冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置系統(tǒng)組成及工作原理應(yīng)用？

    介紹了冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置系統(tǒng)的組成及工作原理，并與化學(xué)試劑清洗法和人工清洗法作了比較。結(jié)合該系統(tǒng)在集中空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例，闡述了其優(yōu)點(diǎn)與良好的市場(chǎng)前景。
    建筑物的能耗包括空調(diào)、照明、熱水、電梯、廚房能耗等等，其中空調(diào)能耗約占整個(gè)建筑能耗的50%～70%。因此，提升空調(diào)設(shè)備的能源使用效率成為建筑節(jié)能的要任務(wù)。對(duì)集中空調(diào)系統(tǒng)而言，冷水流量與冷卻水流量對(duì)制冷機(jī)組的能耗影響重大，確保制冷機(jī)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(fā)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(xué)試劑法和人工機(jī)械清潔法，但這兩種方法均存在弊端�；瘜W(xué)試劑法雖能清潔管壁表面的污垢，但同時(shí)會(huì)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(shù)。另外，各類(lèi)化學(xué)試劑的排放也會(huì)造成不同程度的環(huán)境污染。人工機(jī)械清洗法耗時(shí)費(fèi)力，對(duì)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(wú)形中會(huì)造成制冷系統(tǒng)的能耗增加，如圖1所示。圖1污垢累積與能耗關(guān)系(人工清洗方式，能耗達(dá)120%對(duì)冷凝器換熱管進(jìn)行清洗)
1冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置系統(tǒng)
    隨著技術(shù)的發(fā)展，在上述背景下冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。冷凝器自清洗系統(tǒng)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(shè)定的循環(huán)時(shí)間內(nèi)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(zhì)和內(nèi)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(huán)，保持換熱器一直處于清潔狀態(tài)。圖3展示了用海棉球清洗換熱器管壁的過(guò)程，以及換熱器用冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置清洗前后的狀態(tài)對(duì)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(dòng)在線(xiàn)清洗裝置系統(tǒng)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(dòng)在線(xiàn)清洗裝置適用于所有使用殼管式換熱器的場(chǎng)合，包括寫(xiě)字樓、酒店、超市等場(chǎng)所的集中空調(diào)系統(tǒng)，發(fā)電廠(chǎng)，工業(yè)制冷系統(tǒng)(牛奶廠(chǎng)、食品廠(chǎng)等),以及工業(yè)工藝處理系統(tǒng)(制藥廠(chǎng)、化工廠(chǎng)等)。
在冷凝器自清洗系統(tǒng)的應(yīng)用中需注意以下幾點(diǎn)：
    1)對(duì)于新建工程，可以直接安裝冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置及配管，無(wú)需對(duì)系統(tǒng)主機(jī)和管路進(jìn)行清洗；對(duì)于改造工程，安裝冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置前必須對(duì)換熱器管道、主機(jī)管路進(jìn)行人工清洗，清除附在管壁上的致密污垢，保證冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置運(yùn)行之初換熱器處于清潔狀態(tài)。
    2)系統(tǒng)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(jìn)口壓力大0.2MPa。同時(shí)，注球時(shí)的水流量少7L/s,以確保15s內(nèi)完成注球。
    3)收集器與冷凝器入口間的距離應(yīng)盡可能短。
冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置與人工機(jī)械清洗系統(tǒng)的比較見(jiàn)表1,由表1可見(jiàn)冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：
    表1冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置與人工機(jī)械清洗系統(tǒng)的比較人工機(jī)械清洗系統(tǒng)通水及壓冷凝器管道內(nèi)的刷子及其固定器擋住了冷卻水的流力變化動(dòng)，對(duì)通水量影響很大，導(dǎo)致壓力降低需另外設(shè)置冷卻水逆流工程必要的、連接在轉(zhuǎn)換器上的冷卻水排水管，而且需要安裝空間，并與現(xiàn)有的設(shè)備互相接觸，所以設(shè)置和維護(hù)比較復(fù)雜管道和刷子以1:1配置，所以系統(tǒng)正常工作時(shí)雖然清洗效率高，但是會(huì)產(chǎn)生冷卻水逆流現(xiàn)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(zhuǎn)換，清洗系統(tǒng)復(fù)雜，很難看出刷子及其支撐物的狀態(tài)是否正常捕球器內(nèi)部篩網(wǎng)的敞開(kāi)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(tǒng)；
    循環(huán)的海綿球數(shù)是換熱器管數(shù)的50%;柔軟的球體跟水一起通過(guò)管道，壓力變化很小在制冷機(jī)組之外的空間設(shè)置，捕球器根據(jù)換熱器冷卻水出口管構(gòu)造設(shè)計(jì)有直線(xiàn)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(nèi)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(guò)管道系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，而且沒(méi)有機(jī)械摩擦，所以減少了故障率。制冷機(jī)運(yùn)行時(shí)，可通過(guò)收集器視窗觀(guān)摩海綿球的清注循環(huán)，所以機(jī)組在工作狀態(tài)下也能進(jìn)行維護(hù)維護(hù)費(fèi)用每2～3年對(duì)刷子進(jìn)行更換，費(fèi)用昂貴海綿球的更換頻率是每年1～2次，費(fèi)用很低。
