羅碧玉1  程瑞端2  秋石3
            1.深圳市新怡空調(diào)設(shè)備有限公司     2. 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院
Luo Biyu1    Doctor Cheng RuiDuan2   Qiu shi3
1.Shenzhen xinyi air—condition equipment co.ltd 
2.Shenzhen  professional technics college  
摘要：本文列舉出常見的兩類典型的冷凝器自動清洗技術(shù)，從流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)、機械磨損及綜合耗能方面，重點分析了兩種技術(shù)存在的較大差別！揭示了一些容易混淆、模糊的專業(yè)概念，列舉了幾種常見的一個回路技術(shù)及其特點。對空調(diào)節(jié)能減排的廣大用戶如何科學(xué)地認識和鑒別這類技術(shù)和產(chǎn)品，有深入淺出的科學(xué)引導(dǎo)作用。
Abstract: Listed in this paper are two common types of typical condenser automatic cleaning technology, from the fluid mechanics, thermodynamics, heat transfer and mechanical wear and comprehensive energy consumption in hand, focus on the analysis of the two techniques are quite different. Reveals some of the easy to confuse, the vague concept of the professional, the list of a number of common loop technology and its characteristics. Energy conservation of air conditioning, the vast number of users how to scientifically recognize and identify this kind of technology and products, a simple scientific guiding role。
關(guān)鍵詞：水阻、熱阻、熱短路、事故磨損、綜合能耗。
Key words: water resistance, thermal resistance, heat, wear, short circuit accident of comprehensive energy consumption

 

冷凝器自動清洗技術(shù)是一項不斷完善進步的科學(xué)技術(shù)，是完全可以用科學(xué)原理進行定性、定量分析的。有人說這類技術(shù)“大同小異”，系統(tǒng)“簡單”，“銷量大”；《行業(yè)標準》就是好技術(shù)。把國內(nèi)外的節(jié)能減排先進技術(shù)排斥在“標準”之外。對節(jié)能減排科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勝劣汰、完善科學(xué)技術(shù)的市場競爭秩序是有害的！

一個回路送回球與二個回路送回球技術(shù)是兩類不同的技術(shù)特征，就廣大用戶多次提出的疑問和容易混淆的問題，根據(jù)專家及同行提出的有益建議，分析這兩類技術(shù)的不同之處是：

1、一個回路送回球技術(shù)的發(fā)球泵耗能是二個回路技術(shù)的4～7倍！

二個回路技術(shù)的送回球是由兩個不同的路線完成（見圖1）。送回球都是“順水推舟”，所以送回球泵只要0.75KW即可順利完成送回球。而一個回路送回球技術(shù)是送回球同一個路線，送回球路線中多了P1-P3的壓力約0.12Mpa，顯然是“逆水行舟”,這就是一個回路送回球泵必須用3～7.5KW.，比二個回路技術(shù)多耗能4～10倍的本質(zhì)原因。

一個回路的《行業(yè)標準》列出的發(fā)球機參數(shù)：N=3kw、Q=8L/s、V=3m/s，與空調(diào)水經(jīng)濟流速2m/s的設(shè)計規(guī)范相沖。有人說“送球時間應(yīng)在幾秒內(nèi)，海綿球到達冷凝器端蓋后噴角大分布均勻，清洗效果好”，是針對外行說的業(yè)余論點。送球泵功率加大，流量、流速增高，僅能改變海綿球在到達冷卻進水主管前約1～2m小管中的速度，小管中的球水到達冷卻進水管已完成使命。進水管中水的動能是數(shù)十倍功率的冷卻泵決定的，與發(fā)球機功率及流量、流速幾乎無關(guān)！

