專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于蒸氣壓縮循環(huán)冷水機(jī)組的冷凝器污垢檢測(cè)方法
一種用于蒸氣壓縮循環(huán)冷水機(jī)組的冷凝器污垢檢測(cè)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬暖通空調(diào)工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于監(jiān)測(cè)冷水機(jī)組冷凝器結(jié)垢故障的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
冷凝器是中央空調(diào)冷水機(jī)組系統(tǒng)中的重要換熱設(shè)備，其作用是利用冷卻水介質(zhì)將來(lái)自壓縮機(jī)的高溫高壓氣態(tài)制冷劑予以冷卻并使之在冷凝器內(nèi)液化。冷水機(jī)組的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)多為敞開(kāi)式系統(tǒng)，由于冷卻水介質(zhì)與大氣接觸，灰塵、微生物、懸浮物等污垢會(huì)不可避免地進(jìn)入冷卻水循環(huán)系統(tǒng)并逐漸地沉積在冷凝器的換熱器表面。冷凝器的污垢會(huì)造成冷凝器傳熱熱阻增加，傳熱系數(shù)下降，冷凝壓力升高，進(jìn)而引起壓縮機(jī)的功耗增加，冷水機(jī)組性能系數(shù)降低。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年由于水垢造成的冷凝器設(shè)備費(fèi)用損失高達(dá)6億元左右。由此可見(jiàn)，冷凝器污垢對(duì)冷水機(jī)組工作性能影響極大，及時(shí)地對(duì)冷凝器污垢故障進(jìn)行檢測(cè)和排除對(duì)于冷水機(jī)組的節(jié)能和系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要的意義。
據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)表述，目前對(duì)于冷水機(jī)組冷凝器污垢的監(jiān)測(cè)多采用熱阻法，該方法能較為準(zhǔn)確地測(cè)定冷凝器的結(jié)垢情況，但是需要在換熱管埋設(shè)熱偶來(lái)測(cè)量換熱管壁溫度。由于冷凝器換熱管數(shù)量眾多，使得此方法的測(cè)量成本極高，工程上難以實(shí)現(xiàn)。而且，其測(cè)量結(jié)果受堵管現(xiàn)象的影響極大。冷水機(jī)組冷凝器的污垢檢測(cè)一直是工程領(lǐng)域中的一個(gè)難題，常規(guī)方法難以對(duì)污垢進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量及監(jiān)測(cè)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種對(duì)冷水機(jī)組冷凝器結(jié)垢故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)的檢測(cè)方法。本發(fā)明基于現(xiàn)有冷水機(jī)組的傳感器測(cè)量值，利用建模方法對(duì)冷凝器的結(jié)垢故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)象為蒸氣壓縮循環(huán)冷水機(jī)組，其系統(tǒng)應(yīng)包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、管殼式冷凝器及節(jié)流裝置。技術(shù)方案如下
一種用于蒸氣壓縮循環(huán)冷水機(jī)組的冷凝器污垢檢測(cè)方法，包括下列步驟
(1)確定冷凝器過(guò)冷度Tsc ；
(2)確定冷凝器端差A(yù)PI3R = Tc-T_d,。，其中，Tc 冷凝溫度；T_d,。冷凝器冷卻水出口溫度；
(3)計(jì)算冷凝器過(guò)冷度Tse及冷凝器端差A(yù)Pra的比例關(guān)系Ks。, appr = TSC/APPR ；
(4)計(jì)算冷凝器過(guò)冷度的變化ATS。= Tsc- Ts。,rated，其中，額定冷凝器過(guò)冷度Ts。,rated 已(TconcJi 0 TCOnd，i)+b, T。。nd,。冷凝器冷卻水出口溫度；T。。nd,i 冷凝器冷卻水進(jìn)口溫度； a和b為擬合方程系數(shù)，由不同負(fù)荷試驗(yàn)工況條件擬合確定；
(5)確定制冷劑充注量變化引起的端差變化APPRref = ATscXcjappr ；
(6)計(jì)算排除了制冷劑充注量影響的冷凝器端差A(yù)PPR* = APPR-APPRref
(7)計(jì)算排除制冷劑充注量影響的換熱器傳熱系數(shù)與傳熱面積之積ΛΤ^^^^xCjlnO+^^)，其中，中央空調(diào)主機(jī)的冷卻水流量；CP 冷卻水的比ArrKrnCond .熱；Δ T 冷凝器冷卻水進(jìn)出口溫差；
