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在暖通空調(diào)工程運行里,對冷卻器的應(yīng)用是十分廣泛的。
盡管冷卻器有著各種不同的形式,本質(zhì)上來說其原理均為實現(xiàn)冷、熱流體間的熱量傳遞。在社會經(jīng)濟水平提升的背景下,采暖空調(diào)的能耗在建筑行業(yè)能源消耗中所占比重逐漸增大。怎樣將采暖空調(diào)裝置的能源進行更有效的利用,對于建筑領(lǐng)域的節(jié)能減耗意義重大。冷卻器是暖通空調(diào)工程中的常用裝備,在設(shè)備的能耗縮減中占有重要地位。本文借助實驗對冷卻器的換熱量與阻力變化規(guī)律進行了研宄,并進一步探析了整個暖通空調(diào)工程中冷卻器的運行管控。
一、實驗步驟及實驗數(shù)據(jù)采集該實驗針對暖通空調(diào)工程中三種樣式的冷卻器(板式、套管式與列管式)開展換熱性能的檢測,而且對系統(tǒng)的供熱環(huán)節(jié)進行了全真模擬。
具體來講,操作系統(tǒng)中的3個冷卻器在管路系統(tǒng)里進行并聯(lián),它們與相關(guān)的管路都采取了保溫性能良好的聚苯乙烯硬脂塑料。在換熱過程中,以冷熱不同的水作為介質(zhì):(1)熱水由熱水泵從回水裝置里吸起,且輸送到加熱器,使溫度達到預(yù)定值;(2)將同樣溫度的熱水分別輸至三種不同類型的冷卻器中;(3)在冷卻器中,熱水同溫度低的水發(fā)生熱量交換,繼而回到回水裝置中。其中,冷水是通過冷水泵從冷水箱里抽出來的,冷水輸送到冷卻器內(nèi),在和熱水發(fā)生熱量交換以后,又輸送回冷水箱。
電加熱器選取數(shù)字化的溫控裝置對水溫進行管控。在冷卻器的出入口位置,安裝了銅一康銅熱電偶分別對冷水、熱水的溫度及時記錄,并安裝數(shù)字化巡檢儀把收集到的水溫顯示出來。
另外,在水泵的出入口上安有“U”型測壓計與測壓表,用來測算冷卻器的管網(wǎng)在流量變化時形成的阻力損耗。應(yīng)注意的是,對于水的流量調(diào)整變化值應(yīng)該控制在50升/小時。這樣,便能得到一系列的與流量相關(guān)的溫度、壓差數(shù)據(jù)。
對實驗數(shù)據(jù)的整理與分析實驗結(jié)束后,實驗組結(jié)合實驗數(shù)據(jù),通過運用專業(yè)公式,得出了冷卻器的平均換熱量與傳熱系數(shù),并制成表格便于直觀觀察。
冷水流量恒定,調(diào)節(jié)熱水流量這兩組數(shù)據(jù)的整理、分析,可以得出結(jié)論:3種冷卻器上均存在相似的變化規(guī)律。
具體來說,實驗可知:3種冷卻器的傳熱系數(shù)與平均換熱量與流量變化成正比。尤其是板式、套管式冷卻器的數(shù)據(jù)更為明顯、典型。結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗與科學(xué)結(jié)論可知出現(xiàn)上述結(jié)長,水中的渦體增多,內(nèi)部運動加劇,進而使得能夠阻止熱傳遞的層流底層愈來愈薄,并最終被破壞,所以傳熱會越發(fā)明顯。
探析流量和冷卻器阻力間的關(guān)系實驗中,因為水的流量增加時,流速也會隨之提高。多數(shù)實驗證明,流動的阻力變化情況與水的流速狀況成正比逐增。
實驗裝置中的水流變化,會影響傳熱效果,并導(dǎo)致冷卻器的阻力增減。
三:分析冷卻器的最佳運行狀態(tài)裝置中流體的流量越大,冷卻器的換熱量會越高,進而能夠使能源的有效利用率提升;另外,裝置中流體的流量越大,能造成流動阻力的變大,進而使得設(shè)備中的水泵耗能變大。從具體數(shù)據(jù)分析可知,當(dāng)流體的流量變大時,阻力的損失會以更快的速度增長。在生產(chǎn)實踐中,導(dǎo)熱數(shù)值與換熱量的變大對生產(chǎn)起正面作用,但是阻力的損失變大,對設(shè)備運行起負(fù)面影響。
在這樣一種情況之下,暖通空調(diào)工程的運行中會有一個能使雙方面實現(xiàn)相對平衡的流量數(shù)值。從整體能量的立場來說,該流量在冷卻器中能夠生成盡可能多的平均換熱量,用以抵減冷卻器之管網(wǎng)的阻力損耗。兩者相減得最大差值,我們就把這個流量值視作最佳運行流量。也就是說,所謂最佳運行流量,即獲取最篼的換熱值,同時付出最少的水泵耗能。
計算最佳的運行流量,應(yīng)當(dāng)采取如下的計算方法(以列管式冷卻器為例):設(shè)備的水泵在某時刻的流量下所耗的功是流量(M)和冷卻器阻力(H)的相乘所得數(shù)值。w而平均換熱量與冷卻器的管網(wǎng)阻力損耗的差值可以表示為(Q為冷卻器平均換熱量):根據(jù)上述公式進行計算,并且利用表格的形式,進行更直觀的統(tǒng)計、觀察,可以進一步得出結(jié)論。
四、冷卻器在暖通空調(diào)工程中的節(jié)能在實際的生產(chǎn)實踐當(dāng)中,針對投入生產(chǎn)一段時間的冷卻器來說,很大一部分是因為它自身的器械構(gòu)造是相對確定的,因此,如果要實現(xiàn)設(shè)備的換熱效率得到明顯提升,需要特別重視對于不同溫度的流媒介流量的管控,并且兼顧到流量加大時,能使水泵作功耗能變多的部分。這樣來看,最佳的運行流量也就是上述二部分的協(xié)調(diào)一致。
暖通空調(diào)工程實際運營時,必須在換熱裝置運行的最初階段,開展科學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測研項目,在模擬化的環(huán)境求得最佳運行流量,以這一流量數(shù)值作為控制點,以確保工程裝置的可持續(xù)性高效運行。另外,因為冷卻器的長時間使用,可能使設(shè)備由于沉積性物質(zhì)過多等而導(dǎo)熱功能降低。有鑒于此,在實際生產(chǎn)中應(yīng)該盡量保證對裝置進行常規(guī)化測驗,有助于及時有效的管控、運行。
結(jié)語:本文通過借助供熱設(shè)備中的水-水換熱裝置,進行了模擬化試驗,并且分析、整理了具體的實驗數(shù)據(jù),用以有效說明在暖通空調(diào)工程中冷卻器的運行節(jié)能作用。對于暖通空調(diào)工程中的其它裝置設(shè)備來說,形式各異的冷、熱媒熱量傳遞,大都同屬于流體之間的熱量傳遞,所以本文的探討在整體上有一定的代表性,舉一反三,由此可以了解到其它裝置的類似規(guī)律。
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