目前國內(nèi)外新技術(shù)多為二個不同回路送回球，是順水推舟的合理路線。

2、海綿球的事故磨損，是自然磨損球耗的12倍！

一個回路的送回球技術(shù)海綿球必須經(jīng)過發(fā)球泵，經(jīng)三級泵葉輪的擠壓撕拉，加速破損，是典型的事故磨損。該技術(shù)承諾的24h回球率96%，即丟失4%，按此比率，初加100個球，57天只剩5個，已無法正常完成自動清洗，必須重新加球，加球周期為60天。二個回路技術(shù)送回球分別是兩個不同路線，都不經(jīng)過水泵和電動閥，屬于自然磨損，一般都在2年換一次球。一個回路送回球技術(shù)的球損耗是二個不同回路送回球球損耗的12倍。在海綿球因事故磨損遞減的過程中，清洗效果也在下降，冷凝器銅管內(nèi)的污垢遞增，主機冷凝溫度因此上升1～2℃，空調(diào)機耗能遞增3～6%。

 

   

 

3、階段性熱短路，可導(dǎo)致空調(diào)主機耗能增加10%。

由圖2可見，一個回路送回球技術(shù)，把經(jīng)冷凝器加溫5℃的冷凝水由發(fā)球泵送到經(jīng)冷卻塔降溫5℃的冷卻進水中混合進入冷凝器，形成加熱循環(huán)。根據(jù)熱平衡方程計算，這種加熱循環(huán)一次，冷卻進水可升溫約0.3℃，如果路程為10m，冷卻水流速為2m/s,送回球清洗時間為60s，則冷凝器進水溫度可上升3.6℃,此時空調(diào)主機的能耗可增加10%，這種現(xiàn)象為熱短路。二個回路送回球系統(tǒng)沒有熱短路。

4、直管同心式分離器局部水阻是Y型分離技術(shù)的16～25倍！可導(dǎo)致冷卻泵功耗增加16.5%。

一個回路送回球技術(shù)選用的直管同心式分離器結(jié)構(gòu)見圖3。進出水段與分離段是直管同心的。進水端檢修口以后才是分離網(wǎng)，出水端分離網(wǎng)后的導(dǎo)流大小頭和出球彎頭也減小了過水截面積，分離網(wǎng)實際有效長度為L2，L2僅為過水段直管長度的1/2～1/3,可見錐型分離網(wǎng)較短，分離段與過水段同徑或加大一號。

    

 

同規(guī)格的Y型分離器見圖4，分離段與過水段偏轉(zhuǎn)30°,分離網(wǎng)有效長度=分離段有效長度，分離段管徑加大 2～3號，減小了局部流速。分離網(wǎng)有效過水面積是直管同心式分離網(wǎng)有效過水面積的2.5～4倍，Y型分離段截面積是直管同心分離器的1.3倍，加上直管同心式分離網(wǎng)導(dǎo)流大小頭和彎頭堵塞減小的過流面積，直管同心式分離器分離段的局部流速是Y型 分離器分離段局部流速的4～5倍。直管同心式分離器的局部水阻是Y型分離器局部水阻的16～25倍。

在某現(xiàn)場實物直管分離器進出水壓差33Kpa,即3.3m壓降，對于H=20m的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，這種壓降可導(dǎo)致冷卻泵功耗增16.5%!
5、直管同心式分離網(wǎng)拆裝難，增加了新的污垢堵塞，增加局部水阻耗能。

直管同心式分離網(wǎng)是很難拆裝的。見圖3，遇污垢堵塞時只能打開檢修孔，伸手取出污堵物，而細小軟質(zhì)微粒污堵物是很難通過手直接抓干凈的，部分將依舊附著分離網(wǎng)上，而分離網(wǎng)的堵塞清理是日常保養(yǎng)。所以國內(nèi)外新技術(shù)大多是偏心可拆裝分離器，以便分離網(wǎng)的拆裝沖洗保養(yǎng)。減少污垢堵塞水阻。

6、某單回路“專利技術(shù)”發(fā)球機內(nèi)部工藝海綿球不經(jīng)多級泵葉輪，但由此產(chǎn)生三類9項重要缺陷！
    這種單回路“專利技術(shù)”的發(fā)球機內(nèi)部構(gòu)造見圖5。它由1）回球分離腔。2）多級泵葉輪總成。3）過水通道腔。4）送球腔。5）重力自垂板閥等部分組成。它的工作原理見圖5～圖10;

 

 

