2013年10月10日 星期四

冰水主機的高低壓力差

很多人很喜歡問主機的壓力要多少才正常,這個問題可以用一個很簡單的變化數據來表示,這個就是冷媒溫度壓力換算值.

冷媒是一個壓力氣體,會隨著溫度有不同的壓力,舉例來講,R134A冷媒在溫度35度C時的飽和壓力是114.2PSI,7度的時後是39.83PSI,所以如果說冰水主機的冷凝溫度及蒸發溫度分別是35度及7度,那麼主機高低壓力在理想狀態下就應該是高壓114.2PSI跟低壓39.83PSI.

對於實際的應用來講,主機最主要供應的就是冰水,因為大家都希望出水溫度越穩定越好,所以只要主機肚子裏面的冷媒夠,那麼低壓的壓力就會固定在出水溫度的設定上.而且冰水因為是密閉系統,比較沒有結垢的問題,所以低壓壓力大概就是固定在那個地方.

而高壓壓力呢?高壓壓力的變化會隨著供應的冷卻水水溫變化,供應的冷卻水溫度越高,高壓壓力越高,主機越耗電,供應的冰水溫度越低,主機就越省電,而可以供應的冷卻水溫就是跟天氣的變化跟水塔的散熱效率有關,所以高壓的壓力不會固定,當然如果刻意用控制的方式去控制冷卻水溫,那麼高壓的壓力也應該差不多是就跟主機的冷卻水出水溫度相對應的冷媒壓力一樣.

那麼壓縮機的作用是什麼?簡單的講就是把冷媒從低壓壓力打到高壓,就跟水泵浦一樣,假設今天有一個泵浦要把水從1F打到5F,另一個泵浦必須把水從1F打到10F,而每個樓層的高度都一樣,那麼打到越高樓層的就必須多耗功,而這個就可以類比成主機應該做的揚程,揚程越高的主機要做的功就越大,但是冷凍量並不會因為揚程高就變大,因為那是壓縮機要克服熱阻抗必須做的,所以簡單來講可以得出一個結論,冷卻水溫度與冷媒壓力成正比,溫度越高冷媒壓力越高,冷媒壓力與壓縮機耗功成正比,冷媒壓力越高主機越耗電,而不同的冷媒會有不同的壓力表現,所以只要用冷媒溫度壓力對照表就可以大概知道高低壓力應該多少才是正確的數值而不是一般人習慣的正常.如果我說主機可以正常運轉算正常大概不會有人反對,因為廠商在設計設備的時後一定以最大值計算,那麼在最惡劣的狀況下高壓不能高過一個數字,低壓不能低過一個數字,這樣的說法是可以跟消費者交代的,可是這樣子不代表它就是省電運轉,因為主機的高低壓力保護是主機不能轉的數據,但並不代表它就是最經濟運轉的數據,可能它是耗電在運轉,只是冷量不變而已,因為如果冷量變了,想要的溫濕度的控制就會全跑掉了.

上面講的這些有點像在繞口令,其實說穿了就是主機的高低壓力之間的壓差越小,主機就能越省電的運轉,可是這中間有一個問題,大部分的主機會有高低壓力開關的保護,也就是說超過多少壓力或是低於多少壓力主機會跳脫,也會有壓力高低的顯示,可是卻沒有一家的主機有高壓壓力傳訊輸出去比較冷卻流體溫度之間的裝置,所以即使因為冷卻水溫過高或是趨近溫度過高,主機在還沒達到高壓壓力跳脫之前是不會停止運轉的,大型主機都這樣了更不要說小台的,因此即使主機的壓力已經是不節能運轉,在跳脫之前還是會繼續走,那樣子就會在無型中浪費了非常多的電,尤其現在的電費又那麼貴.

舉一個例子,我一個朋友是做肉品批發,肉品批發當然就要有冷凍庫,而且要打到-18度C以下才能保持肉品的鮮度,最早之前他是用水冷的,一個小小的1/2噸水塔,這麼小的系統不可能知道要加藥或是排放管理,因此壓縮機常常因為冷凝器結垢而跳機,後來生意越做越大想說水冷的不好造價又高,就弄了一個氣冷的外機,結果最近電費一漲,一個冷凍庫的電費兩個月下來幾乎要8,9萬來花,以一度電4塊來說,一個小時的耗電大概十幾度,他在那邊大喊吃不消,結果一看,這台外機沒有高低壓力表可以看,葉片上面也卡了很多灰塵,冷凍庫的東西雖然溫度低,但是開關門次數只要不是那麼高,應該耗電不會那麼大,可是的的確確就是用了那麼多電,這種連高低壓力都沒的看的系統是非常普遍的,本來運轉的COP值就不好,電費一漲他們更加受不了,一台冷凍庫不過幾十萬,一年下來的電費都可以再買一座新的了.可是就是沒人告訴他要怎麼樣弄才能把電費降下來.

完整的做法就是裝一套簡單的PLC去收集高壓壓力跟冷卻流體之間的溫差,再把比較後數據做一個警報或是輸出來監控高壓壓力的變化,超過預設好的值就清洗或維護,讓高壓壓力降下來,這樣子電費就可以降很多.

但是實務上這種小系統因為單價低,裝這些東西的費用太高,對於控制類的東西來講,我今天在一台1000噸的主機上面裝一個這個東西跟10噸的系統上面裝一個這個用的材料跟成本基本上是一樣的,1000噸系統裝這個東西客戶的成本可以輕易的轉嫁,而10噸的系統來裝這個就會覺得根本是天價,偏偏會用這種小系統的都是中小業者,資訊相對不足,電費一漲對他們的生計當然是影響很大,那怨氣要發到那裏?除了罵政府或台電大概也是沒什麼辦法,因為市面上的傳感器或是控制器也沒有在依冷凍噸數大小在分的,結果電費漲對這些政府說不會影響的小老百姓反而影響最大,這不是說政府漲價對或錯,而是自動控制本身的特性就是這樣,小系統不會有精密的控制系統,能源費用一高因為小系統最沒辦法分擔費用,結果影響最大.因為假設要讓控制變精密來讓運轉的能源費用變低,這些小系統的擁有者相對沒辦法投資,這也是非常無奈的現像之一,像是小餐廳,小的營業場所,有用冷凍庫的幾乎都是這樣.

總而言之,主機的高低壓力是動態的變化,尤其是高壓,他基本上就是隨著天氣變動,高壓壓力越低,主機要負擔的揚程越小,跑起來就越省電,至於可以低到多少那要看主機的結構設計不能一概而論,也要看控制系統的配置是怎樣,這個方面還是要請人看過再講,高壓壓力低到一個太低也是不行,所以說找對人來診斷非常重要,接下來才能把事情做好,所以下次不要去問怎樣的壓力才正常,應該是說怎樣的壓力才是有效率跟節能,如果人家還在說高壓壓力不超過多少,低壓壓力不要低於多少都算正常,那你的荷包就要大縮水了,顧荷包要靠自己,繳電費是業主的責任,這個是基本的認知,廠商沒有義務講太多,這個東西其實跟商業的邏輯思考有關,市場上供需雙方的關係其實有點像天平的兩端,也不見得都能平衡,因此要省電費還是找對人把事情解決跟改善,光罵政府是沒用的.