【微分享】离心冷水机组全面解析,收藏备用!

智能灵动钢铁侠
2024-07-23
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【重磅推出】“散装顾问”服务

一、CTV离心机组产品特性

1、概述

以特灵CenTraVac™ 离心式冷水机组为例,该机组是当今市场上较为可靠、高效、排放低又相对安静的离心式冷水机组。

特灵离心式冷水机组系列中单机头离心机型号CVHH1550 (1600-2000冷吨)和双机头型号CDHH3050(2800-4000冷吨),能够较好满足区域供冷、商业综合体、大型工业设施和基础设施等客户对大冷量离心式冷水机组的需求。它的效率比同冷量段较高能效的机组高出多达10%,有着行业领先的满负荷和部分负荷效率。双机头机组采用串联逆流排布设计,效率在大冷量应用中为业内最高。

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单机头/双机头离心机型号

2、冷水机核心特点

高效

◇相对于其他设计方式效率可提高至10%

◇电机直接驱动压缩机方式提高2-3%的效率

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开启式传动装置

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半封闭式传动装置
  • 备注

半封闭压缩机轴封对密闭性要求较低,少量油或气的泄露,不会造成系统的工作不稳定,同时,也不会影响压缩机的正常工作。无增速齿轮等传动装置可以降低故障,提高机组部分负荷效率。

◇多级压缩结合两级经济器提高5-7%的循环效率

◇业内最高效的低压新一代的低温室效应冷媒

◇大冷量项目可以应用串联逆流的组合方式进一步提高效率

环保

◇接近零GWP的新一代冷媒是少有的几种目前可用的不易燃冷媒之一

◇低压、防漏设计可以极大降低冷媒泄漏概率

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不同机组制冷剂年泄漏量统计

◇抽气装置保持机组内的冷媒纯净

◇节能选项降低能耗。

控制先进

◇简洁的设计思路和最少的运动部件保证了机组运行时最高的可靠性

◇半封闭式电机通过冷媒冷却,运行环境清洁稳定,可最大限度保证机组使用寿命

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电机可靠性统计表

◇专利的AdaptiView™自适应控制可保证机组不停机

◇多级压缩可保证全工况稳定运行

◇特灵独有的蒸发器技术可降低冷媒充注量

◇支持蓄冷、热回收等多种节能应用

二、离心机组组成部分及工作原理

1、内部结构概览

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三级离心结构图

内部主要结构如上图所示为:可肉眼见到的三大核心部件蒸发器冷凝器还有压缩机,以及进出水管管口,控制盘压缩机电机等结构

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三级压缩图片

除以上结构外,离心机组部件结构还含:节流孔板、供油装置、控制柜等组成。其中压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、弯道与回流器、蜗壳组成。

2、压缩机

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3、多级压缩

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多级压缩多级压缩问世

1981年,美国Trane公司开发出世界上第一台直接驱动的三级离心式冷水机组,该机组将三级压缩、直接驱动和二级经济器等先进的技术集于一体,仍是世界上效率最高、震动最小、噪音最低、制冷剂泄漏最少的机组。

其能效比最高可达7.85W/W(0.448kW/ton),在ARI标准工况下,机组效率比常规离心机组高16%~25%,是世界上效率最高的机组。

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自问世以来,该机组以其性能优越、质量可靠和投资回报率高而赢得了用户的青睐,在美国及全球的销量远远超过了其他品牌的机组,成为了世界空调行业的首选。

压缩过程


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三级压缩压焓图

第一级压缩:气态制冷剂从蒸发器中被吸入到压缩机的第一级中,第一级叶轮将其加速。制冷剂气体的温度与压力相应提高。压缩过程为状态点2到状态点3

第二级压缩:从第一级压缩机出来的气态制冷剂和来自两级经济器低压侧的制冷剂相混合,然后进入到第二级叶轮中。第二级叶轮将制冷剂气体进行加速,进一步提高制冷剂的压力与温度到状态点4

第三级压缩:从第二级来的制冷剂气体和来自第二级经济器的制冷剂相混合,进入到第三级叶轮中加速,压缩到状态点5。这样制冷剂气体在压缩机中完成了压缩过程。

冷凝过程

状态点5的高温高压的制冷剂气体进入到冷凝器,将热量传给冷凝器中的冷却水,使制冷剂气体冷凝到状态点6。

节流过程

第一个孔板节流:状态点6制冷剂节流后进入经济器高压级一侧,由于部分制冷剂闪蒸,使制冷剂到达状态点7。

第二个孔板节流:状态点7制冷剂节流后进入经济器低压级一侧,由于部分制冷剂再次闪蒸,使制冷剂到达状态点8。

第三个孔板节流:节流后进入蒸发器,到达状态点1。

蒸发过程

从第三级节流装置出来液态制冷剂由状态点1进入到蒸发器后吸热,蒸发为气体后到达状态点2,被吸入到压缩机中。

4、压缩机电机

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电动机的结构,由定子、转子和其它附件组成,定子由定子铁心和定子绕组组成,转子是由转子铁芯及转子绕组组成,作为大型压缩机的动力驱动设备,电动机的选型至关重要,尤其对于多级压缩的冷水机组而言,电机的选型直接影响到冷水机组的使用寿命,影响设备运行安全,及运行效率,影响整个空调系统的使用效果。

