冷水机组冷凝器污垢热阻在线检测方法研究

摘要

中央空调系统占建筑总能耗的比例约为50％,而冷水机组又占常规空调能耗的53％左右。冷水机组随着运行时间的延长,由于污垢的存在,换热器的传热性能显著变坏。目前,减少冷水机组污垢在节能方面的意义似乎没有引起足够的重视。因此,减缓和阻止冷水机组污垢的形成是节能工作的重要组成部分,开发实时、在线、使用方便的冷水机组污垢现场检测技术和方法具有十分重要的现实意义。
　　 本文从基本传热学原理出发,建立了一种适用于冷水机组的污垢热阻在线监测模型。测出冷却水的流量,冷却水的进、出口温度和冷凝器的冷凝温度,便可以计算出冷凝器内两测试状态下的单位面积污垢热阻变化值。
　　 对冷凝器结垢后的总传热系数及其组成部分进行了分析,确定了其五个分量的数量级。通过研究对流换热系数与冷却水流量的关系得到对流换热系数变化率随流量百分比变化曲线。通过研究冷凝换热系数与热流密度的关系得到对流换热系数随负荷率变化曲线。结合两条曲线的变化特点和冷水机组的安全运行,提出了在线检测模型应用于现场的前提条件。
　　 根据在线检测模型确定了现场测试方案,利用力控监控组态软件建立了现场监控和分析系统,实现了直观反映冷却水和冷冻水进出口温度变化情况、冷却水和冷冻水流量变化情况;在测试期间,机组运行工况稳定、可靠:数据的二次计算、记录和自动分析,能直接反映污垢热阻值。
　　 对于分量不确定度的评定方法,本文根据测试的特点选择了不确定度的B类评定。对于不确定度的合成,利用对一次冷水机组清洗前后两次测试,按照公式计算得到各测试量的灵敏系数和总体不确定度,该值在允许范围之内。同时,按照分量不确定度的推算方法,确定了各分量的允许不确定度。由此可知,在所选仪器条件下,测得的污垢热阻是可靠的。
　　 最后,通过对运用胶球清洗系统的冷水机组冷凝器进行测试,验证模型的正确性和清洗效果。测试发现,清洗前后污垢热阻值降低了3.56×10-4。此次测试的不确定度为4.80％,满足现场测试不确定度的要求。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 冷水机组冷凝器中的污垢

1.2.1 污垢的类型

1.2.2 污垢的产生及危害

1.2.3 研究意义

1.3 污垢在线检测技术研究现状

1.3.1 污垢在线检测原理研究发展及现状

1.3.2 污垢在线检测设备的现状

1.4 本文的研究内容

第2章 污垢热阻在线检测模型的建立.

2.1 在线检测模型

2.2 在线检测模型特点分析

2.2.1 模型的特点

2.2.2 模型工况分析

2.3 在线检测工况确定

2.4 冷水机组负荷率的影响

2.5 本章小结

第3章 污垢热阻在线检测装置系统

3.1 污垢热阻现场测试方案

3.1.1 测试参数

3.1.2 测试仪器

3.2 数据分析系统

3.2.1 系统功能

3.2.2 系统组成

3.3 本章小结

第4章 测试结果不确定度分析

4.1 分量不确定度的评定方法选择

4.2 测量仪器的标准不确定度

4.3 不确定度的合成

4.4 不确定度的合成实验

4.4 本章小结

第5章 在线检测系统在冷凝器清洗效果中的应用

5.1 常用冷凝器清洗方法

5.2 胶球在线清洗方法

5.3 胶球在线清洗测试

5.3.1 测试现场介绍

5.3.2 测试结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