冷凝器自动在线清洗装置系统组成及工作原理应用？

冷凝器自动在线清洗装置系统组成及工作原理应用？

    介绍了冷凝器自动在线清洗装置系统的组成及工作原理，并与化学试剂清洗法和人工清洗法作了比较。结合该系统在集中空调系统中的应用实例，阐述了其优点与良好的市场前景。
    建筑物的能耗包括空调、照明、热水、电梯、厨房能耗等等，其中空调能耗约占整个建筑能耗的50%～70%。因此，提升空调设备的能源使用效率成为建筑节能的要任务。对集中空调系统而言，冷水流量与冷却水流量对制冷机组的能耗影响重大，确保制冷机组冷水流量和冷却水流量在合理值的有效方法是保持冷凝器和蒸发器换热管的壁面清洁。清洁光滑的换热管既能保证流量，又能提高换热效率。
    清除换热器管壁污垢的常用方法有化学试剂法和人工机械清洁法，但这两种方法均存在弊端。化学试剂法虽能清洁管壁表面的污垢，但同时会造成管壁腐蚀，使管壁光滑度降低，从而增加管壁的污垢系数。另外，各类化学试剂的排放也会造成不同程度的环境污染。人工机械清洗法耗时费力，对换热管壁的损坏往往易被忽略。此外，在清洗的间隔期，污垢在管壁逐渐累积，无形中会造成制冷系统的能耗增加，如图1所示。图1污垢累积与能耗关系(人工清洗方式，能耗达120%对冷凝器换热管进行清洗)
1冷凝器自动在线清洗装置系统
    随着技术的发展，在上述背景下冷凝器自动在线清洗装置系统应运而生。冷凝器自清洗系统主要由注球器、捕球器、收集器和PLC控制器组成，如图2所示。海绵球在设定的循环时间内被压缩空气或水泵注入换热器管道，清除管壁的污垢、残留杂质和内部堆积物，海绵球在换热器出口被捕球器捕捉，然后输送至收集器清洗并等待下一循环，保持换热器一直处于清洁状态。图3展示了用海棉球清洗换热器管壁的过程，以及换热器用冷凝器自动在线清洗装置清洗前后的状态对比。
1捕球器2收集器3注球器4控制器
图2换热器冷凝器自动在线清洗装置系统示意图
b清洗中a清洗前c清洗后
图3海绵球清洗换热器示意图
    冷凝器自动在线清洗装置适用于所有使用壳管式换热器的场合，包括写字楼、酒店、超市等场所的集中空调系统，发电厂，工业制冷系统(牛奶厂、食品厂等),以及工业工艺处理系统(制药厂、化工厂等)。
在冷凝器自清洗系统的应用中需注意以下几点：
    1)对于新建工程，可以直接安装冷凝器自动在线清洗装置及配管，无需对系统主机和管路进行清洗；对于改造工程，安装冷凝器自动在线清洗装置前必须对换热器管道、主机管路进行人工清洗，清除附在管壁上的致密污垢，保证冷凝器自动在线清洗装置运行之初换热器处于清洁状态。
    2)系统不论以水泵还是以压缩空气的方式加压注球，注球压力至少要比冷凝器进口压力大0.2MPa。同时，注球时的水流量少7L/s,以确保15s内完成注球。
    3)收集器与冷凝器入口间的距离应尽可能短。
冷凝器自动在线清洗装置与人工机械清洗系统的比较见表1,由表1可见冷凝器自动在线清洗装置具有如下优点：
    表1冷凝器自动在线清洗装置与人工机械清洗系统的比较人工机械清洗系统通水及压冷凝器管道内的刷子及其固定器挡住了冷却水的流力变化动，对通水量影响很大，导致压力降低需另外设置冷却水逆流工程必要的、连接在转换器上的冷却水排水管，而且需要安装空间，并与现有的设备互相接触，所以设置和维护比较复杂管道和刷子以1:1配置，所以系统正常工作时虽然清洗效率高，但是会产生冷却水逆流现象，从而降低冷凝效率为了下一次清洗，需将冷却水的流向反方向转换，清洗系统复杂，很难看出刷子及其支撑物的状态是否正常捕球器内部筛网的敞开面积是冷凝器出口管道截面积的5倍，不影响通水量，并能阻止球体漏入冷凝系统；