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定子半封闭式电机

采用迷宫式轴封,采用液态冷媒冷却,运行温度低,寿命长;机房无需专门的通风设备;运行噪音低,启动电流更小。

开启式电机

压缩机轴封需要油来密封,制冷剂正常年泄漏量为2%;采用空气冷却,电机工作环境温度高,寿命短,同时机房需要良好的通风降温除湿,可能额外增加运行费用;联轴器需要专业人士定期来校对同轴度,故障率高;开启式电机运行噪音大,启动电流大。

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转子齿轮增速驱动与直接驱动的区别

齿轮增速驱动电机启动力矩很小,延长电机使用寿命,叶轮变得更小,停机时间更短,能较好保证机组安全。

直接驱动叶轮体积大,质量重,启动时所需力矩很大, 由于叶轮很大,停机时惯性大,压缩机轴承的负荷较大。

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5、冷凝器

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6、经济器

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经济器的安装位置经济器也叫节能器,如上文所述,经济器的出现可以有效提高冷媒的运转效率,提高冷水机组的能量利用率,进而提高单机COP,甚至可以提升整个空调系统的SCOP值,其主要功能如下:

A.经济器将系统运行产生的闪气和液态冷媒在经济器里进行有效的分离。

B.当分离后的闪气导入压缩机完成二级压缩。

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二级压缩流程图

C.来自蒸发器含冷媒的油在经济器中被加热为闪气和油,再回到压缩机油箱。

D.来自压缩机高温冷冻油则先进入经济器中冷却到适当油温,再注入压缩机需润滑的部件。

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7、节流孔板(节流装置)

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复式固定孔板节流原理
  • 孔口板节流装置最大的优点是简单可靠,使用两组孔口板串联使用,头一片孔口板的作用是管路的液封,第二片孔口板的功能为节流。

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孔口板节流
  • 多片固定式孔口板流量控制装置,取消了运转部件,可在任何负荷情状可靠运行,如上文所述,特灵固定式孔口板就是这种节流控制装置

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  • 机组满载运行时,液柱高度为H,液柱产生的静压将满载所需的冷媒从第一片孔口板送到第二片孔口板。

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  • 机组半载运行时,液柱高度由H变为H/4,由于静压不足,通过第一片孔口板的冷媒为满载的一半,上游流量减少造成两片孔口板之间产生闪蒸现象,大量的闪气混合着液态冷媒通过第二片孔口板,冷媒流量也随之降为一半。

8、蒸发器


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9、制冷原理

压缩机不断地从蒸发器中抽出制冷剂蒸汽,气流量由导叶的开启度而定。由于压缩机抽取制冷剂减低了蒸发器的压力,使蒸发器里剩余的制冷剂在相对低的温度(一般为3到6℃)沸腾蒸发。制冷剂气化吸取传热管内循环水的热量使之降温,得到空调或工业处理所需的冷水。吸取循环水中的热量之后,制冷剂蒸气被吸入压缩机压缩,压缩后制冷剂温度升高,从压缩机排出温度可达37到40℃,进入冷凝器进行冷凝,温度相对较低的冷却水(18~32℃)流经冷凝器铜管,带走气态制冷剂的热量,使之冷凝成液态。

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三级压缩循环过程

液体制冷剂由限流孔进入闪蒸过冷室。由于闪蒸过冷室压力较低,部分液体制冷剂闪蒸为气体,吸取热量后使剩余的液态制冷剂进一步冷却。闪蒸制冷剂气体在冷却水的铜管外再凝结成液体,流至过冷室与蒸发器之间的节流阀。在节流装置中一只线性浮动阀形成一道液体密封,防止过冷室的蒸汽进入蒸发器。液体制冷剂流过此节流装置时节流,其中一部分由于蒸发器侧压力较低而闪蒸成气体,在闪蒸过程中带走剩余液体的热量,制冷剂回到低温低压状态进行蒸发,又开始制冷循环。

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制冷剂循环示意图

离心式制冷压缩机是一种回转式速度型压缩机,吸气管将要压缩的气体引入到叶轮入口;气体在叶轮叶片的作用下跟着叶轮做高速旋转,通过叶轮中的叶片对叶轮槽道中的气体作功;提高气体的速度后引出叶轮出口处,然后导入扩压腔;由于气体从叶轮流出后,具有较高的流速,为了将这部分速度能转化为压力能,在叶轮排气口外侧设置了流通截面逐渐扩大的扩压器,进行能量的转换,以提高气体的压力;扩压后的气体在蜗壳里汇集起来后,进入机组的冷凝器进行冷凝,以上这一过程就是离心机的压缩原理,另外为了冷凝和把冷量带走,空调系统包括冷却水系统和冷冻水系统。

10、压焓图分析总结

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单级压缩压焓图

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二级压缩压焓图从图上看:单级压缩机组制冷量=A–B,二级压缩机组制冷量= A–C;表示二级压缩机组制冷量>单级压缩机组制冷量(一般多5%~10%)

三、离心机组能量调节

导叶是离心式冷水机组的关键部件之一,其作用是调节冷却水的流量和水压,从而实现机组的运行控制。导叶开度指的是导叶的张开程度,一般用百分比来表示。当导叶开度为100%时,导叶完全张开;当导叶开度为0%时,导叶完全关闭。

1、导叶执行机构

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导叶机构导叶开度的调节原理是通过改变导叶的张开程度来调节冷却水的流量

