水冷螺桿冷水機(jī)組采用滿(mǎn)液式蒸發(fā)器后，機(jī)組能效比可獲得較大提高，但須建立在優(yōu)良的設(shè)計(jì)制造及合適的運(yùn)行控制策略基礎(chǔ)上，而其中很重要的一點(diǎn)就是要對(duì)蒸發(fā)器液位進(jìn)行較準(zhǔn)確的檢測(cè)和控制，否則，不僅不能發(fā)揮滿(mǎn)液式蒸發(fā)器優(yōu)良的傳熱性能，而且機(jī)組的安全運(yùn)行也會(huì)成問(wèn)題。這與過(guò)去國(guó)內(nèi)廠商所熟悉的采用熱力膨脹閥供液的干式蒸發(fā)器機(jī)組有較大差別，其解決并不很容易。
滿(mǎn)液式蒸發(fā)器液位檢控包括冷媒流量控制與液位檢測(cè)兩個(gè)環(huán)節(jié)，有多種技術(shù)選擇，各有其特點(diǎn)，以下分述之。
1.冷媒流量控制：
1.1.電子膨脹閥
電子膨脹閥須接受電子信號(hào)、由電力驅(qū)動(dòng)才可工作。目前主要有三種驅(qū)動(dòng)方式，即電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及電磁力驅(qū)動(dòng)。采用電子膨脹閥，若算法或邏輯合適，則可以在微處理器控制下實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制規(guī)律，得到較高的控制品質(zhì)，而這又要取決于對(duì)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的準(zhǔn)確把握。對(duì)于滯后較大、非線(xiàn)性的大冷量制冷、空調(diào)系統(tǒng)，這往往并不容易，且目前大容量的電子膨脹閥都是進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格較高，這些都限制了它的廣泛應(yīng)用。
1.2.浮球閥
這是一個(gè)機(jī)械作用的調(diào)節(jié)閥，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，整定后不需復(fù)雜的控制規(guī)則就可以自行工作，但只能實(shí)現(xiàn)雙位控制，精度不高，且要求制冷系統(tǒng)潔凈度較高，否則易失靈。與電子膨脹閥相比，浮球閥在價(jià)格上也不具有優(yōu)勢(shì)。
1.3.孔板
固定流口面積的孔板是最簡(jiǎn)單、最廉價(jià)的一種流量調(diào)節(jié)方法，但是須有補(bǔ)充調(diào)節(jié)措施，如并聯(lián)電磁閥等，否則，其調(diào)節(jié)功能無(wú)法滿(mǎn)足冷媒流量要求。
2.液位檢測(cè)
2.1 直接檢測(cè)法
采用液位傳感器直接感受液位。目前可采用的液位傳感器有多種，如電容式、磁性浮子式、壓力式等，傳感器安裝于蒸發(fā)器內(nèi)與制冷劑直接接觸。由于滿(mǎn)液式
蒸發(fā)器內(nèi)流體的兩相混合物特性，傳感器并不能準(zhǔn)確地檢測(cè)到液位，尤其是若安裝不當(dāng)更不能檢測(cè)液位。另有一種光電式傳感器，可不與制冷劑直接接觸，但其應(yīng)用于制冷裝置上的可靠性尚未得到驗(yàn)證。因?yàn)樗枰粋�(gè)穩(wěn)定、方便觀察的透明窗口，而這在冷水機(jī)組較長(zhǎng)的壽命期內(nèi)恐怕是難以保證的，所以這種方法是否可行值得懷疑。
2.2 間接檢測(cè)法
滿(mǎn)液式蒸發(fā)器液位的變化會(huì)影響壓縮機(jī)吸氣帶液量，而這又會(huì)在壓縮機(jī)排氣溫度、排氣過(guò)熱度變化上有所反映，于是可以利用這一特性檢測(cè)和控制液位。然而，不同的蒸發(fā)器設(shè)計(jì)、不同的壓縮機(jī)，加上工況的復(fù)雜多變，要定量地準(zhǔn)確計(jì)算合適的作為控制用輸入?yún)?shù)的排氣過(guò)熱度是很困難的，至少需要通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)工作標(biāo)定，因此雖可行，但很麻煩。
基于熱管技術(shù)的液位檢測(cè)和控制方法：
熱管是一種利用相變傳熱的高效傳熱元件，它是在封閉的容器（通常為管狀）內(nèi)，抽真空后充入適量工作液體，工質(zhì)在一端被加熱、蒸發(fā)，蒸汽流向另一端后冷凝、放熱，而冷凝液可在重力、毛吸力等作用下回流到蒸發(fā)段，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)高效傳熱。熱管的這種工作方式使它具有壁溫可調(diào)、熱流密度可變等一系列優(yōu)點(diǎn)，已在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
圖1 是運(yùn)用熱管技術(shù)檢測(cè)蒸發(fā)器液位的原理示意圖。如圖所示，正常工作時(shí)，理想狀況是蒸發(fā)器液位穩(wěn)定在某個(gè)合適的位置，于是便可在蒸發(fā)器的某個(gè)合適部位裝兩支熱管，其蒸發(fā)段在蒸發(fā)器外部，冷凝段在蒸發(fā)器內(nèi)部，其中一支熱管的冷凝段在蒸發(fā)器內(nèi)液位上方的汽相空間，另一支熱管的冷凝段在液相空間。因?yàn)闅猓ㄆw對(duì)流換熱與液體沸騰換熱性能的顯著差異，兩支熱管的溫度便不同，根據(jù)兩支熱管的溫度差異情況，就可以判斷出蒸發(fā)器液位是否在合適的范圍內(nèi)，并據(jù)此調(diào)整節(jié)流機(jī)構(gòu)的開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)液位的檢測(cè)和控制。
這種方法的原理與熱電膨脹閥類(lèi)似，不同的是此處用外部環(huán)境的傳熱取代了熱電膨脹閥中的電加熱。
