幾種不同類型的空調冷凝器自動清洗系統的性能比較和發展趨勢的探討《五》
本文以當前冷凝器海綿球自動清洗常見的幾種技術為版本，從科學性，實用性的角度，歸納出五代冷凝器自動清洗技術的各自特性，改進的理由和發展趨勢。對本行業技術的科研、生產和使用，有重要的參考價值。
羅碧玉1 程瑞端2 秋石3
1.深圳市新怡空調設備有限公司 2. 深圳職業技術學院
Luo Biyu1 Doctor Cheng Rui duan 2 Qiu shi 3
1.Shenzhen xinyi air－condition equipment co.ltd
2. Shenzhen professional technics college
摘要：本文以當前冷凝器海綿球自動清洗常見的幾種技術為版本，從科學性，實用性的角度，歸納出五代冷凝器自動清洗技術的各自特性，改進的理由和發展趨勢。對本行業技術的科研、生產和使用，有重要的參考價值。
Abstract: based on the current condenser sponge ball automatic cleaning of several common technology for version, from the Angle of scientific, practical, summarized the five dynasties condenser automatic cleaning technology of their respective characteristics, improving reason and its development trend. This technology of scientific research personnel and production workers, has reference and reference value.
關鍵詞：冷凝器，水阻，熱阻，事故磨損，節能減排。
Keywords: condenser, water resistance, thermal resistance, accident wear and save energy.
作為一種節能減排的新技術，空調冷凝器自動清洗技術問世不過十幾年，卻有著異常迅猛的發展速度，現在已進入第五代，即一種高效實用的物理空調冷卻水處理系統。這是當今節能減排科學技術發展的必然趨勢。
我們卻時常聽到一些這樣的埋怨：“什么節能減排？都是騙人的！花了不少錢，節了多少能？減了幾多排？”是因為以往有些“節能公司”用了一些尚未成熟的技術，作了一些不實的承諾，對節能用戶進行了誤導，以至被騙的用戶心有余悸。
《冷凝器自動清洗系統存在的缺陷及其改進的探討》四論發表以后，得到了同行和專家們的普遍關注和熱烈討論，給我們提出了很多問題和積極的建議。因為不能一一作答，在此表示由衷的感謝和鞠躬歉意！
既然是科學的技術，那就可以公開討論，可以公平爭論，既然節能減排是陽光事業，就不應以行業“長輩”身份制定的《行業標準》來壟斷行業，卻把國內外的大量先進技術排斥在行業之外！節能減排是人類及地球動植物共同生存所必須！這項技術要完善、要發展、要進步是必由之路！在科學和社會進步中，有無數的矛盾，新陳代謝，優勝劣汰才是必然的規律。
下面我們想從幾個主要方面，就節能用戶和行業專家必須關心的問題，與大家共同探討冷凝器自動清洗系統的綜合性能比較:從冷凝器自動清洗技術的產生，各種已知技術存在的問題，為什么要更新換代？冷凝器自動清洗系統的現狀和發展趨勢。
1.按設定指令準確周期地送回海棉球，對冷凝器銅管內壁洗刷，是完成冷凝器自動清洗的基本要求。這是第一代國產產品，常見技術主要有兩種：
1.1靠冷卻水管上下管段壓差送球，冷卻回水管與大氣壓差排水回球。(見圖1)《討論一》對這類“一代三型”技術有詳盡分析。主要缺陷是：
1.1.1回球一次排水一次約100~150L
1.1.2直管同心分離器水阻大，分離網也不易拆裝保養。
1.1.3 老式格柵多焊點分離網容易漏球。
1.1.4在鋼管上繞線圈，通高頻電作水質處理是無意義的，在鋼管表層產生渦流起負作用。這種技術后來有些改進，例：在送球路線加1臺水泵加速送球，在回球路線加1臺水泵將原排水改到送回冷卻塔，而不再排到下水道，沒有本質上的改進。（見圖1-2圖1-3）
1.2用高壓泵送回球，送回球為同一回路。（見圖1-4）《討論三》對這類“一代四型”技術有詳細分析，“四型”技術雖然送回球不排氣排水，卻因選擇了不當的送回球路線，從流體力學，熱力學，傳熱學和機械設計上出現原則失誤，導致五個缺陷：
1.2.1送回球泵是合理途徑選用水泵功率0.75kw的4~7倍，該技術所用水泵為3~5.5kw。從圖1-4的分析可知，這是一種逆流向送回球方式，所以功耗是4～7倍。
