2017年5月29日 星期一

再談負壓離心機的洩漏問題

Trane 離心機是目前市場上唯一採用負壓冷媒的機種,這種冷媒的特性就是壓力不高,在正常的溫度之下,用冷媒尺來看,溫度27.5度時,壓力是0.

簡單講,以一般蒸發器的蒸發溫度7度C來看,這時冷媒壓力是-8.03 PSI.而我們現在用的壓力單位都是用表壓力來表示,就是一般的壓力表的零其實是一個大氣壓的壓力,因為習慣的問題,所以把一個大氣壓力的值定義為0比較好應用,真正的壓力值0是絕對真空狀態下才叫0,到了一個大氣壓力是一個BAR的壓力,但是在日常生活中,用絕對壓力比較少應用,這是很多人會搞混的地方.

那為什麼R123是這種特性?不管用哪種冷媒,優良冷媒的特性是焓值高,相變化潛熱能量大,價格要便宜,當然還有GWP值要低,ODP值也要低等特性.R123這種上一世紀的產物,搭配TRANE的低壓離心機是很好的搭配,同樣的主機噸數會比採用R134主機的離心機省電2-4%左右,因此很多業主都會選擇採購這種主機.

可是有利就有弊,因為冷媒特性的問題,當主機運轉壓力低於大氣壓,代表這種主機的低壓側長期會運轉在大氣壓力之下,即使主機停機的時候,因為冰水系統共管的關係,停機時的主機壓力大概在-6PSI,簡單講就是整台機器都是負壓,如果主機的接頭,O-RING,PARKING,閥有漏,空氣就會從縫隙中被吸進去,停得越久就吸的越多.萬一主機一停停了一兩個月,空氣就吸得滿滿的,等到要再開主機的時候,主機就開不起來了.

為什麼會這樣?Dalton's law:氣體的總壓力等於各混合氣體壓力之和.如果原本主機裡面的壓力是-6psi,因為洩漏吸進3psi的空氣,開機的時候如果高壓應該是4.4psi,再加空氣的3psi,高壓就變成7.4psi,壓縮機的揚程就增加了,揚程超過壓縮機的能力主機就受不了了,也就變成俗稱的喘震,這時就會聽到主機像殺豬的慘叫,走15分鐘主機就跳掉了.

那麼到底怎麼判斷主機是哪裡漏?簡單講,如果你把主機分成運轉跟非運轉兩種狀態,|運轉的時候主機會建立起高壓跟低壓,因此有正壓跟負壓的部分,正壓是從壓縮機的吐出端到膨脹閥之前都是正壓,負壓是從膨脹閥之後到壓縮機吸入端都是負壓.這是運轉時候的壓力狀態.

主機停機的時候就是非運轉狀態,因為冷媒的特性的關係,因此整台主機基本上是處於負壓的狀態,結果是什麼很清楚,只要機體上有任何一個小縫隙,空氣就會吸進去,空氣裡面有水氣,會汙染冷媒,如果放著不處理,冷媒的含水量過高,冷媒和水結合會產生酸,腐蝕機體內的零件跟馬達線圈,嚴重的話線圈會因為絕緣破壞導致燒毀.

因此使用負壓冷媒的機器都會配備排氣系統,藉由排氣系統吸入端的溫度來判斷冷媒是否洩漏,再由排氣系統排氣的時間來判斷主機是否洩漏,所以這種判斷的邏輯是很清楚的.

可是要怎麼看到底漏多少?又是機體那部分漏?其實很簡單,主機停機狀態下將排氣系統手動打開,看會不會排氣?排氣時間多久?如果排氣泵浦會作動,代表主機有漏,但是不能判斷主機高壓側還是低壓側漏,所以第一步先在主機停機狀態下開排氣系統觀察是否有漏,如果排氣泵浦沒有動作,那就沒漏.

如果停機狀態下開排氣系統,排氣泵浦會動作,那代表有漏,有漏的話就必須把主機開起來,讓它建立高低壓,然後再觀察排氣系統吸入端溫度跟排氣的時間,如果走了幾天排氣系統的泵浦就不再排氣,那麼就可以判斷主機是高壓側漏,如果主機開起來排氣系統的泵浦還是拼命排,那麼低壓側漏了,準備收冷媒查漏修理吧.

講完技術面,談談市場面,主機的選擇考量點很多,一台大主機裡面的冷媒要幾十萬台幣,尤其是R123冷媒,這種我認為非主流的冷媒很貴,一公斤5.6百元,比起R134A貴多了,所以維修費很貴,而且生產廠商極少,供應極為困難,一般人根本買不到,可是因為主機較為節能的關係,很多人會選擇使用這種冷媒的主機,尤其負壓運作的特性,理論上這種主機更容易因為冷媒汙染導致線圈燒毀,如果維修一次花個200萬,比起那個2%3%的節能或許也不哪麼有吸引力.

R134A就不一樣,到處都買的到,現在的冰機,除了TRANE以外的廠牌都是用134A,正壓的機器沒有冷媒污染的問題,除非買到的是回收冷媒,含一大堆油或雜質,不然壓力隨時大於大氣壓力的狀況下要是有漏也容易發現,因為冷媒會夾帶系統潤滑的油噴出來,看哪裡有油漬就知道了.

可是正壓的機器不是就沒麻煩,萬一有漏,一旦發現得晚,整台主機的冷媒就漏光了,因此也不是正壓冷媒就沒隱憂.

其他廠家YORK,MCQUAY,CARRIER都用R134A,這是市場選擇的關係,以現在TRANE的處境,因為當初選擇了負壓冷媒做為主力,所投資的設備,資金都是依據這種特性來配置,如果他要改生產R134A機器,因為冷媒造成的性能因素就輸了,相反的,以前YORK也有生產R123的機器,後來也是因為種種的考量就停產了.或許在負壓這塊的市場TRANE是王者,其他的廠家去跟它競爭很辛苦.

20年前1997京都議定書決定了冷媒的未來,現在20年過去了,全球暖化根本沒有舒緩或改善,冷媒的特性決定了主機的特性,R123將在2020年禁止使用在新機器中,現在改用R-514A跟R1233ZD,還是低壓主機特性.這也是不得不的市場選擇,不過在原廠的一段文字上,主機可以到0.478KW/TON滿載效率跟0.296KW/TON的效率,這比磁浮變頻離心的數字還好.所以雖然負壓冷媒我個人認為不如正壓冷媒,但看在主機效率的份上,好像又不得不買單,所以如何選擇真是難啊!

今天是端午節,很多人塞在蘇花上動彈不得,因為落石把路都塞死了,好好的假期就這樣毀了,不過我認為台灣人還滿習慣塞車的,塞就塞吧!天有不測風雲,本來任何道路的設計都很難滿足尖峰的負載容量,任何的選擇都會有代價,即使塞車,還是心平氣和,安全是回家最近的道路,祝大家端午快樂.