6.1回球分離狀態(tài)；水泵開，重力自垂閥關(guān)閉，球水進入回球分離腔，水過上端錐型濾網(wǎng)，球過不了濾網(wǎng)，在分離腔內(nèi)順渦流旋轉(zhuǎn)留住。見圖6

6.2海綿球下落狀態(tài)：水泵停，重力自垂板閥克服浮力下落打開，海綿球克服水浮力緩慢下落到送球腔。見圖7

6.3卡球狀態(tài)：水泵開，重力自垂板閥在過水通道腔噴水孔水動能作用下克服水阻作關(guān)閉轉(zhuǎn)動。當重力板閥未到達上止點前，水和球有2個分流方向，1）由發(fā)球機出水管流出進冷凝器，是工作需要的流向；2）由重力板閥和閥座之間流向回球分離腔，此處負壓更大，流速更高，個別海綿球在重力板閥關(guān)閉時未進入回球分離腔內(nèi)，被卡在重力板閥與閥座圈上，造成卡球同時重力板閥密閉不嚴，送球水被分流，送球流量流速削減，造成能耗浪費。見圖9

 

    

 

   

 

6.4部分留球狀態(tài)：送球時重力自垂板閥已關(guān)閉嚴密，關(guān)閉板閥過程有部分球經(jīng)分流回水關(guān)進回球分離腔，這部分被關(guān)進回球分離腔的球不能參與此次送球清洗，即不是全部海綿球都能參與每次清洗工作，海綿球利用率降低，清洗能效降低。見圖10

6.5送球狀態(tài)：水泵開，重力自垂板閥在過道腔孔噴出的水束向上關(guān)閉完成，多級泵全部流量用于送球。見圖8

6.6單回路“專利技術(shù)”的內(nèi)部構(gòu)造特征，發(fā)球機有三個突擴、突縮、急轉(zhuǎn)彎的局部水阻：

6.6.1回球分離腔2個突擴、突縮、1個急轉(zhuǎn)90°產(chǎn)生的局部水阻。

6.6.2內(nèi)外泵殼間過道腔2個突擴、突縮、2個急轉(zhuǎn)90°產(chǎn)生的局部水阻。

6.6.3送球腔進出2個突擴、突縮產(chǎn)生的局部水阻。

6.7“專利”發(fā)球機內(nèi)部增加了三個海綿球事故磨損環(huán)境和部位：

6.7.1回球分離腔內(nèi)海綿球在突擴旋流作用下，與分離網(wǎng)、分離腔、重力自垂閥上部的撞擊磨損。

6.7.2送球腔內(nèi)海綿球在突擴旋流作用下與送球腔壁、底座、重力板閥下部的撞擊磨損。

6.7.3海綿球在送球分流中被卡在板閥與閥座間，被卡扁、卡破的事故磨損。

6.8“專利”發(fā)球機產(chǎn)生了三個故障維修點，故障部位很難拆裝維修！

6.8.1回球分離網(wǎng)因污堵要清洗取出污物。

6.8.2過道腔噴孔網(wǎng)因污堵要清理污物。

6.8.3重力自垂板閥長久停用時，閥軸生垢或生銹卡死，不能自如打開和關(guān)閉。板閥多次關(guān)閉撞擊閥座，產(chǎn)生機械磨損或缺陷要修復(fù)、更換。

以上維修更換均需拆開內(nèi)外泵殼，多個密封部位，修好重裝要保證多點密封，各部件性能良好是很難做到的！

可見單回路的“專利”技術(shù)，存在三類9項缺陷。某廠商在介紹其專利新技術(shù)優(yōu)點時，“該機特點是一天開機4～6次，每次數(shù)分鐘，每次連續(xù)送球洗刷冷凝器5～6個循環(huán)，這樣才能保證清洗效果更好”。忘記了“專利技術(shù)”的構(gòu)造是不能連續(xù)清刷2次的！（見圖5-10）只要發(fā)球泵不停，即使開泵100h，因重力止回閥的止回作用，海綿球只能在回球分離腔內(nèi)！只有停泵后，重力自垂閥下落打開，海綿球克服浮力下緩慢地下落到送球腔，此時送球腔水壓P1大于回球腔水壓P3，海綿球自重下落需要較長時間。數(shù)分鐘以后，再開泵，重力自垂閥完全關(guān)閉，才具備送第二次送球清洗的條件。只有普通多級泵才具備幾分鐘內(nèi)連續(xù)循環(huán)洗刷多次的好效果！

