更换冷水机组靶式水流开关的技术探讨

针对目前中大型冷水机组每年维护保养必须检查或更换靶式流量开关，提出了在现场用压差式流量开关代替靶式流量开关的办法，彻底避免了靶式流量开关的问题。

大中型中央空调主机制冷量较大多采用螺杆式压缩机或离心式压缩机，这两种压缩机的维护修理费用非常高，压缩机的价格占整台主机价格的一半以上，在整个中央空调系统中保证压缩机的可靠工作显的尤为重要。冷水机组的冷凝器和蒸发器都是以水作为二次换热的介质，合适的水流量是主机可靠工作的必要保证，不适当的水流量可能导致冷水主机蒸发器结冰、冷凝压力高、压缩机跳机等故障，因此合适的水流检测方法以及检测部件是保证机组只有在系统水流量大于允许的小水流量下工作，避免空调主机发生故障。鉴于水流检测的重要性，考虑到用户以后的维护成本，许多项目招标已经开始要求水流开关的型式为压差式。

目前国内有超过2万台以上的大中型冷水机组在使用，其中水流保护绝大部分使用靶式流量开关，每年需检查更换，在济南三阖赛维斯公司承担的200多台冷水机组的保养中推广利用压差式流量开关取代原来的靶式流量开关，得到了很好的效果。

1 、冷水机组水流量检测的重要性

1.1 空调系统水流量检测的必要性

制冷系统的正常运行，水流减少到对制冷系统不利时压缩机停止运行。

蒸发器和冷凝器的可靠换热，流动的水带走冷量和热量。

水泵运行情况的检测，水泵正常运行是空调系统可靠工作的前提条件。

当无水流或水流少时，对于蒸发器来说，蒸发器负荷减少，蒸发温度降低，如果压缩机持续运行将导致蒸发器结冰，如果蒸发器防冻不能及时保护，蒸发器将及有可能胀裂，导致制冷系统的水侧和冷媒侧串通，压缩机要付出昂贵的大修费用。另外如果水系统的水流量长期过低，将导致回气压力长期过低，压缩机排出的润滑油不能顺利回到压缩机可能导致压缩机故障。

当无水流或水流少时，对于冷凝器来说，冷凝器负荷减少，冷凝温度和压力上升，造成冷凝器出口的冷媒经过膨胀阀时的流量大幅减少，制冷量下降，如果压缩机持续在高冷媒压力下运行将发生跳机故障。

水流检测是判定水泵运转后是否有合适的水流量经过蒸发器，只有有适当的水流量经过蒸发器时才允许压缩机启动，整个制冷系统才有可能正常运行。

2、 冷水机组靶式流量开关的常见问题

在空调系统的水流量检测上目前主要有两种低成本的检测形式，一种是靶式流量开关，另一种是压差式流量开关。

在过去我们接到用户的紧急维修电话中，有相当一部分与靶式流量开关不能正常工作有关，据我们观察，常见的有以下几种情况：

由于靶式水流开关的靶流片在正常使用时长期受水流压迫处于弯曲变形状态，易疲劳破坏，我们规定冷水机组维修保养靶流片使用2年必须更换，它是作为易损品及它的状况被列在维护保养记录中，但有些用户为了省钱认为它还未坏就不必更换。结果在运行过程中它出现故障。

安装在垂直管道中的靶式流量开关在开机和关机的过程中冲击较大，靶流片的寿命不超过一年就出现断裂或靶流开关内部水电隔离的波纹管断裂，而导致水从靶流开关流出。由于安装靶式流量开关要求前后必须有一定的直管，如果安装在有直角弯头上升的水管附近，仍然有上面情况发生。

另外当水系统混有空气时，水中的空气冲击靶流片造成流速下降，靶流片瞬间复位发给机组错误流量信息，导致冷水机组因此而报警停机。

通常靶式流量开关安装在一个1螺纹套管内,螺纹套管焊接在主管路上，由于螺纹套管下部生锈造成靶流片卡在套管内不动也不鲜见。

另外我们还发现许多工程安装人员不能正确的安装靶式流量开关也是主机发生故障的隐患，由于靶式流量开关的靶流片的安装有一定的难度，通常安装有三种状况：一是不动作，二是卡在管子上部不能回复，三是正常。通常不动作是因为靶流片安装的深度不够，需要重新旋入或更换靶流片，许多安装工人遇到这种情况如不能很快解决往往短接水流开关或者调整动作调整螺丝从而使冷水机组失去水流保护。如果是卡在管子里不能回复往往是主水管上开的焊接螺纹套管的孔太小的缘故次动作时被卡在管子上部，这是安装商不能发现的，这种情况流量开关也失去了作用。即使有经验的安装人员安装靶式流量开关一次不成功率也超过60%。