当导叶张开程度增大时,冷却水流经导叶的通道面积增大,流量也随之增加;相反,当导叶张开程度减小时,冷却水流经导叶的通道面积减小,流量也随之减小。通过调节导叶开度,可以实现对冷却水流量的精确控制,从而满足不同工况下的制冷需求。

导叶开度的大小对离心式冷水机组的运行效果和能耗有着重要的影响

导叶开度的不合理选择会导致冷却水流量过大或过小,从而影响机组的制冷效果。当导叶开度过大时,冷却水流量增加,冷却效果会提高,但同时也会增加能耗;当导叶开度过小时,冷却水流量减小,冷却效果会降低,但能耗也会减少。因此,合理选择导叶开度可以在满足制冷需求的同时降低能耗。

2、入口导叶

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导叶入口导叶开度的选择还与机组的运行稳定性和噪音水平有关

导叶开度过大或过小都可能导致机组的运行不稳定,甚至产生噪音。因此,在选择导叶开度时,需要综合考虑制冷效果、能耗、运行稳定性和噪音等因素,找到一个最佳的平衡点。

3、导叶调节

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导叶调节那么,导叶开度的选择又受到哪些因素的影响呢?

首先,制冷负荷是影响导叶开度选择的重要因素之一。制冷负荷越大,需要的冷却水流量就越大,因此导叶开度一般需要相应增大。

其次,冷却水温度的变化也会影响导叶开度的选择。当冷却水温度升高时,需要的冷却水流量相应增大,导叶开度也需要相应增大。此外,环境温度、湿度、冷却水泵的工作状态等因素也会对导叶开度产生影响。

为了优化导叶开度的选择,提高机组的运行效果和能耗,建议可采取以下方法:

首先,通过实时监测和调整导叶开度,根据实际制冷负荷的变化进行动态调节,以保证机组的运行效果和能耗的最优化。

其次,结合机组的运行数据和历史数据,通过建立模型来预测和优化导叶开度的选择,以实现机组的自动化控制。此外,还可以通过改进导叶的结构和材料,提高导叶的调节性能和稳定性,以适应不同工况下的需求。

4、IGV导叶扇门

进口导叶,即IGV,inlet guide vane,它的开口角度取决于吸气压力,以保证压缩机不超过其最大功率,在压缩机启动时,通常IGV开口角度必须大于80%,手动操作,启动到正常转速后必须小于20%,改为PLC控制

离心压缩机的生产过程中,各品牌厂家为了节约成本大多采用入口蝶阀,由此而损失了5%以上的效能。而改用 IGV 不失为一种有效的方法。

入口导叶控制系统预旋进入高速叶轮前的气流,以改善气流情况和增进叶轮效率。和用进口阀门调节风量相比,调节入口导叶角度能减少功率损耗5%-10%;

而进气流量调节碟阀作用仅仅是调节空压机进气流量的大小,流量改变进入一级叶轮时的气流速度变化了,但气流方向不变,这将影响到叶轮叶片进口速度三角形合成的速度方向,使之与叶轮叶片角之间产生差异,形成冲角,这样会造成叶片背面产生旋涡,使流动损失增大,从而使压缩机效率降低,且影响机器运转稳定性。

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导叶扇门

进口可转导叶(IGV)控制是通过IGV叶片转角的变化限制进入压气机的空气压力。

入口导叶控制系统预旋进入高速叶轮前的气流,以改善气流情况和增进叶轮效率,由于旋转的叶轮和人口导叶对流入气流的作用,气流在进入叶轮之前已开始由轴向流动逐级地转变为螺旋推进运动,和用进口阀门调节风量相比,调节入口导叶角度能减少功率损耗5%-10%

,时长00:13

大量相关试验表明,简单的蝶阀调节与进口导叶之间的效能差异,在设备启动的调节和小流量调节时节能效果最为明显,对改善压缩机防喘振性能大有提高。

四、电机及润滑油冷却回路

电机和润滑油由来自冷凝器筒身底部的过冷液态制冷剂冷却。

1、电机冷却

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电机冷却循环示意图

由于压缩机运行保持的压力差,使制冷剂不断流动。制冷剂流过一只隔离阀,一只过滤器,一只视镜/湿度指示器之后,分流至电机冷却和油冷却系统。到电机的这一路制冷剂经过一只限流孔流进电机。

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电机冷却示意图

制冷剂集中到电机室的底部排放回到蒸发器。回气管线上的一只限流孔使电机室内的压力高于蒸发器油箱的压力。电机温度由埋在定子绕组内的温度传感器测取。

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电机冷却管路

电机绕组温度高于电机预先设定所能承受温度点时,如果温度进一步升高到比设定点高5.5℃(可设定),就会使进气导叶关闭。如果温度高于安全极限,压缩机就会关机保护。

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电机冷却管路

电机冷却管路的支路上还有一只限流孔和一只电磁阀,电机需要冷却时,电磁阀就会开启。流过限流孔,制冷剂就流到喷淋嘴上,喷淋整个电机。

2、润滑油冷却

如上所述,制冷剂流过一只隔离阀,一只过滤器,一只视镜/湿度指示器之后,分流至电机冷却和油冷却系统。除了电机冷却系统外,另一路流经油冷却系统的制冷剂量由一只热力膨胀阀调节,旁通过热力膨胀阀的制冷剂经一只限流孔始终保持一个最小流量。膨胀阀上的温包感应冷却后流进压缩机到轴承的油温。由膨胀阀调节进油/制冷剂板式油冷却器的制冷量。制冷剂气化离开油冷却器后返回到蒸发器。

