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在暖通空調工程運行里,對冷卻器的應用是十分廣泛的。
盡管冷卻器有著各種不同的形式,本質上來說其原理均為實現冷、熱流體間的熱量傳遞。在社會經濟水平提升的背景下,采暖空調的能耗在建筑行業(yè)能源消耗中所占比重逐漸增大。怎樣將采暖空調裝置的能源進行更有效的利用,對于建筑領域的節(jié)能減耗意義重大。冷卻器是暖通空調工程中的常用裝備,在設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工程中冷卻器的運行管控。
一、實驗步驟及實驗數據采集該實驗針對暖通空調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,它們與相關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:(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,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在流量變化時形成的阻力損耗。應注意的是,對于水的流量調整變化值應該控制在50升/小時。這樣,便能得到一系列的與流量相關的溫度、壓差數據。
對實驗數據的整理與分析實驗結束后,實驗組結合實驗數據,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,并制成表格便于直觀觀察。
冷水流量恒定,調節(jié)熱水流量這兩組數據的整理、分析,可以得出結論: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、套管式冷卻器的數據更為明顯、典型。結合相關實踐經驗與科學結論可知出現上述結長,水中的渦體增多,內部運動加劇,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系實驗中,因為水的流量增加時,流速也會隨之提高。多數實驗證明,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,進而使得設備中的水泵耗能變大。從具體數據分析可知,當流體的流量變大時,阻力的損失會以更快的速度增長。在生產實踐中,導熱數值與換熱量的變大對生產起正面作用,但是阻力的損失變大,對設備運行起負面影響。
在這樣一種情況之下,暖通空調工程的運行中會有一個能使雙方面實現相對平衡的流量數值。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,應當采取如下的計算方法(以列管式冷卻器為例):設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)的相乘所得數值。w而平均換熱量與冷卻器的管網阻力損耗的差值可以表示為(Q為冷卻器平均換熱量):根據上述公式進行計算,并且利用表格的形式,進行更直觀的統(tǒng)計、觀察,可以進一步得出結論。
四、冷卻器在暖通空調工程中的節(jié)能在實際的生產實踐當中,針對投入生產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造是相對確定的,因此,如果要實現設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調一致。
暖通空調工程實際運營時,必須在換熱裝置運行的最初階段,開展科學系統(tǒng)的數據測研項目,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,可能使設備由于沉積性物質過多等而導熱功能降低。有鑒于此,在實際生產中應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。
結語:本文通過借助供熱設備中的水-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據,用以有效說明在暖通空調工程中冷卻器的運行節(jié)能作用。對于暖通空調工程中的其它裝置設備來說,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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