2013年6月22日 星期六

負壓主機開機前一禮拜先排氣

央空調系統裏面,大型的離心冰水主機是主流,一般來講,冷凍噸數需求500噸以上的幾乎都是使用離心式冰水主機,跟一般的冷氣一樣,它的原理還是依照空調的莫利爾線圖,所以雖然機器大,但是高低壓力的變化還是依照冷媒的特性來跑.

而大型離心式冰水主機所使用的冷媒目前主要就是R-134a冷媒跟R-123兩種,在國內的大型冰水主機市場中,開立,約克,麥克維爾現在都使用R-134a冷媒,而詮恩的離心機則是使用R-123冷媒.

這兩種冷媒有不同的特性,R-134a冷媒是一種中壓冷媒,也就是說主機在運轉的時後,系統裡面的壓力大於大氣壓力,大氣壓力的值按照科學的定義是14.2psia,也就是說假設真空的壓力為0psia,那麼一個大氣壓的壓力就是14.2psia.

而冷媒這個東西是一種壓力氣體,所謂壓力氣體就是壓力會隨著溫度的變化而變,其實幾乎很多物質都有這個特性,包含我們最熟知的水也一樣,當我們把水加熱,水蒸氣的壓力會隨著溫度的升高而變大,而冷媒也是一樣,溫度升高的時後壓力就變大.

那麼冷媒在幾度C的壓力應該是多少要怎麼看?這個很簡單,弄一個冷媒壓力對照表來看就對了,這個可以去APP商店下載一個Danfoss推出的冷媒壓力對照表,拉動溫度的軸來對.

從冷媒特性來看,R-134A在正常冰機的操作範圍之內(7-37度C),壓力都是高於大氣壓力,它的操作壓力大概在36PSI到121PSI左右,回到前面大氣壓力是0(表壓力),從這邊就可以看出假設主機有漏,冷媒是往外噴出,因此配置R-134A冷媒的冰水主機是不會配置排氣系統的.

但是R-132的冷媒就不一樣了,在冰水主機操作的溫度區間(7-37度C),它的壓力是-8.5PSI到6PSI,換句話講,主機走的時候低壓側的壓力是低於大氣壓力,高壓側則是比大氣壓力高一點點的壓力而已.就是因為這樣的冷媒的特性,所以R-123冷媒的主機都會配置排氣系統.

主機停機的時候系統的壓力基本上會是負壓,所以假設主機有漏(墊片或是接頭),空氣就會跑到主機裡面去,排氣系統開動就可以偵測到,偵測到有空氣系統就會用小真空泵把空氣抽出去,因為排氣系統有計時裝置,所以可以從排氣時間的多寡大概判斷出洩漏的大小,進而決定後續處理的方式.

講到這裡一定就會有人問說奇怪,主機不是不應該洩漏的嗎?怎麼老是會漏,不管是中壓主機或是負壓主機,那些墊片或O環怎麼沒辦法擋住這些壓力?這個其實很好解釋,因為主機在運轉的時候溫度是會變化的,金屬的東西都會有膨脹係數,何況是橡膠,橡膠對溫度的變化更敏感,稍微高溫它會變軟,低溫又會變硬,在這樣冷熱變化的條件之下,久了以後就漏了,漏了排氣系統就會反應,排氣時間就會越來越長,這個時候就要做系統查漏處理,找出是哪個地方漏,然後把彈性疲乏的那個橡膠墊片或O環換掉.

正壓的主機很容易查,看看哪邊有油漬就是了,但是負壓主機因為漏常常是空氣倒吸入主機內,用目視根本看不到,假設整個冰水系統因為負載變化的關係必須長期停機,系統有漏它就一直吸空氣到系統內,假設每天吸到主機內的空氣量只有幾公升,停個一個月就會變成幾百公升的空氣跑進主機內,因為空氣的壓力是不同氣體分子的分壓的和,跑進去系統裡面的空氣分子和冷媒分子的壓力的和就變大了,結果停機太久(例如幾個月),一開機主機就開始喘震(離心式主機高壓太高的一種現象),主機走一下子就跳保護了,萬一這台剛好是必須開的設備,那麼整個系統就會掛了,因為恆溫恆濕的無塵室或製程需求,是不能容忍冰水供應的溫度變化高於或低於設計值太多,那樣就會出事了.

那麼像這種主機必須停機(因為熱負載真的不需要開那麼多台冰機)情形要怎麼辦?解決方法很簡單,停機的時候偶而手動去開一下排氣系統讓它運轉,然後看排氣系統的反應怎麼樣,如果排氣系統沒反應,偵測不到半點空氣,那麼這台主機下次開機應該不會有太大問題,如果偵測的到排氣,那麼就看排氣時間多寡,排一點點的話其實還好,因為就算新機都不見得能夠長期不漏,所以原廠都會訂一個很寬鬆的標準,一天平均排氣不要高於多少時間都算正常.

當然,這樣搞是有點推卸責任,漏就是漏,就算漏一點也是漏,哪有什麼小漏大漏之分,可是如果你碰過那種在一定的溫度跟壓力之下才漏(例如說高壓的安全洩壓閥),平常溫度沒到又不會漏的狀況,就知道說止漏這種東西在工程上很難保證百分之一百,假設原廠跟客戶保證百分之百不會漏,相信我,主機整天就來查漏就好了,因為在工程上這樣子太難了.台灣的自來水漏水率超過3成,水分子的密度比氣體高太多了,密度高的東西要完全不漏都那麼難,更何況是氣密的東西.而且氣密還是靠橡膠而不是金屬,所以你看家用的冷氣全部用金屬作氣密,銅管以及銅頭這些氣密的部分都是金屬,用個十年都不會漏,但是主機因為組裝跟維修的關係沒有辦法用金屬作氣密,所以漏便成了必要之惡.其實現在的主機都做的滿好的,不太會漏.真的漏了就花錢查一查而已.

總之,假設怕主機到時要開開不起來,真的打算要切換主機前一個禮拜去把排氣系統開手動讓它走,把跑進主機裡面的空氣排一排,排的掉應該就不用作系統處理,假設排不掉,那麼就系統處理做完再開機,不做的話空氣繼續跑進來,主機就算走效率也不好,也浪費電,基本上就是這樣,所以切換開機前一個禮拜去開一下排氣系統看看,這樣就可以減少很多不必要的麻煩跟成本了.