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油冷却管路

机组装有一个盘管式油冷却器,保证各轴承齿轮啮合处的油温在30-35°。从冷凝器引出一部分冷媒冷却电动机,从电动机下部出液态的冷媒继续到油冷却器,冷却盘管中的油,如上所述,油从盘管中流出后会到轴承等处,余下的到节能器,油压差调节阀的作用是控制正压力,若油压不足,则主机停机。

内置油冷却器

利用冷媒进行冷却,无需额外寻找冷却源;可以在厂房要求较低的情况下使用,而且不影响机组美观。

外置油冷却器

A、放置外面需使用水源或空气源进行冷却。

B、如使用空气源,机房需要良好的通风降温除湿,需额外增加运行费用。

C、如使用水源需另接水路进行冷却,不仅麻烦,而且极易使系统管道锈蚀,严重影响美观和运行安全。

通常情况下,为了保证冷水机组的正常运行,及保证冷水机组轴承、电机、导叶等核心部件的使用寿命,各大厂家均采用内置油冷却器方式进行冷却

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五、机组润滑系统

1、轴承组成部分

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2、润滑循环系统

油泵、油过滤器和油冷却器构成一套润滑系统,位于压缩机-电机组件齿轮传动箱铸件一端。

润滑油由油泵压进过滤器组件去除杂质,送至油冷却器,冷却到适当的温度。

离心式冷水机组的油系统

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离心式冷水机组的油系统

A油系统流程图如图所示。油系统是由贮油罐及油泵、油压差调节阀、油过滤器、油冷却器、油加热器、引射回油的喷射器、外部与内部供油及回油的管路组成。

贮油罐内设有浸入式齿轮油泵,负责向机组供油:一个油加热器,防止机组启动时溶解在油罐中的制冷剂气化,造成油罐失压。

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B油系统的流程油由油泵压出经油压差调节阀、油过滤器,一路去油冷却器润滑套简轴承,另一路去止推轴承向其供油,经回油管路流回油罐。在蒸发器中的润滑油则由一引射器将其引射回油罐。引射器有两个接口,一个接冷凝器,另一个接蒸发器。从冷凝器来的高压气态冷媒通过引射器将蒸发器中的润滑油引射回油罐,气态冷媒进人油罐,由油罐中的油加热器将其中的冷媒加热后,引入到压缩机的吸气口。

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润滑油循环示意图

3、轴承润滑系统

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4、冷媒/油分离器

正常运转的时候,润滑油是通过回油管路液回到油箱的,但是仍然有部分油通过制冷剂循环或轴间隙泄漏带到冷水系统中,而这部分油也必须回收,否则会造成油不断减少,严重的时候会引起压缩机故障甚至烧毁,因此油回收的好坏是至关重要的,这时候需要利用到一关键性构件---油分离器

图片滑润油的回收主要有以下两个部位

A、在吸入口的导叶片壳体中,由于制冷剂中含有润滑油,而制冷剂吸入压缩机,通过导叶片后压力降低,制冷剂与油分离,油滴落下来聚集在该部位。

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油管道

B、蒸发器中,由于吸入的制冷剂没有足够的速度带动油,而在蒸发器中,制冷剂和润滑油互溶性低,并且油密度低于制冷剂,因此油就聚集在蒸发器里面的制冷剂表面上。

回油管和压力平衡管(进的是液态的油、出的是气态的冷媒),以上油均为由射流器喷射进来的冷媒。

5、射流器

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射流器

射流器位于油箱顶部,起到回收蒸发器底部积油的目的,使用高压制冷剂气体喷射,形成低于蒸发器压力的低压,把油从蒸发器里抽出来(类似于前喷枪)。

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蒸发器引射回油装置-喷射泵

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喷射泵

离心式冷水机都是采用引射器,利用文丘里原理,将油抽回到油箱中,动力源可以采用排气压力也可以采用油泵提供的供油压力。

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喷嘴射流

当然,无论是利用排气压力还是油泵压力,两者都是利用压差引射回油,所以引射压力决定回油效果。而排气压力回油受外界环境影响很大,因为环境温度直接影响冷却水温度和冷凝压力,尤其是在冬季开机的时候表现的更加明显。

六、排气装置

1、负压机排气装置

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排气装置

排气装置在通常工况下使用R123冷媒介质的冷水机组上使用非常普遍,核心原因是由低压冷媒介质决定的

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高低压压力计量表机组的正压与负压的核心区别主要就是在于冷媒的差异
  • 一般正压和负压都是指的冷水机组在工作时系统的最低压力同大气压的比较,如果是大于大气压的,也就是表压大于0,为正压机;如果是低于大气压的,也就是表压小于0,为负压机。

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制冷剂物性参数曲线特灵多级压缩机组采用R123冷媒,是负压机,因此,为了减少冷媒系统中空气及不凝性气体含量,延长机组使用寿命及提高运行效率减少不必要的能耗浪费,排气装置必不可少图片

在上表中R123 类似的冷媒类就是负压冷媒,R134a类等其它冷媒就是正压冷媒,如果分得再细一点,通常会分为低压工质(R123为代表),中压冷媒(R134a为代表)和高压工质(R410a)为达标。

