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1、 何艳平 胶球在线清洗技术 在 中 央 空 调 冷 水 机 组 中 的 应 用 深圳市勤达富流体机电设备有限公司 中国深圳 2011年11月 第一篇 公司简介 第二篇 污垢对冷水机组COP制冷系数(耗能)的影响 第三篇 胶球在线清洗装置HCTCS取代定期机 械捅刷，使冷凝器管始终处于洁净状态 2 3 第一篇、公司简介 4 成套设备 供应商 C C E E A A DD 节能设备、工程 给水、排水系统 中央空调系统 蒸汽热水系统 工业配套 BB 我司致力于： 5 专利产品 自主开发、销售、服务自主开发、销售、服务 冷水机组水冷管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置HCTCS(取得3项国家专利) 变频稳
2、压供水系统装置 VBS中央空调一、二次变频控制系统VKS 6 国内外多家知名品牌签约代理商 7 国内外多家知名品牌签约代理商 8 从1999年走来，感谢一路上有您的支持 广州宝洁 华润置业 博世汽车 深圳会展 丽兹卡尔顿 广州捷普 意法半导体 9 第二篇 污垢对冷水机组COP(耗能)的影响 10 运行COP 名义COP 为什么存在巨大差距? 11 中央空调系统 冷水机组通过压缩机将制冷剂压缩成液态后 送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冻水制冷， 冷冻水泵将冷冻水送到各风机风中的冷却盘管中 ，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后制 冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行 热交换，由冷却水泵将
3、带来热量的冷却水泵到散 热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气 之间进行热交换，将热量散发到大气中去。 12 冷水机组的制冷原理 13 问 题解决方案 在线清洗 14 新机冷凝器管内壁洁净 污垢对冷水机组COP(耗能)的影响 15 冷凝器管内壁积累大量水垢、污垢、生 物污泥，使冷凝器的传热效率降低。 16 17 组 成热传导率W(m k) 水 垢 碳酸盐垢 硅酸盐垢 磷酸盐垢 0.4-0.7 0.2-0.5 0.6-0.8 生物污泥生物薄层（水分占90%左右）0.08-0.1 腐蚀物 Fe2O3 Fe2O4 3-7 1.2 母 材 碳钢 铜 40-70 370-420 18 4.3.2.2
4、 名义工况的其他规定 a）机组名义工况时的 蒸发器水侧污垢系数为 0.018m2/KW， 冷凝器水侧污垢系数为 0.044m2/KW GB/T 18430.1-2007 19 污垢与冷水机组耗能的关系 污垢系数污垢厚度 耗能增加（% ） h.ft 2.F/Btu ./kw 英寸毫米 0.000250.0441/3200.13.1% 0.000500.0881/1600.26.2% 0.001000.1761/800.412.4% 0.002000.3521/400.824.8% 数据来源于美国冷暖空调工程师协会2000年手册 20 换热 器水侧的污垢 热 阻对空调和制冷设备 的性 能有显著影响
5、， 冷凝温度升高1，冷 水机组组性能约约降低4%。 美国空调制冷学会(ARI)的1997导则E第4.3条指出： 21 美国空调调制冷学会(ARI)的1997导则导则E 第4.3条 指出：换热换热器水侧侧的污污垢热热阻对对空调调和制冷设备设备 的 性能有显显著影响， 例如水冷式冷水机组满负组满负 荷运行时时，换热换热管管壁 为为清洁洁状态态，冷水的出水温度为为7 ，冷却水离 开冷水机组组的温度为为35 ，冷水机组组制冷剂剂的冷 凝温度为为36 ，蒸发发温度为为6 ，其能耗系数 为为0.60kw/tom。如果冷凝器和蒸发发器水侧侧的污污垢热热 阻均为为 4.4 x 10-5m2 / W，则则制冷剂
6、剂的冷凝温 度升高为为37 ，蒸发发温度降低为为5 ，其能耗 系数为为0.65kw/ton，即运行费费用增加了8.3%，实际实际 的影响由于冷凝器和蒸发发器换热换热管的形式不同可能 会有些许许不同。根据对对制冷循环环的性能计计算可知蒸 发发温度降低1 使冷水机组组性能降低的数值值比冷凝 温度升高1使冷水机组组性能降低的数值值高10%。因 此可以认为认为: 冷凝温度升高1，冷水机组组性能约约降低4%。 It is said that 4.3 item of “1997 GUIDELINE for FOULING FACTORS: A SURVEY OF THEIR APPLICATION IN
7、TODAYS AIR CONDITIONING AND REFRIGERATION INDUSTRY” of AIR-CONDITIONING thus increasing operating costs by 8.3%. The impact could be greater or less than this, depending on the type and amount of tube surface used in condenser and evaporator. According to calculation of performance for a refrigerati
8、on cycle, the COP of a chiller decreases as evaporation temperature decreases 1 10% more than condensation temperature increases 1 . So, the COP of a chiller decreases 4% as condensation temperature increases 1 . 22 1、逆卡诺循环的制冷系数 为: 2、式中: 蒸发温度 5.55.5 冷凝温度 36.537.5 制冷系数（理论上）8.998.71 相对冷凝温度为36.5时，冷凝温度升
