冷水机组的运行体系中,无论是风冷式还是水冷式冷水机组,为保障蒸发器压缩机的稳定运行与安全,均配备了蒸发压力低保护或低压保护机制。下面将从蒸发器的基本工作原理入手,深入剖析该故障可能产生的根源。
蒸发器工作原理
冷水机组蒸发器是制冷循环的核心部件,其工作原理基于液态制冷剂的汽化吸热效应,通过热交换实现冷冻水降温。以下是其工作原理的详细说明:

制冷剂蒸发吸热:低温低压的液态制冷剂从节流装置(如膨胀阀)进入蒸发器后,在蒸发器内的换热管(如紫铜管)中流动。此时,制冷剂吸收管外冷冻水的热量,发生相变汽化,从液态转变为低温低压的气态。这一过程需持续吸收热量(汽化潜热),使冷冻水温度降低。


冷冻水循环降温:冷冻水(通常为7℃)流经蒸发器外壳侧,与管内汽化的制冷剂进行热交换。冷冻水释放热量后温度升高,随后被冷冻水泵送至风机盘管或末端设备,吸收室内或设备的热量后返回蒸发器,形成闭式循环。

制冷剂气体回流压缩:汽化后的低温低压制冷剂气体被压缩机吸入,经压缩后变为高温高压气体,进入冷凝器释放热量,完成制冷循环。

蒸发器作为冷水机组的核心部件之一,其工作原理是冷媒在蒸发器内吸收冷冻水的热量,实现制冷效果,当蒸发压力过低时,会引发一系列连锁反应,影响整个系统的正常运行,因此设置低压保护至关重要。


故障可能原因分析
冷冻水流量异常:当冷冻水的流量变小,管内水流速会随之降低,水流状态由湍流转变为层流。湍流状态下,流体分子剧烈运动,能更有效地与铜管壁进行热量交换;而层流状态下,流体分子相对有序流动,对流换热效率大幅降低,导致蒸发器换热效果变差,进而引发低压保护。
铜管结垢与水质问题:若铜管内结垢,且水质不干净,水和铜管之间的换热热阻会显著增加。热阻的增大使得热量传递过程受阻,综合传热系数降低,影响蒸发器的正常换热。此外,还存在出水温度不正常的情况。若温度传感器出现故障,机组检测到的温度会高于实际温度,导致机组持续加载运行。而实际温度已低于设计温度,此时蒸发压力也会随之降低,触发低压报警。

冷媒冲注量不足:冷媒是冷水机组实现制冷循环的关键介质。若冷媒冲注量过低,在蒸发器内参与换热的冷媒量减少,无法充分吸收冷冻水的热量,导致蒸发压力下降,从而引发低压保护。
节流阀或冷媒干燥器堵塞:节流阀在制冷系统中起到调节冷媒流量的作用,冷媒干燥器则负责过滤和干燥冷媒。一旦节流阀或冷媒干燥器发生堵塞,冷媒的流动会受到阻碍,流量减小,导致蒸发器内的冷媒供应不足,蒸发压力降低,引发故障。
冷凝器冷却水出水温度过低:冷媒的流动依赖于冷凝器和蒸发器之间的压差维持。在冬季或过渡季节仍需制冷的情况下,若冷凝器的冷却水出水温度过低,意味着冷凝压力降低,进而导致冷凝器和蒸发器之间的压差过小。没有足够的动力驱动冷媒流入蒸发器,使得蒸发器内冷媒量不足,蒸发压力降低,最终触发低压保护。