1.2.2 海綿球路經水泵是事故磨損，球耗是自然磨損的12倍。
1.2.3 直管同心式小變徑短距分離器的局部水阻是Y型T型分離器水阻的16~25倍，見《討論三》，冷卻泵因此增加功耗是Y型T型分離器的16~25倍！
1.2.4 經吸熱后出來的高溫冷卻水，由送回球路線回到了冷卻后低溫的冷卻送水管造成熱短路，使冷卻水循環加熱升溫，降低了冷凝效率，增加空調主機階段性耗電約10% 。
1.2.5 直管同心分離器分離網裝拆保養沖洗不便。
因為送回球用同一回路，“一代四型”技術不得不使用比合理路徑高4~7倍功率的送回球泵，作為克服逆流送回球的額外耗能（見圖1-4）。所以《行業標準》中的流量、流速是這種技術不可克服的的致命缺點！
“一代四型”技術設有清洗計數功能，但因其系統沒有一次送球回球的指令和檢測元件，而是以路線距離或送球時間除以水流速度推算送回球次數。不同的冷卻系統有不同的水阻、流速，送回球水管長短、閥門、管件的數量及水阻都影響到一次送回球的周期，而“一代四型”技術系統中并沒有設這些檢測取樣和感應元件，所以這種計數只能作為經過多少個設定清洗周期的計錄，而不是準確的整數清洗次數。
2分離器水阻的大小對冷卻主泵的功耗影響，用兩個不同的送回球回路使海綿球從事故磨損變為自然磨損。
是第二代冷凝器自動清洗系統的特征。代表產品主要是進口產品。（見圖2）與一代產品不同的是該產品用了兩個不同的回路送回球，送回球不經過水泵和電磁閥，回球率可達到100%。Y型T型球水分離器的分離段加大了2~3號管徑并有合理的長度，得到了冷卻進出水主管截面4~5倍的過水面積，即更小的局部流速和水阻。
與一代“四型”產品相比，二代分離器局部水阻只有一代的1/16~1/25。與一代“四型”產品相比，二代技術的送回球分別使用兩個回路的合理性，海綿球是自然磨損，海綿球使用壽命增加了12倍，由60天的加球周期變為2年，這是二個質的突破。
二代產品用壓縮空氣送回球，噪音、磨 損大，回球有水損耗，有氣蝕氣堵，所以仍有待改進。
3 送回球的排氣排水，對空調冷卻水系統的綜合節能影響較大，不容忽略！
第三代冷凝器自動清洗系統改用水泵送回球，保留了分離器水阻小，二個不同回路送回球的優點，使送回球無排氣排水，第三代技術原理見（圖3）。
冷凝器海綿球清洗的周期設定是1h一次，每次送球的時間為60s，回球時間是90s，設每年主機運行6000h，每次排水量為150L，采用排水回球的方式，一年排水量6000h×150L=900m3,這種排水不僅是水的浪費，因為冷卻水中有軟水除垢、預膜緩蝕、殺菌等藥劑的定時定量的添加。不斷排水后的不斷補水就稀釋了水處理藥劑的濃度，需要額外添加才能保持水處理效果，加大了水處理費用和成本。
第三代冷凝器自動清洗系統分離器水阻小，二個不同回路送回球，送回球為自然磨損，回球率100%，送回球泵功率為0.75ＫＷ，是“一代四型”逆流送回球泵功率的１/4—1/7。并做到送回球不排氣排水,是可賀可喜的進步。缺陷是所用Y型分離器仍有回球死角，沒有T型分離器。（見圖3-1）
4 沒有回球死角的Y型T型分離器，縮短分離段長度1/3，回球快捷順暢。減小排除送球途中的各種堵塞卡球，是保證自動清洗系統連續有效清洗的必要措施。第四代自動清洗系統送回球原理與三代同。見(圖3)，其改進有：
4.1 Y型的專利分離器消除了回球死角。見（圖4-1）
4.2 T型的專利無回球死角分離器，解決了特殊條件下的安裝空間局限問題。（見圖4-2）
4.3 海綿球損耗和堵塞的解決途徑：
4.3.1冷凝器銅管口的卷邊，毛刺，不圓，污雜物的清理和處理。
4.3.2送回球路線中的其他死角，例如并聯2個冷凝器的進出水聯通管送回球死角的處理。
4.3.3海綿球軟硬，彈性和直徑的選型。以往理論認為海綿球外徑Φ2≥銅管內徑Φ1±5%，但實際上海棉球遇熱后體脹系數≥10%，且遇熱后易老化、會變硬。在銅管內熱脹堵塞的機會很大。選擇適當的海綿球外徑，適中的硬軟和彈性，不易老化的材質都非常重要并有實驗數據，不可隨意。
4.3.4舊系統銅管內水垢較厚，減小了銅管內徑，增加了內壁的摩擦系數，易塞球，通炮要嚴格執行特定工藝。
4.3.5空調主機關機后，冷卻泵延時2分鐘關泵，此時海綿球如果已送出，應在2分鐘收回。防止下次開冷卻泵時海綿球靜態堵球，要有機械和電氣連鎖，減少堵球和逆行失球。
第四代冷凝器自動清洗技術還有嚴格的安裝操作規程，并包括安裝人員的質量安全培訓，有多重的電氣連鎖，機械阻止海棉球逆向流動的措施，減少了堵球、失球的機會，是相對更完善的空調冷凝器自動清洗系統和技術。
第四代冷凝器自動清洗代表產品是xy-abcs，該產品已獲得5項國家專利，并有注冊商標。