通常低压冷媒适合制冷,其制冷效率最高;中压工质适合制冷和制热,但不适合低温制热,相对比较中庸,能效一般;高温工质适合制冷和制热,尤其是低温制热,能效一般。

2、排气装置组成

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排气装置结构原理图

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排气装置结构原理图

3、排气装置工作循环

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排气循环原理图

3、排气装置排气原理

利用123a冷媒冷凝123冷媒,使之同不凝性气体分离,排出不凝性气体。

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机组采用134a冷媒作为制冷剂,压缩机吸气口的吸气温度传感器控制排气泵的起停。

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制冷机压力温度曲线
  • 制冷机压力温度曲线,可见123冷媒在27.8摄氏度以下压力都是低于大气压力的;

  • 机组停机—机组上所有地方都是负压状态;

  • 机组开机—机组蒸发器和压缩机出口为正压,其余还是负压。

4、排气装置四大状态

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自动排气结构图排气装置四大状态如下

运行:一直开;停止:一直关;自动:机组运行时开,机组停机时关;

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排气装置起停(开机)自适应:根据检测到不凝性气体量含量的多少,多了自动排(18F),少了就关闭(22F)

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排气装置起停(停机)

5、干/湿度玻璃视镜

图片视液镜作用是观察制冷剂的液位,检测系统中干燥过滤器后端是否存在水汽

A视液镜能检测制冷剂中存在的水汽,它通常安装在干燥过滤器的后端

B视液镜内的颜色指示器能显示水汽含量

  • 绿色制冷剂中不含会带来危险的水汽

  • 黄色一膨胀阀前端的液体管路中水汽含量太高

若透过视液镜见到气泡,说明存在下列情况

A干燥过滤器的压降太高,可能是阻塞所致

B过冷度不足

C整个系统的制冷剂不足

七、CTV离心机组操作介绍

1、Adaptiview 控制屏界面介绍

  • 特灵离心式冷水机组开关机组操作介绍

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控制面板操作界面当然,华氏摄氏度(F)与摄氏度(℃)是可以互换设置的

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控制面板该款控制面板使用寿命相对其他品牌而言个人认为较长,界面比较友好

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控制面板主界面界面看着是那么的熟悉

2、设置界面介绍

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机组设置界面

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机组设置界面

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机组待机界面

3、人机交互界面介绍

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机组交互界面

4、报警等记录界面

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机组报警记录界面

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报警记录界面

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机组报告界面

5、保存设置界面

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机组存储设置界面

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机组设置界面

6、机组参数曲线风格设置

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机组参数趋势界面

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机组趋势界面

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机组趋势设置界面

7、机组环境设置界面

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机组设置界面

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机组环境设置界面

八、开/关机操作流程

1、开机

  • 确认主机已送电,显示屏亮

  • 确认冷冻水,冷却水管路阀门已开

  • 由压力表确定系统水是否注满

  • 从控制面板中检查机组有无故障存在有故障检查,修复

  • 从控制面板检查水流开关状态: a.闭合/流动(水流开关误动作)检查,修复 b.断开/未流动(正常)

  • 从控制面板中检查油温(38~63 ℃ )

  • 从油镜中检查油位(下视镜应见油)

  • 开启冷冻水泵,冷却水泵

  • 检查冷冻水,冷却水进出水压是否正常(进出压力由系统决定,进出压差由机组设计参数决定)

  • 再从控制面板中检查水流开关状态 a.断开/未流动(不正常)检查,修复 b.闭合/流动(正常)

  • 从控制面板中看冷却水水温

当水温<25℃时,要对冷却水流量修正,避免低冷媒温度停机。

a.冷却塔风机不开
b.旁通冷却水,减少冷却水流量
c.关小管路闭门,减少冷却水流量
针对以上问题,可采用一种或多种,视实际条件来定,最终需待水进水升至30℃后再复原
  • 从控制面板中检查时钟并调整

  • 从控制面板中检查设定出水温度并调整(一般7℃)

  • 从控制面板中检查电流限制设定并调整

  • 从操作盘上按“自动”开机

  • 机组控制面板会自动检测有关项目,并启动机组,如期间有问题,机组会自动停机,并报警

  • 机组启动运行正常后,检查观察水温,油压,冷媒压力,温度及噪音以便确认机组运行是否属正常

  • 机组运行稳定(水温有较大降低或已满负荷运行)后,做运行报告

  • 机组运行后处于自动控制状态,会自动停机(到达停机温度4.2℃) 若要手动停机,按“停机”键一次即到;

5秒钟内勿接“停机”键二次,否则紧急停机

2、关机

  • 牢记:先开的后关,后开的先关

  • 从操作盘上按“停止”关机

  • 机组会自动减载,执行停机润滑等程序后停机

  • 停机5分钟后关闭冷却水泵

  • 停机30分钟后关闭冷冻水泵

  • 根据要求关闭阀门等


九、CTV机组日常操作和维护

1、冷凝器和蒸发器保养

月保养
  • 清洗水过滤器

  • 水质检测

年保养
  • 检查管污垢

三年保度养
  • 进行铜管探伤工作

2、日常操作和维护

  • 机器外表观察(电源380+-10%,油温55-57.8℃,油位下视镜可以看到油位)

  • 检查水路阀门是否打开

  • 开启冷冻泵

  • 开启冷却泵

  • 开启散热风扇(水温25℃以上)

  • 调整冷冻水,冷却水水压(观看操作柜门数据)

  • 在操作屏检查油温,故障记录及排除记录(包括日常记录表)

  • 检查操作员设定数据

  • 按启动按钮

  • 预起动检测过程

  • 电源的管理

  • 机器锈蚀的防止

  • 传动部件上油

  • 电器除尘/线路老化检查/松脱检查

  • 记录故障(MMR)

  • 出现故障参考维修资料或通知冷机厂家/公司

3、机组保护值设定

  • 正常油油范围:35℃至72℃

  • 电机温度:129.C+-3.8℃

  • 油压保护:12磅报低油压差故障,15磅报检查油过滤器。(正常18~22磅)

  • IGV开启度:30%~99%

  • 高压控制器:15Psig断开,13.5Psig复位.