    循环的海绵球数是换热器管数的50%;柔软的球体跟水一起通过管道，压力变化很小在制冷机组之外的空间设置，捕球器根据换热器冷却水出口管构造设计有直线形、T形和弯角形3种，安装不受空间限制投人直径比冷凝器换热管内径大1mm的球体，以20～30min为周期清洗管道，能一直保持管道清洁；
    利用压缩空气可以让球体顺利通过管道系统构造简单，而且没有机械摩擦，所以减少了故障率。制冷机运行时，可通过收集器视窗观摩海绵球的清注循环，所以机组在工作状态下也能进行维护维护费用每2～3年对刷子进行更换，费用昂贵海绵球的更换频率是每年1～2次，费用很低。
    1)制冷系统节能效果明显，可节省约10%~30%的能量。
    2)可维持换热管道处于佳状态，延长了换热器使用寿命。
    3)不影响制冷设备正常运转[],可连续(按设定时间)自动进行管道洗涤，无需使用化学药品清洗管道中的沉淀物，不会对环境造成污染。
    4)只需定期(1年)更换海绵球即可，系统维护费用低。
2冷凝器自动在线清洗装置在集中空调系统中的应用
    海珠广场站集中空调系统采用WCFX30-M28X型螺杆式空调机组3台。利用珠江水作为冷却水，但由于江水泥砂含量较高，导致冷却水系统结垢严重。安装冷凝器自动在线清洗装置前每个月都需对冷凝器进行拆机清洗，给空调运行及设备维护造成很大的不便。另外，污垢及江水中的泥砂使换热效率降低，从而造成了能量的浪费，直接表现为耗电的无谓增加。为解决冷凝器堵塞问题，在2004年安装了1套冷凝器自动在线清洗装置作为临时解决措施，效果明显。2005年5月在1#,2#主机上增设冷凝器自动在线清洗装置,并将用冷凝器自动在线清洗装置解决冷凝器堵塞问题作为永久方案。
2.1传热温差的比较
    比较6～7月间采集的10组数据，发现未运行冷凝器自动在线清洗装置的3#主机传热温差上升很快，而运行了冷凝器自动在线清洗装置的1#主机的传热温差保持平稳，如图4所示。时间/h一设计温差→1#主机(6月)→-1排主机(7月)一3#主机(6月)→3#主机(7月)图4传热温差对比2.2耗电功率的比较
    抽取6～7月机组运行时的一组数据(同一时间记录的数据)作比较，如图5所示，发现安装并运行了冷凝器自动在线清洗装置的1#主机的电动机输入功率比未运行冷凝器自动在线清洗装置的3#主机小23.3%。时间/h
→1#丰机1#压缩机→-1#主机2#压缩机
→3#主机#压缩机3#主机2#压绪机
图5压缩机耗电功率比较
2.3制冷机组COP的比较
    比较6～7月间采集的机组运行中的数据(同一时间记录的数据)(见图6),发现安装并运行了冷凝器自动在线清洗装置的1#主机的COP比未运行冷凝器自动在线清洗装置的3#主机高28.42%。
2.4冷水进出水温差的比较
    由图7的数据可以发现未运行冷凝器自动在线清洗装置的3#主机的冷水进出水温差小于同一时间内运行了冷凝器自动在线清洗装置的1#主机。1#机组的冷水进出口平均温时间/h
→1#主机→3#主机
图61#和3#主机OOP比较
差比3#机组小0.71℃。
时间/h
→1#主机冷水进出口温差
→3#主机冷水进出口湿差
★1#与3#主机冷水进出口温差差值
图71#和3#机组冷水进出水温差的比较
    节能与环保作为21世纪世界各国可持续发展的主题，已经受到社会各界的广泛关注。冷凝器自动在线清洗装置的出现，顺应了节能这一主题，同时打破了制冷系统中换热器清洗的传统观念，与化学试剂法、人工清洗法相比，其安全、可靠、节能、环保的优点显而易见。通过在集中空调系统中的实际应用可以看到，冷凝器自动在线清洗装置在换热器清洗领域具有广阔的市场前景。