在冰水機在壓縮機啟動時或低負載運轉時,使用「熱氣旁通(Hot Gas Bypass)」是一種重要的能量調節與保護機制。
其核心功能在於維持蒸發壓力(吸氣壓力)在正常範圍,避免壓縮機因吸氣壓力過低而頻繁啟停,並防止蒸發器結冰。
以下對熱氣旁通稍加說明:
1. 什麼是熱氣旁通?
熱氣旁通閥安裝在高壓排氣管和低壓吸氣管(或蒸發器進口)之間。
它將壓縮機排出的部分高壓高溫製冷劑氣體(熱氣)直接旁通到蒸發器的入口或吸氣管,為系統製造「虛擬負荷」。
2. 為何在「啟動時」需要熱氣旁通?
防止低壓跳脫: 冰水機啟動時,冷媒循環尚未建立,或者當系統水溫已經很低時,容易導致蒸發壓力突然降低。
熱氣旁通可立即導入高溫熱氣,把低壓側(進氣側)壓力拉高,防止低壓開關(Low Pressure Switch)跳脫。
防止蒸發器結冰: 當蒸發溫度低於0℃ 時,蒸發器內的水會結冰,嚴重時會漲破換熱管。
熱氣旁通可確保蒸發器溫度始終保持在0℃以上。
減少壓縮機頻繁啟停: 低負載下(可低至標稱容量的 10% 以下),熱氣旁通能維持穩定壓力,減少壓縮機不斷啟動、停止的負載,延長壓縮機壽命。
3. 工作原理與控制方式
熱氣旁通閥是一種基於蒸發壓力控制的自動調節閥:
運作邏輯: 當吸氣壓力下降至閥門設定值以下時,旁通閥自動開啟。
工作流: 壓縮機排氣 旁通閥節流減壓 進入蒸發器/吸氣管提升吸氣壓力與溫度。
設備應用: 對於精確控溫(例如 ±1℃)的工業冷水機組,這是常用的負載調節技術。
4. 關鍵組件
熱氣旁通閥 (Hot Gas Bypass Valve):這些閥門可用於精確調節。
旁通管路: 連接冷凝器前(高壓)與蒸發器後(低壓)。
5. 注意事項
冷卻需求: 旁通的熱氣溫度較高,通常會將回氣溫度拉高,需要確保系統有足夠的冷凝能力,避免高壓跳脫。
閥門設定: 旁通閥的開啟壓力必須設定得當,需略高於系統運作時的最低允許蒸發壓力。
總結來說,啟動熱氣旁通能讓冰水機在冷負荷過低時依然「柔性」運轉,是提升系統穩定性與安全性的關鍵部件。
6. 常見的安裝位置
- 旁通到蒸發器入口:將熱氣與經過膨脹閥後的冷媒混合,能維持蒸發器內的冷媒流速,防凍效果最好。
- 旁通到壓縮機吸氣管:結構較簡單,通常需搭配噴液閥(Liquid Injection)來冷卻吸入的熱氣,防止壓縮機排氣溫度過高。
7. 與其他控制方式的區別
- 卸載機構:大型壓縮機通常內建氣缸卸載,而熱氣旁通通常作為輔助,或用於更低負載的精細調節。
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