冷凝器自動在線清洗裝置系統組成及工作原理應用？

    介紹了冷凝器自動在線清洗裝置系統的組成及工作原理，并與化學試劑清洗法和人工清洗法作了比較。結合該系統在集中空調系統中的應用實例，闡述了其優點與良好的市場前景。
    建筑物的能耗包括空調、照明、熱水、電梯、廚房能耗等等，其中空調能耗約占整個建筑能耗的50%～70%。因此，提升空調設備的能源使用效率成為建筑節能的要任務。對集中空調系統而言，冷水流量與冷卻水流量對制冷機組的能耗影響重大，確保制冷機組冷水流量和冷卻水流量在合理值的有效方法是保持冷凝器和蒸發器換熱管的壁面清潔。清潔光滑的換熱管既能保證流量，又能提高換熱效率。
    清除換熱器管壁污垢的常用方法有化學試劑法和人工機械清潔法，但這兩種方法均存在弊端�；瘜W試劑法雖能清潔管壁表面的污垢，但同時會造成管壁腐蝕，使管壁光滑度降低，從而增加管壁的污垢系數。另外，各類化學試劑的排放也會造成不同程度的環境污染。人工機械清洗法耗時費力，對換熱管壁的損壞往往易被忽略。此外，在清洗的間隔期，污垢在管壁逐漸累積，無形中會造成制冷系統的能耗增加，如圖1所示。圖1污垢累積與能耗關系(人工清洗方式，能耗達120%對冷凝器換熱管進行清洗)
1冷凝器自動在線清洗裝置系統
    隨著技術的發展，在上述背景下冷凝器自動在線清洗裝置系統應運而生。冷凝器自清洗系統主要由注球器、捕球器、收集器和PLC控制器組成，如圖2所示。海綿球在設定的循環時間內被壓縮空氣或水泵注入換熱器管道，清除管壁的污垢、殘留雜質和內部堆積物，海綿球在換熱器出口被捕球器捕捉，然后輸送至收集器清洗并等待下一循環，保持換熱器一直處于清潔狀態。圖3展示了用海棉球清洗換熱器管壁的過程，以及換熱器用冷凝器自動在線清洗裝置清洗前后的狀態對比。
1捕球器2收集器3注球器4控制器
圖2換熱器冷凝器自動在線清洗裝置系統示意圖
b清洗中a清洗前c清洗后
圖3海綿球清洗換熱器示意圖
    冷凝器自動在線清洗裝置適用于所有使用殼管式換熱器的場合，包括寫字樓、酒店、超市等場所的集中空調系統，發電廠，工業制冷系統(牛奶廠、食品廠等),以及工業工藝處理系統(制藥廠、化工廠等)。
在冷凝器自清洗系統的應用中需注意以下幾點：
    1)對于新建工程，可以直接安裝冷凝器自動在線清洗裝置及配管，無需對系統主機和管路進行清洗；對于改造工程，安裝冷凝器自動在線清洗裝置前必須對換熱器管道、主機管路進行人工清洗，清除附在管壁上的致密污垢，保證冷凝器自動在線清洗裝置運行之初換熱器處于清潔狀態。
    2)系統不論以水泵還是以壓縮空氣的方式加壓注球，注球壓力至少要比冷凝器進口壓力大0.2MPa。同時，注球時的水流量少7L/s,以確保15s內完成注球。
    3)收集器與冷凝器入口間的距離應盡可能短。
冷凝器自動在線清洗裝置與人工機械清洗系統的比較見表1,由表1可見冷凝器自動在線清洗裝置具有如下優點：
    表1冷凝器自動在線清洗裝置與人工機械清洗系統的比較人工機械清洗系統通水及壓冷凝器管道內的刷子及其固定器擋住了冷卻水的流力變化動，對通水量影響很大，導致壓力降低需另外設置冷卻水逆流工程必要的、連接在轉換器上的冷卻水排水管，而且需要安裝空間，并與現有的設備互相接觸，所以設置和維護比較復雜管道和刷子以1:1配置，所以系統正常工作時雖然清洗效率高，但是會產生冷卻水逆流現象，從而降低冷凝效率為了下一次清洗，需將冷卻水的流向反方向轉換，清洗系統復雜，很難看出刷子及其支撐物的狀態是否正常捕球器內部篩網的敞開面積是冷凝器出口管道截面積的5倍，不影響通水量，并能阻止球體漏入冷凝系統；