    1)制冷系統(tǒng)節(jié)能效果明顯，可節(jié)省約10%~30%的能量。
    2)可維持換熱管道處于佳狀態(tài)，延長(zhǎng)了換熱器使用壽命。
    3)不影響制冷設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)[],可連續(xù)(按設(shè)定時(shí)間)自動(dòng)進(jìn)行管道洗滌，無(wú)需使用化學(xué)藥品清洗管道中的沉淀物，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
    4)只需定期(1年)更換海綿球即可，系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用低。
2冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置在集中空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用
    海珠廣場(chǎng)站集中空調(diào)系統(tǒng)采用WCFX30-M28X型螺桿式空調(diào)機(jī)組3臺(tái)。利用珠江水作為冷卻水，但由于江水泥砂含量較高，導(dǎo)致冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重。安裝冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置前每個(gè)月都需對(duì)冷凝器進(jìn)行拆機(jī)清洗，給空調(diào)運(yùn)行及設(shè)備維護(hù)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(fèi)，直接表現(xiàn)為耗電的無(wú)謂增加。為解決冷凝器堵塞問(wèn)題，在2004年安裝了1套冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置作為臨時(shí)解決措施，效果明顯。2005年5月在1#,2#主機(jī)上增設(shè)冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置,并將用冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置解決冷凝器堵塞問(wèn)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(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)未運(yùn)行冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的3#主機(jī)傳熱溫差上升很快，而運(yùn)行了冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的1#主機(jī)的傳熱溫差保持平穩(wěn)，如圖4所示。時(shí)間/h一設(shè)計(jì)溫差→1#主機(jī)(6月)→-1排主機(jī)(7月)一3#主機(jī)(6月)→3#主機(jī)(7月)圖4傳熱溫差對(duì)比2.2耗電功率的比較
    抽取6～7月機(jī)組運(yùn)行時(shí)的一組數(shù)據(jù)(同一時(shí)間記錄的數(shù)據(jù))作比較，如圖5所示，發(fā)現(xiàn)安裝并運(yùn)行了冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的1#主機(jī)的電動(dòng)機(jī)輸入功率比未運(yùn)行冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的3#主機(jī)小23.3%。時(shí)間/h
→1#豐機(jī)1#壓縮機(jī)→-1#主機(jī)2#壓縮機(jī)
→3#主機(jī)#壓縮機(jī)3#主機(jī)2#壓緒機(jī)
圖5壓縮機(jī)耗電功率比較
2.3制冷機(jī)組COP的比較
    比較6～7月間采集的機(jī)組運(yùn)行中的數(shù)據(jù)(同一時(shí)間記錄的數(shù)據(jù))(見(jiàn)圖6),發(fā)現(xiàn)安裝并運(yùn)行了冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的1#主機(jī)的COP比未運(yùn)行冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的3#主機(jī)高28.42%。
2.4冷水進(jìn)出水溫差的比較
    由圖7的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)未運(yùn)行冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的3#主機(jī)的冷水進(jìn)出水溫差小于同一時(shí)間內(nèi)運(yùn)行了冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的1#主機(jī)。1#機(jī)組的冷水進(jìn)出口平均溫時(shí)間/h
→1#主機(jī)→3#主機(jī)
圖61#和3#主機(jī)OOP比較
差比3#機(jī)組小0.71℃。
時(shí)間/h
→1#主機(jī)冷水進(jìn)出口溫差
→3#主機(jī)冷水進(jìn)出口濕差
★1#與3#主機(jī)冷水進(jìn)出口溫差差值
圖71#和3#機(jī)組冷水進(jìn)出水溫差的比較
    節(jié)能與環(huán)保作為21世紀(jì)世界各國(guó)可持續(xù)發(fā)展的主題，已經(jīng)受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置的出現(xiàn)，順應(yīng)了節(jié)能這一主題，同時(shí)打破了制冷系統(tǒng)中換熱器清洗的傳統(tǒng)觀(guān)念，與化學(xué)試劑法、人工清洗法相比，其安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)。通過(guò)在集中空調(diào)系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用可以看到，冷凝器自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置在換熱器清洗領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)前景。