9、高1 制冷系数降低百 分数(%) 3.13 3、冷凝温度对逆卡诺循环制冷系数的影响 逆卡诺循环的制冷系数理论计算 23 第6.2.3条从运行费用来 说，冷凝温度越低，制冷系 数越大，可减少压缩 机的耗 电量。 例如，当蒸发发温度一定 时时，冷凝温度每增加1 ， 压缩压缩 机单单位制冷量的耗功率 约约增加3%-4%。 采暖通风风与空气调节设计规调节设计规 范国标标 GEJ19-87 24 冷凝温度升高1，冷水机组组性能约约降低4% 逆卡诺循环的制冷系数 美国空调制冷学会 (ARI)1997导则E 采暖通风与空气调节设 计规范国标GEJ19-87 25 化学水处理+周期人工机械捅刷 化学水处理目的
10、： 防腐蚀 阻 垢 杀菌灭藻 污垢传统的处理方法及与COP的关系 26 化学水处理并不能彻底解决污垢，粘泥沉积，菌藻、锈蚀物的产生， 所以需辅助定期的机械捅刷. 27 28 1.2 1.5 13.2 4.5 11.2 4.0 9.2 3.5 0 1.2 3.2 2.0 5.2 2.5 7.2 3.0 15.2 5.0 多耗能 （%） 温度端差 （冷媒的冷凝温度与 冷却水出口温度差） 新冷水机组1.2温度端差 周期机械捅刷周期机械捅刷周期机械捅刷 传统的污垢解决方法与COP（耗能）的关系 29 取代定期机械捅刷，使冷凝器管始终处于洁净状态 胶球 清洗装置HCTCS在线 第三篇 30 综合流体、胶
11、球、水力机械、微电脑控制等技术达到 最简单清洗冷凝器内壁的解决方案。 工作原理 31 发球机将胶球发入冷凝器中，胶球依靠水压差擦洗掉 换热管内壁的污垢，在冷却水出口端通过捕球器回收胶球 至发球机形成一个清洗循环，通过微电脑控制程序设置清 洗频率和次数，达到自动在线清洗功能。始终保持冷凝器 内壁洁净，换热效率最高，冷水机组制冷效率最高，降低 能耗，节省能源，提高浓缩倍数，节水。 用影音风暴演示工作原理 32 主要组成部件 不锈钢主体，专利结构，连接口径 DN50、DN65、DN80，承压16bar、 25bar,发球水流量大于8升/秒。 内置微电脑控制器、温度记录仪 （可选件）、清洗次数计数器、
12、RS485 接口，控制胶球的发出、回收以及发 球收球的频率和次数。 电源：3x380V50Hz，配电最大功 率3KW、5.5KW,电力消耗小于1KWh/天. 发球机 控制箱 33 内置不锈钢滤网，碳钢外壳 ，用于收集胶球，承压16bar、 25bar,流速小于3.0m/S时，捕球 器局部阻力损失小于0.5m,有效通 过面积大于连接管道截面积的3倍 。 捕球器 34 型 号规格DNDWdnLAB TRAR-1501501502195055022090 TRAR-2002002202735067025090 TRAR-2502502503255076029090 TRAR-300300300426
13、50970320100 TRAR-350350350480501140350135 TRAR-400400400530651210380135 TRAR-450450450630651450430150 TRAR-500500500630651450430150 TRAR-600600600720651670480180 35 由特殊橡胶海绵制成（欧美进口） 耐磨,湿态直径比换热管内径大1-2mm,寿 命期内耐化学水处理药剂腐蚀，不老化 ，用于清洁管内壁污物。 胶球 使用寿命：一个制冷季 使用次数：3000次 36 37 （美国原装进口）封装在直径17mm的 不锈钢外壳内的计算机芯片，防水耐腐
14、蚀 ，自动定时记录温度，储存1万组数据，寿 命十年，随时检测HCTCS系统运行效果，可 现场下载或RS485远传。 芯片级温度记录仪 38 阀门、视镜、水流开 关、压力表、管道等（收 球、发球管径DN50、DN65 、DN80） 管路（附件） 39 胶球在线线清洗装置功能 l 提高运行COP 5-15%，保证冷水机组运行效率 l 清洗过程不影响冷凝器及冷水机组正常运行 l 根据水质情况灵活设定清洗频率 l 保证冷凝器始终处 于最高换热 效率状态 l 消除腐蚀根源，延长换热 管使用寿命 l 提高循环水浓缩 倍数至10倍，减少排污，节水 l 减少化学药剂 的使用，降低环境污染 l 简单 可靠的自动
15、在线清洗系统的设计 40 lGB 50050-2007 3.1.12条 在浓缩倍数1.510.0的条件下,通过对 循环冷却水量为10000M3/h 的计算得出: 41 l例如： 1500RT的冷水机组，当浓缩 倍数 由5倍提高到10倍时，年运行时间 按 3000小时算，每年可节水6600吨水。 42 1.2 1.5 13.2 4.5 11.2 4.0 9.2 3.5 0 1.2 3.2 2.0 5.2 2.5 7.2 3.0 15.2 5.0 多耗能 （%） 温度端差 （冷媒的冷凝温度与 冷却水出口温度差） 新冷水机组1.2温度端差 周期机械捅刷周期机械捅刷周期机械捅刷 使用胶球自动在线清洗装
16、置 增加的耗能增加的耗能增加的耗能 取代传统周期机械捅刷,保证温度端 差增量不超过0.4,降低冷水机组能耗 。 污垢彻底解决方法与主机COP的关系 43 我司起草国家行业标准 JB/T11133-2011冷水机组水冷管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置 胶球在线清洗装置国家行业标准核心内容介绍 44 45 5.4 性能要求 5.4.1 发球性能 a) 清洗装置的发球速度应能保证所有胶球到达冷凝 器前端板的时间差控制在5s之内，使每个胶球能同 时清洗不同的换热管。 46 5.4.2 捕球性能 a） 清洗装置应能正常回收胶球，不漏球，不积球。 b） 捕球器水阻： 当名义额定流速小于3.0m/s，在捕球网面清洁时，局 部阻力损失应在0.5m水柱以内。 47 5.4.3 使用性能