7、黑匣子專利技術(shù)是一個回路的技術(shù) 。

7.1有一種OES冷凝器自動清洗專利技術(shù)：外形是一個鐵皮封死的黑匣子，進出水管DN50各1條，分別接到分離器出球管和冷卻進水管，分離器是直管同心式。外形見圖11，專利原理見圖12。
    7.2黑匣子內(nèi)主要設(shè)備及部件：①注球器（五通罐體）1個，②回球器（直管同心分離器）1個，③球體分離器（三通罐體）1個④電動三通閥2個，⑤水泵1臺，⑥止回閥3個，⑦控制箱1個。

 

   

 

7.3工作流程是：

1.送球、一次回球路線：電動閥4上通，電動閥9下通，水泵5開，見綠色虛線流程：

 

 

2.二次回球路線：電動閥4下通，電動閥9上通，水泵5開，紅色虛線流程：注球器1     電動閥9       水泵5   止回閥10    球體分離器3    電動閥4

7.4OES是一代三型與一代四型的混合系統(tǒng)，是一個回路的變形技術(shù)。與已被淘汰的一代三型對比：1.增加了熱短路。2.增加了送回球泵功耗2.2～5.5kw。與一代四型比較：1.一個回路的5個缺陷全部繼承。2.增加了“球體分離器”、“注球器”、2個三通電動閥、3個止回閥的局部水阻，理論上送回球泵功耗更大。3.增加了海綿球由薄板槽形分離網(wǎng)抗彎強度低（見圖13），造成的漏失。4.增加了二次回球的功耗。

8、三條腿+黑匣子，是一個回路技術(shù)!

近年有一種BLS技術(shù)進入市場，從外表看是一個密封鐵箱外接三條水管，既不像一個回路也不像兩個回路？見圖14，查其腹內(nèi)也不是兩個回路技術(shù)。與一個回路比較，似乎多了一條不知何物的腿？

 

剖析如下：

 

8.1 BLS原理圖

 

8.2 、BLS送球路線

 

 

8.3、BLS回球路線

 

 

8.4、BLS與一個回路相同的是：

1、送回球功耗大，7.5kw；

2、海綿球幾種事故磨損、電動閥吃球。

3、收球器（分離器）水阻大；

4、送回球有熱短路；

5、收球器分離網(wǎng)不能拆卸；

不同的是：

系統(tǒng)復(fù)雜，6個電動閥的故障率高3倍！是一個能耗高、高故障率、節(jié)能率最低的不實用新型技術(shù)！

綜上分析，一個回路送回球的所謂“簡單”，實際是殘缺！二個回路送回球是減少耗能、熱短路、海綿球事故磨損不可省的！
在此剖析出來，可與同行廠家、暖通專家和節(jié)能企業(yè)共同探討，如有謬誤之處，歡迎批評糾正。讓我們共同開創(chuàng)節(jié)能減排科學(xué)技術(shù)與市場機制更加陽光的明天

參考文獻

1.《流體力學(xué)泵與風(fēng)機》許玉望主編  中國建筑工業(yè)出版社

2.《工程熱力學(xué)》A.M 李特文著  高等教育出版社

3.《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》（第二版）陸耀慶北京：中國建筑工業(yè)出版社  2008年

4.《采暖通風(fēng)與空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003  中華人民共和國建設(shè)部主編 北京：中國計劃出版社2003

5.《節(jié)能技術(shù)與市場》2008第二，三期。深圳市節(jié)能專家委員會 深圳市節(jié)能專家聯(lián)合會

6.《深圳市暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)論文集》2010年12月 深圳市制冷學(xué)會暖通空調(diào)委員會