  • 水低温保护:2.2℃

  • 冷媒低温保护:0℃

4、温度传感器的检查

每年都需要检查温度传感器的精度:使用冰水浴的方法,温度在0℃。

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恒温箱正视图

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恒温箱侧视图

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恒温箱正反两面图

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恒温测试

十、CTV机组常见故障及处理

1、水流未建立或水流中断故障原因

  • 水流开关坏

  • 压差开关坏

  • 阀门未打开

  • 水泵未开启

低流量告警

比如某冷机运行中,突然发生低流量告警,导致冷机停机,制冷中断,尝试消除故障,发现低流量告警故障一直存在,冷机无法开启。现场检查水泵运行情况、冷机阀门开启情况和流量情况,均正常,而流量开关触点始终呈现开路,无法闭合,怀疑流量开关存在问题。

【问题解决方法】

现场停泵,关闭流量开关两端阀门,拆卸流量开关,发现靶式流量开关已经折断损坏,更换流量开关后,冷机正常开启和运行

水流开关相关参考资料可以参照我以前的文章:

智能灵动钢铁侠:靶流式水流开关0 赞同 · 0 评论文章图片

2、冷凝器压力偏高

主要原因有
  • 冷凝器热交换效果差(铜管结垢)

  • 冷却水水质差(水的硬度等不合格,影响冷却水的比热、导热系数系数)

  • 冷却水流量不足

  • 冷却塔散热差。(风扇,容量)

  • 制冷系统存在空气(机组存在泄漏)

高压故障

比如某小型数据中心冷机运行过程中发生高压故障停机,复位后重新开机,不久又触发高压停机,停机前冷机伴有严重喘振现象,维护人员反映停机前发生多次较严重喘振现象。复位后开机,发现冷凝温度偏高,运行过程中有多次喘振现象,通过厂家咨询了解,冷机负荷率80%时,冷却水温进33℃,出37.5℃,水温偏高,检查小温差为6℃,严重偏大,对应冷凝温度为43.5℃,根据上述数值判断,冷机高压原因为冷凝不良和小温差过大。

图片【问题解决】

现场先付冷机进行保养,更换冷冻油和过滤器;再进行冷却塔维护,更换调整风机皮带,调整叶片倾角角度,对冷却塔填料和冷却塔水盘进行清洗维护,更换冷却塔部分填料,并进行水质处理;之后拆洗水系统管路上所有的过滤器,系统投入运行,冷却水温进29.1℃,出34.5℃,冷机小温差也只有1℃,喘振和高压现象消失,系统恢复正常运行。

3、冷机低压告警

某数据中心一台冷冻机组运行过程中发生制冷能力下降现象,后触发冷机低压告警,机组外部检漏正常,采用肥皂水溶液涂抹到怀疑有渗漏的部位,冷凝器、压缩机、蒸发器之温度传感器、压力变送器、维修角阀、安全阀等丝扣连口及其它部位,未发现漏点,怀疑蒸发器内有泄漏,打开端盖查漏,确认为冷机蒸发器发生泄漏。

【问题解决方法】

补漏方法:找出泄漏的管子,作好标记,维修时抽出旧换热管,更换新管后在端板处进行胀管,再进行检漏和气密试验;如果泄漏的管子比较少,也可用堵头将该铜管两端堵死。现场考虑只有一根铜管泄漏,就在该铜管两端进行了封堵,经查漏、抽空重新加注制冷剂调试后,冷机恢复正常运行。

4、低流量停机

比如某冷机运行过程中,一台冷机的冷却水发生低流量控制器动作,冷机停止工作。发生流量告警故障,一般常见原因:水泵工作发生异常、过滤器堵塞导致的低流量,也可能是流量控制器故障或者设置值异常。现场检查,发现水泵运行正常,两端阀门工作正常,但Y形过滤器两端压差异常,明显偏大,判断为Y形过滤器堵塞。

【问题解决】

停水泵,关过滤器两端阀门,泄压后对过滤器进行拆卸,发现过滤网上有脏污导致堵塞,清洗重新安装后,开启冷却水泵,冷却水流量恢复正常,流量开关无告警,冷机正常工作。

5、冷机COP偏低

比如某数据机楼中,配置4台冷机,日常运行三台冷机,其额定COP均为5.5。但实测发现,即使在满负荷工况下,这三台冷机也达不到额定值,其中最低一台仅为3.5,最高一台为4.5。

离心机组COP偏低的原因,常见问题有冷机负荷率偏小,设备性能老化等,冷机和冷却塔效率偏低导致冷却水回水温度偏高等。现场检查,每台冷机制冷量为2037kW,而实际每台冷机供冷量只需要1500kW,低负载率导致了低效率;另外一个原因是设备性能老化,机组长时间运行中,冷却水质处理不及时,冷机和冷却塔换热效果较差,导致效率降低。