5 冷卻水的過濾排污、殺菌和軟水是無可回避的新課題。用全物理的方法解決空調冷卻水不再受污垢、菌藻和硬水的困擾，是行業長久的期盼。
《一種高效實用的物理空調水處理系統》其功能是：
5.1 沙缸過濾，定壓或定時反沖排污。渾濁有污雜物的冷卻水變得清澈，傳熱更好的水。
5.2 串聯高壓紫外殺菌腔，有效殺死流動中的冷卻水里的菌藻。
5.3 特殊頻率波型的電磁波除垢軟水?？墒沽鲃又胁婚g斷水共振傳遞電磁波能量，達到小功耗、高效率軟水除垢的最佳效果。
第五代產品技術代表是xy-ww，由深圳市新怡空調設備有限公司、深圳職業技術學院的科研人員經過多年檢索，研究國外分立或組合的類似產品，經大量實驗優化，研發生產出國內第一臺高效實用的空調物理水處理系統，填補了該項技術的國內空白，成功的把空調冷凝器自動清洗技術推上了第五代。（見圖5）見《一種高效實用的物理空調水處理系統》論文四。
6 每節能1000Kwh(度)電，節能設備耗電量Kwh(度)，是評價節能率和節能技術綜合性能的重要依據。
有些“節能”公司和耗能用戶，在選擇節能產品技術的時候認為：“海綿球清洗技術，大同小異，都能節能。所以選擇樣板工程多的品牌就行。”這是一種不自信、不專業的誤導和被誤導！一代冷凝器自動清洗技術與二、三、四代技術相比，綜合性能和能耗有很大的差異及本質的不同，并非“大同小異”！作為一種節能減排的新科學技術，其節能率和節能量，節能設備或工藝自身耗電多少？既可以檢測也能計算！見《討論二》。
6.1冷凝器自動清洗系統自身耗能主要有三個方面：
6.1.1送回球泵的耗電。
6.1.2分離器水阻導致冷卻主水泵的耗電。
6.1.3 送回球泵熱短路造成空調主機階段性能耗。
例：1臺835RT離心式水冷冷水機組，輸入功率564kw，每年運行6000h，平均開機率為85%，冷卻泵流量645m3/h,揚程H=20m，功率P=75kw。一代“四型”送回球泵5.5kw，2h清洗1次，每次送回球開泵時間150s，分離器水阻33kp（3.3m)。四代送回球泵0.75kw，送回球一次開泵共25s，1h清洗1次，分離器水阻按3.3/20m計，海綿球清洗省電按12.5%計。
兩種不同的技術省電耗電如下：
6.2一代四型技術每年節省耗電量：
6.2.1主機省電：564kw×6000h×12.5%×85%=359550kwh
6.2.2送回球泵(發球機）耗電：5.5kw×150/7200×6000h=687.5kwh
6.2.3冷卻泵（分離器水阻）多耗電：75kw×6000h×3.3/20=74250kwh
6.2.4 熱短路造成主機階段性耗電：564kw×10%×150/7200×6000h=7050kwh
6.3四代技術每年省電耗電量：
6.3.1主機省電：564kw×6000h×12.5%×85%=359550kwh
6.3.2送回球泵耗電：0.75kw×25/3600×6000h=31.25kwh
6.3.3冷卻泵（分離器水阻）多耗電：75kw×6000h×0.165/20=3713kwh
6.3.4 熱短路耗電=0
兩組數據比較：1、空調主機年省電一樣359550kwh。2、一代“四型”技術一年耗電81987.5 kwh，四代技術一年耗3744kw兩者相差78243.5 kwh。一代四型技術每年多耗電是四代技術的21.9倍。
可見主機省電相同，冷卻水泵、供回球泵及熱短路耗電大不相同！設計設備壽命20年，則一代四型多耗電1564870 kwh！這是大同小異嗎？
空調冷凝器自動清洗技術已不可逆轉地升級到第五代！空調節能減排科學技術已進入航母、核潛艇時代，“北洋水師”的《行業標準》是否要下崗？不要忘記“北洋艦隊”全軍覆沒的悲壯和國恥！關系到國策民生，關系到國內外最新的先進科學技術能否進入中國節能減排市場？科技的開放，行業的開放，是優勝劣汰、推陳出新，行業健康發展的必由之路。
參考文獻
1.《流體力學泵與風機》許玉望主編 中國建筑工業出版社
2.《工程熱力學》A.M李特文著 高等教育出版社
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4.《采暖通風與空調調節設計規范》GB50019-2003 中華人民共和國建設部主編北京：中國計劃出版社2003
5.《節能技術與市場》2008第二，三期。深圳市節能專家委員會 深圳市節能專家聯合會
6.《深圳市暖通空調制冷學術會論文集》2010年12月 深圳市制冷學會 深圳市土木建筑學會暖通空調委員會
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2022-10-31
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