3 、压差式流量开关的应用

ACOL压差式水流开关是根据HVAC设备的阻力和流量的曲线设计的，我们知道HVAC设备的换热器、水过滤器、水泵及阀门等装置都有其阻力与流量的性能曲线，通过检测其两端的进出水压差，并与该装置的预先设定值进行比较，准确控制流量。压差式与靶式流量开关相比它是一种的流量控制方式，它具有准确的流量控制值。从压差开关连接两根铜管至换热器的进出口测量其进出口的压差，即反映出流量。安装极其简单，避免了靶式水流开关的安装不准确导致机组故障的隐患。

鉴于靶式流量开关出现的众多问题，我们早在2002年就开始对冷水机组原有靶式流量开关进行使用压差式流量开关的替换，并调整了用户的水流量，收到了非常明显的经济效益.更换步骤如下,我们将原来的靶式流量开关取出并堵头封住，在换热器的进出口接压力表的位置接上三通接头，多出的测压口提供给压差式流量开关，从换热器的进出口上增加的测压口分别接到压差开关的High和Low压接口即可。出于对用户的负责，我们利用超声波流量计对流量保护值进行了测定，调整压差式流量开关的设定值使其复位值为额定流量的70％，即当水通过换热器的流量达不到70％时，水流开关不会复位，避免了水泵性能下降或故障，现场阀门开度不够或末端盘管关闭而压差旁通不正常时的水流量下降，而导致主机发生故障的隐患。当空调主机正在运行时突然水流量下降到额定流量的60％时，压差式水流开关即马上保护。压差式流量开关水流保护的功能是靶式流量开关无法比拟的。

对于冷凝器来讲，适当的冷却水流量可以保证空调主机的制冷系统工作在较好的状态，保证机组的工作效率，当水流量过小不仅冷凝压力升高，制冷量下降，严重时可能导致压缩机发生故障。如果空调机组没有得到合适的冷却水流量，压缩机不工作，这可以充分保护压缩机避免发生故障。复位流量可以检测水系统的流量是否达到设计要求，正确的设定压差开关复位流量可以保证通过换热器所需的水流量，通常复位流量在60～80％额定流量。

我们还建议客户选择可调双设定点压差开关，其中一个还可用于换热器结垢清洗状态指示，原因是由于换热器结垢造成其进出口压降增加，只要设定适当的压差值并选择本地指示就可以看到当换热器结垢到一定程度时指示灯就点亮，提醒用户及时清洗换热器，避免由于传热效果下降造成的能源浪费及对主机可靠工作的影响。

我们在用户的关键的水过滤器的进出口还设置了压差式流量开关检测过滤器的状态，当过滤器堵塞时压差式流量开关发出报警信号，提醒用户清洗过滤器，这个功能对节约能源和主机稳定运行都是非常有用的。

另外我们还在冷却水泵和冷冻水泵的进出口安装压差式流量开关检测水泵的状态，当水泵两端存在一定的压降时即说明水泵在工作，非常直观的了解水泵的状态。

后我们对用户的压差旁通系统作了改进，利用压差式流量开关能提供2个SPDT开关，作为压差控制器取代传统的美国江森P74JA压差控制器，因为两个SPDT开关可以组成压差值的上下限控制，即超过设定的上限压差值逐渐开启电动旁通阀门，低于设定的下限压差值逐渐关闭旁通阀，压差值在上下限之间旁通阀不动作，这是典型的浮点控制（即三位控制），且浮动带可以自由调整，大大减少了电动旁通阀的动作时间。

而P74JA是二位控制旁通阀，电动旁通阀要不停地动作来调整压差值，压差值极不稳定且旁通阀容易发生故障。

4 、结论

从用压差式流量开关代替靶式流量开关的用户使用情况和我们接到的紧急维修电话的数量上看，大大超出了我们的预想，不仅减少了因靶流开关带来的问题还解决了其它水流量方面对主机带来的影响，用户十分满意，对于我们维护保养单位来讲减少了紧急维修次数，也即减少了维护保养成本。从我们使用2年多的情况看，压差式水流开关在中大型冷水机组取代靶式流量开关是减少空调水系统不当造成的主机故障的一个好方法。

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