【问题解决】

现场对冷机和冷却塔进行清洗,并进行水质维护;也对冷机工况进行调整,补充部分制冷剂,正常维护后,冷机COP达到5.3左右,恢复到额定值。

6、电机线圈温度过高检查

检查媒泵的排气口压力

即在冷媒泵排气口下游的维修阀处测量。把测得的冷媒泵排气口压力与测得的冷凝器压力进行比较。冷媒泵排气口压力应该比冷凝器压力高8-15psid。

如果冷媒泵的排气口压力低于8psid或波动、反弹那么
A检查机组运行条件

为了给冷媒泵提供稳定的液态冷媒供给,主机必须在充足的负载下运行。在很低的负载下运行会导致冷媒泵发生气穴。把IGV的最小值设得高一些,来保证主机的负载。同样,降低停机温差来停止设定值,来限制低负载运行的时间;增大起动温差来启动设定值,来限制低负载运行的时间。

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电机B检查从冷凝器筒体到冷媒泵进口的冷媒回路。

很可能回路的水平部分已经向(冷媒)流动方向或是气穴发生的地方产生了明显的倾斜。有必要的话就摆正回路,可能会需要弯曲甚至是切割。

C检查从冷凝器筒体到冷媒泵进口的冷媒回路是否堵塞。

任何的堵塞或是阻碍都会使冷媒流动受到损耗。堵塞可以通过检测回路上的温降,再同饱和冷凝温度进行对比,就可以检测出来了。

D检查冷媒/油泵电机系统的电流和运行是否正常。

检查冷媒/油泵电机的起动延迟和电容器。

E如果冷媒泵的排液压力大于15-17psid,而且线圈温度过高,那么

检查冷媒泵排气口通路和电机冷却口是否有什么堵塞或是接错孔口的现象。

7、油压问题

油路管理的主要目的是为了在压缩机运行时给轴承提供适当充足的润滑油,减少油路中对冷媒的稀释。

油压差一般为18~22psid ;低于12psid 机组无法启动,运行中也会停机

因此,需根据需要更换有过滤器

A机组全开3000小时更换,持续正常启停时间一般为1年;

B一般低于15psid时需要更换。

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油压相关参数

8、油位问题

以特灵三级压缩离心冷水机组为例,其润滑油的类型为OIL00022,油量一般为9加仑

如何才算不缺油?

A机组运行时,检查油位不低于下视镜

B机组连续运行1000小时以后更换

C首次开机后连续运行一个半月需要更换油过滤器,间歇运行的情况下建议4~6个月内更换油过滤器。

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冷水机组

9、油温问题

机组维持正常油温相关核心参数如下
  • 电加热:机组停机时启动 750W

  • 停机:油温处于60~63℃

  • 开机:油温不能低于35℃

  • 机组停机,油加热器持续工作

  • 机组运行时油温一般在46~72℃;低于35℃,机组会停机

  • 油温高于82℃,时间达到120S,机组会显示:锁定,并导致立即停机现象

解决油温过低问题可采取减小现有冷却器的尺寸或则增加旁通油路

10、线路松动

目前各大冷站考虑到空间成本问题基本设置在地下室,由于地下室电箱安装环境湿度大,较容易引起电箱内接线端子锈蚀,导致各相线与压接端子接触不良

对于动力线路而言,冷机动力线路相序紊乱,出现缺项现象,导致电机无法正常工作,导致电机运行过程中急剧发热升温,进而发生电机烧毁事故;

对于二次控制回路而言,直观现象是导致通讯丢失,无法对冷机运行状态参数进行有效及时的捕捉,无法对冷机当前运行状态进行有效及时的调整,严重影响运行管理效率,因此当发生通讯丢失时应该首先检查通讯线是否松动。

11、机组启动失败

主要原因:
  • 启动模块损坏

  • 存在诊断故障(需要先复位)

  • 油温未达到

  • 油压未建立

11、排气超时

超过排气装置每天泵出限制,机组正常停机,当发生这种情况时,就会存在以下的问题
  • 机组泄漏

  • 排气装置泵出压缩机的簧片损坏,它是用来阻止压缩机泵出不凝性气体

  • 泵出电磁阀没有打开或是已经损坏

  • 排气装置被锁定

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排气装置同时可做如下简单的检查

A检查排气装置是否运行正常

排气装置压缩机吸气温度是否正常,视镜里是否有冷媒流动,排气装置是否间歇排气,是否真的有气排出,抽气泵是否正常工作排气管路有无堵塞现象,温度探头是否正确等。

如果排气装置工作没问题,则很有可能是系统存在有漏点,判断是机组还是排气装置泄漏。

把排气装置同冷凝器隔离,在关闭排气装置的情况下运行压缩机。12小时以后,测量冷凝器的饱和温度和压力。使用维修表来测量冷凝器的压力。对照冷媒物性参数表,查找压力值对应的温度值。如系统中没有可凝性气体,两者温度值是相等或则相近的。如果不同,那么机组存在泄露