    循環的海綿球數是換熱器管數的50%;柔軟的球體跟水一起通過管道，壓力變化很小在制冷機組之外的空間設置，捕球器根據換熱器冷卻水出口管構造設計有直線形、T形和彎角形3種，安裝不受空間限制投人直徑比冷凝器換熱管內徑大1mm的球體，以20～30min為周期清洗管道，能一直保持管道清潔；
    利用壓縮空氣可以讓球體順利通過管道系統構造簡單，而且沒有機械摩擦，所以減少了故障率。制冷機運行時，可通過收集器視窗觀摩海綿球的清注循環，所以機組在工作狀態下也能進行維護維護費用每2～3年對刷子進行更換，費用昂貴海綿球的更換頻率是每年1～2次，費用很低。
    1)制冷系統節能效果明顯，可節省約10%~30%的能量。
    2)可維持換熱管道處于佳狀態，延長了換熱器使用壽命。
    3)不影響制冷設備正常運轉[],可連續(按設定時間)自動進行管道洗滌，無需使用化學藥品清洗管道中的沉淀物，不會對環境造成污染。
    4)只需定期(1年)更換海綿球即可，系統維護費用低。
2冷凝器自動在線清洗裝置在集中空調系統中的應用
    海珠廣場站集中空調系統采用WCFX30-M28X型螺桿式空調機組3臺。利用珠江水作為冷卻水，但由于江水泥砂含量較高，導致冷卻水系統結垢嚴重。安裝冷凝器自動在線清洗裝置前每個月都需對冷凝器進行拆機清洗，給空調運行及設備維護造成很大的不便。另外，污垢及江水中的泥砂使換熱效率降低，從而造成了能量的浪費，直接表現為耗電的無謂增加。為解決冷凝器堵塞問題，在2004年安裝了1套冷凝器自動在線清洗裝置作為臨時解決措施，效果明顯。2005年5月在1#,2#主機上增設冷凝器自動在線清洗裝置,并將用冷凝器自動在線清洗裝置解決冷凝器堵塞問題作為永久方案。
2.1傳熱溫差的比較
    比較6～7月間采集的10組數據，發現未運行冷凝器自動在線清洗裝置的3#主機傳熱溫差上升很快，而運行了冷凝器自動在線清洗裝置的1#主機的傳熱溫差保持平穩，如圖4所示。時間/h一設計溫差→1#主機(6月)→-1排主機(7月)一3#主機(6月)→3#主機(7月)圖4傳熱溫差對比2.2耗電功率的比較
    抽取6～7月機組運行時的一組數據(同一時間記錄的數據)作比較，如圖5所示，發現安裝并運行了冷凝器自動在線清洗裝置的1#主機的電動機輸入功率比未運行冷凝器自動在線清洗裝置的3#主機小23.3%。時間/h
→1#豐機1#壓縮機→-1#主機2#壓縮機
→3#主機#壓縮機3#主機2#壓緒機
圖5壓縮機耗電功率比較
2.3制冷機組COP的比較
    比較6～7月間采集的機組運行中的數據(同一時間記錄的數據)(見圖6),發現安裝并運行了冷凝器自動在線清洗裝置的1#主機的COP比未運行冷凝器自動在線清洗裝置的3#主機高28.42%。
2.4冷水進出水溫差的比較
    由圖7的數據可以發現未運行冷凝器自動在線清洗裝置的3#主機的冷水進出水溫差小于同一時間內運行了冷凝器自動在線清洗裝置的1#主機。1#機組的冷水進出口平均溫時間/h
→1#主機→3#主機
圖61#和3#主機OOP比較
差比3#機組小0.71℃。
時間/h
→1#主機冷水進出口溫差
→3#主機冷水進出口濕差
★1#與3#主機冷水進出口溫差差值
圖71#和3#機組冷水進出水溫差的比較
    節能與環保作為21世紀世界各國可持續發展的主題，已經受到社會各界的廣泛關注。冷凝器自動在線清洗裝置的出現，順應了節能這一主題，同時打破了制冷系統中換熱器清洗的傳統觀念，與化學試劑法、人工清洗法相比，其安全、可靠、節能、環保的優點顯而易見。通過在集中空調系統中的實際應用可以看到，冷凝器自動在線清洗裝置在換熱器清洗領域具有廣闊的市場前景。