工业制冷之“大温差”与“小温差” 冰通见解

“大温差”与“小温差”指的是制冷或是制热系统进出水的温差采取较大还是采取较小方式。工业制冷系统中通常我们说的大小温度是以5℃为基准，大于5℃称为大温差，小于5℃称为小温差。

那么对于工业制冷系统来说是该采到“大温差、小流量”还是“小温差、大流量”好呢？下面我们就来一起探讨这方面问题。

首先我们来分析一下大、小温差对制冷系统会有哪些影响？

在上一篇《工业冷冻水箱/水池应该怎么做》的文章里已经介绍过关于冷冻水箱/水池的作用。在制冷系统中制冷冻水箱到制冷机再回到冷冻水箱之间的循环我们称之为一次循环（也可以叫内循环）；冷冻水箱到用户端面再回到水箱之间的循环我们称之为二次循环（也可以叫外循环）；另外，如果是水冷的制冷系统还有冷却循环，则指的是制冷机到冷却塔再回到制冷机之间的循环。在三个不同的循环水路中我们需要配三套循环水泵，使制冷系统能进行的循环换热，最终将我们需要冷却的设备或是工艺冷却下来；热量侧通过冷却系统排到环境中去。温差的变化必然带来流量的变化，采取“大温差”相对而言流量就会减小，相反采取“小温差”流量必需增大。

我们先来看看不同温差它对一次循环系统有哪些影响。一般制冷主机与冷冻水箱都设在同一冷冻站内，相对来说距离较近，也就几米十几米远，大一点的也很少超过二十米以上的。距离近管程就小，所以对水泵的扬程都不高，一般来说也就20~25米左右的扬程就够了；流量大一点小一点对水泵功率的影响相对来说就不大；管程近大流量对工程造价影响也小。而从机组制冷效率来说流量大可以促进蒸发器的蒸发效果会更好，机组蒸发效果好能效自然就比较高。所以在一次循环最好不要通过在泵上来节能，通过机组节能比泵上节能更有优势。

对于二次循环来说一般距离都会比较远，通常都是二三十米起步，远的一两百米都很正常。这样一个来回的循环再加上系统的水阻，对水泵的功率消耗影响就会比较大；对于管道工程造价也会产生比较大的影响；冷冻水的流量对机组基本上不会产生太大的影响。所以我们建议二次循环选取相对“小流量、大温差”的方式，配大扬程的水泵以确保系统供水压力和控制能耗水平。

相对冷却系统来说冷却塔的安装位置一般都会比制冷主机要高，而且又是闭路循环；配备水泵时只要考虑管程长短和管损，扬程通常也不会太大。冷却水系统对机组的制冷效果也会有一点影响，所以我们建议不要配大温度，正常控制在5℃以内就可以。这样还能有效避免因为流量不足造成机组高压报警。

在这里我要重点分析一下低温制冷系统的一次循环水泵的配置和低温制冷系统冷却水泵的配置。作者从事工业制冷行业多年，接触到大大小小的不同制冷企业，这些企业基本上都是按实际运行工况“5℃”温差来计算流量。这里我特别把“5℃”用引号引起来是因为这里有一个很容易范的误区，很多企业都是直接把制冷量除以温差得到的流量，而没有考虑低温系统中的介质的比热容和流体特征。不管是用乙二醇水溶液、氯化钙盐水还是导热油，它们的比热容都要小于水，在低温工况下运动粘度也会大幅增高；导热性自然是没有常温下的水好。这些因素不考虑肯定是不问题的，当然并不是说会造成机器开不起来，而是会造成设备能耗高、稳定性差。

低温制冷机组都是要从高温工况起始运行，而且使用工况通常也会高于设计工况，如果流量配低了的话势必会影响到制冷效果。所以我们在配备冷冻水流量时是需要放大流量。另外还有一点，低温时机组的制冷剂不易蒸发也会影响到制冷效率；我们通过加大一次循环流量就可以很好地保证机组的蒸发效果。

而当低温机组提高了冷冻水流量，冷却水流量最好也要适当提高，避免因高温运行时制冷机效率提高造成机组高压。

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