图片如在机组内没有发现可凝性气体,则排气装置本身很有可能存在泄露了
  • 回收排气装之内的R123冷媒,再充干氮气保压,检查整个排气装置是否有漏

  • 然后排出氮气,检查泵出压缩机,把压缩机的盖子打开,检查簧片,如果簧片不是密闭的,可试着回拨簧片

  • 在排气装置内保持不要适当干氮气压力情况下,启动泵出压缩机,确认泵出压缩机和电磁阀都在工作。

  • 然后,把排气装置抽真空,并保真空。如压力上升,则排气装置有泄露,或则在电磁阀上面套一个塑料膜袋,如袋子鼓起,同理可证排气装置存在泄露。

备注

根据数据显示,排气装置的24小时的最大泵出时间一般设定为50分钟。若将此值设定到最大(>50分钟),如此系统将不会出现排气超时的警报,其实,离心机第一次出现的排气超时的警报是是机组存在泄露的较为明确的警示。假如最大泵排出时间设定值高了,接下来的警报极有可能会是临近喘振类型的的警报了。

12、机组喘振问题

喘振声是一种反复地尖哨转变为低频的一种震动声音,直观体现是震动大,此时机组制冷量并伴随能效下降的现象

原因如下
  • 运动电流不平衡,且波幅大

  • 当机组不能维持蒸发器和压缩机之间的压差时,就会发生喘振

当喘振发生时,制冷剂就会开始从冷凝器回流导压缩机,这股回流的制冷剂就会产生出噪音。如果压缩机长时间发 生喘振,就会降低机组的效率和制冷量,所以要避免喘振。

如上所述,当机组不能维持蒸发器和压缩机之间的压差时,就会发生喘振

当喘振发生时,制冷剂就会开始从冷凝器回流导压缩机。这股回流的制冷剂就会产生出噪音。如果压缩机长时间发生喘振,就会降低机组的效率和制冷量,所以要避免喘振。

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压缩机导叶压力分解图叶轮出口的制冷剂速度V可分为
  • 切向速度Vt:与叶轮转速与叶轮直径有关

  • 径向速度Vr:则与制冷剂流量有关

当机组运行在部分负荷时径向速度会随着负荷减小而相应减小,径向速度的减小导致了速度V与切向速度Vt夹角β的减小。当夹角β小到一定值时压缩机的气体无法被压出,在叶轮内造成涡流,此时冷凝器中的高压气体会倒流进叶轮,使压缩机内的气体在瞬间增加,气体被排出,然后气体又会倒流进叶轮,如此往复循环。此时压缩机进入了喘振状态。

引起喘振原因有

冷凝压力过高,传热不均匀等

喘振解决方法有

热气旁通、降低电流和打开排气装置等,而冷水机组三级离心设计本身就是一种有效的喘振解决方法

若每半小时喘振发生的次数比依然频繁,建议检查下面的内容:
  • 机组内部有不凝性气体吗?

  • 冷凝器压力传感器有没有配置和安装?

在变频驱动的机组上,由于温度传感器在有不凝性气体存在时会存在测量不准确的严重误差,因此,采用基于压力的传感器测量冷凝器的压力是很有必要的

  • 机组有没有存在在负荷减载过多时却达不到停机温度的情况?

使用 TechView 把“最小负荷设定”从默认的0往上设,从而在需要时迫使机组停机
  • 监测压缩机电机的电流

喘振发生时,电机上会产生特定的电流信号,由于在蒸发器和冷凝器之间有短时间的压力突变造成压缩机负载的锐减,进而增大了电机的瞬时电流

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冷水机组电流过载及其控制逻辑

运行电流过载保护:在运行模式下,“时间—停机”曲线通常可以当作是诊断故障产生的依据。控制器不间断地监测着压缩机运行线电流,来提供电机运行电流过载保护和堵转保护。

运行电流过载保护是基于最高的线电流而言的

以上保护会触发压缩机的一需手动复位的停机故障,压缩机过载“时间—停机”曲线,表达为压缩机额定负载电流安培数的a%,该数据是无法编辑设置的:

  • 过载现象通常须保持=102%RLA

  • 为保证机组运行安全,机组过载后在20+0~3秒内必须停机=112%RLA

  • 过载在1.5秒内必须停机=140%RLA(理论上)

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负载-停机时间统计表

十一、结语

从20世纪80年代开始进入中国市场以来,特灵空调已先后在中国江苏太仓和广东中山建立了两个大型生产基地,用于满足中国和东南亚地区的需要。主要生产大型商用、小型商用、家用中央空调等产品,并已成为行业主要的领导者。如今特灵空调的足迹已遍及全中国,在中国各主要城市设立了30多个销售办事处、13个大型售后维护、零配件中心,专业从事特灵空调产品的销售及服务等业务,以满足众多行业客户不断增长的需求。 长期以来,特灵空调以丰富的产品线为各行业客户提供从小型家用空调到大型冷水机组;从风机盘管到组合式空气处理机组;从涡旋式压缩机到楼宇控制单元等各类满足各行业用户工作舒适生活所需的空调设备和应用系统。其产品被广泛应用于电子、工业、商业建筑、超市连锁、金融机构、政府工程、高档住宅、文教等众多领域。

特灵多级压缩负压冷水机组的高效能机组已经受到客户的一致认可,但是,在保证高效能的同时,负压机的一大弊端是系统中容易进入空气或则不凝性气体,很容易发生导叶锈蚀卡壳的事故,甚至发生因导叶卡壳导致拨叉被拧断的事故发生,发生以上事故以后,更换导叶或则拨叉均是较为繁琐的工作,且维修更换成本不低,因此在选择空调品牌的初期,建议客户们充分结合自身资金条件,现场安装条件,及设备安装环境进行品牌机型的选定

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导叶拨叉
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