溫度是30度,另一個盆子裏面的水是0度,如果將這鍋粥分成一模一樣的兩分,然後分別放在不同溫度的水盆裏降溫一樣的時間,然後同時拿起來再用溫度計去量粥的溫度,應該放在0度水盆中的粥溫度會比較低.

這個事實簡單的說明一件事,熱交換的效率會因為溫差的變大而變好,因為焓差變大了,對冰機的冷煤來講,接觸較冷的水水或是空氣對馬達的壓縮功的降低是有幫助的,可以有效減少馬達的輸入功率.

那麼在長久的過去,為什麼在台灣沒有人在CARE這塊的作用,而總是保持高的冷卻水溫來運轉自己的冰水主機?很簡單的ㄧ件事情是冰水主機冷煤調控的能力,冷凍油潤滑的能力,冷煤冷卻馬達的能力都需要一定的高壓才能運行,冷煤來講,高壓越低的狀況下,如果沒有電子膨脹閥,高壓太低的狀況下冷煤的流速及流量太慢不及需求,會造成冷煤防凍及吐出溫度過高.

冷凍油的話如果回油設計的不好,那麼大部份的油會跑到低壓的部份,如果只是靠高低壓壓差回油,那麼因為冷卻水溫太低造成的高壓低將會導致潤滑不良,搞不好軸承會束心.半密或密閉的壓縮機因為馬達線圈需要冷煤來冷卻,如果高壓太低,回流馬達的冷煤量不夠而且冷凍負載又大時可能馬達就會因為冷卻不良掛了.這時維修就是一筆大錢了.

就因為有上述設計或機械上的限制在,很多的機器都是在冬天的時候燒的而不是夏天,夏天燒機則是因為另一個冷卻水溫太高導致冷卻不良而燒機.

冬天就快來了,怎麼操作最好客倌們可以自己試試看,自己的系統怎樣操作最省電又安全就看個人的功力了,厲害的話就是系統調一調就可以省下很多的電費,當然,如果不了解自己的系統最好不要亂調,這包括冰機的設計及特性,冷卻水塔的效率及控制,建築物熱負載的特性等,調的不好可能輕則無預警跳機(看主機的保護設計),重則真的會掛主機.

但是如果不試試看,怎麼知道是不是真的,其實怕的話就一度一度調,調到會跳的那個點再加一點安全係數應該就夠了,至於這個點是多少我不知道,就算知道也不能講,因為系統的變化不是隨便一個數字的控制就可以決定的,真有人按照我的話照幹出了事,我是不負責的.因為凡事總有例外,
原理相同但巧妙大不同的東西多的是,如果有人的主機可以跑到12,3度不出事,有的人跑到20度就不行,能用一個統括性的原則去解釋一件巧妙不同的事情嗎?