(8)計(jì)算冷凝器污垢監(jiān)測(cè)系數(shù)VCFMS = UA7UAMted，其中，UArated 額定的換熱器傳熱系數(shù)與傳熱面積之積；
(9)設(shè)定一個(gè)小于1的閾值，當(dāng)冷凝器污垢監(jiān)測(cè)系數(shù)VCFMS小于該閾值時(shí)，判斷冷凝器存在污垢故障，需要進(jìn)行清洗。
本發(fā)明可用于對(duì)中央空調(diào)主機(jī)的冷凝器結(jié)垢故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該冷凝器污垢檢測(cè)器基于現(xiàn)有冷水機(jī)組的傳感器測(cè)量值，利用建模的方法對(duì)冷凝器的結(jié)垢故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的結(jié)垢測(cè)量方法具有以下突出特點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)表明該方法可以準(zhǔn)確、穩(wěn)定地對(duì)冷凝器污垢故障進(jìn)行檢測(cè)；
(2)該方法基于冷水機(jī)組現(xiàn)有傳感器測(cè)量值，采用虛擬污垢檢測(cè)的方式對(duì)冷凝器污
垢故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，與傳統(tǒng)的污垢檢測(cè)方法相比節(jié)省了大量的設(shè)備成本；
(3)該方法易于實(shí)現(xiàn)，具有非常高的工程應(yīng)用價(jià)值。


圖1中央空調(diào)冷水機(jī)組制冷循環(huán)系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施方式
圖1是一個(gè)典型中央空調(diào)主機(jī)蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括冷卻水/ 空氣循環(huán)系統(tǒng)20及冷凍水循環(huán)系統(tǒng)22。制冷系統(tǒng)工作時(shí)壓縮機(jī)12抽吸蒸發(fā)器18內(nèi)的制冷劑蒸氣被壓縮后進(jìn)入冷凝器14。制冷劑在在冷凝壓力下等壓冷卻成液體，制冷劑冷凝時(shí)放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)水/空氣。冷凝后的液體通過(guò)節(jié)流裝置16進(jìn)入蒸發(fā)器18。制冷劑在蒸發(fā)壓力下沸騰，與冷凍水進(jìn)行換熱。
如圖1所示，適用于本發(fā)明的中央空調(diào)冷水機(jī)組應(yīng)包括以下傳感器冷凝器出口制冷劑溫度Tn34，冷凝溫度Τ。40，冷卻水進(jìn)口溫度Trandii 32，冷卻水出口溫度T。。nd,。30中央空調(diào)冷水機(jī)組的冷卻水流量36
本發(fā)明的冷凝器污垢檢測(cè)器通過(guò)以下具體技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
(1)首先確定首先利用冷水機(jī)組主機(jī)的出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)或者現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定冷凝器過(guò)冷度Ts。及冷凝器端差A(yù)Pra的比例關(guān)系(Ks。，app,。其中冷凝器過(guò)冷度Ts。由下式確定
Tsc = Tc-T11 (1)
冷凝器端差A(yù)Pra由方程⑵確定
APPR = Tc-Tcond, 0(2)
比例關(guān)系(Ksc,appr)由方程(3)確定
Ksc,appr = TSC/APPR(3)
方程中所用參數(shù)解釋如下
Ts。冷凝器過(guò)冷度；
T11冷凝器出口制冷劑溫度；34 ；
Tc 冷凝溫度40
APPR 冷凝器端差
Tcondj。冷凝器冷卻水出口溫度30
(2)根據(jù)步驟1所確定的冷凝器過(guò)冷度Tse及冷凝器端差ΑΡΗ 的比例關(guān)系(Ksc, appr)對(duì)系統(tǒng)制冷劑充注量變化對(duì)冷凝器端差的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)見(jiàn)方程G)。制冷劑的充注量變化可以通過(guò)冷凝器過(guò)冷度的變化△!；。間接表示。
APPRref= ATsc*Ksc,appr(4)
ATsc = Tsc-Tsc, rated(5)
方程5中的額定冷凝器過(guò)冷度Ts。,ratral可由方程(6)確定
Tsc, rated = a* (Tcond, 0-Tcond, J +b(6)
上述方程中所用參數(shù)解釋如下
APPRref 制冷劑充注量變化引起的端差變化；
Δ Tsc 冷凝器過(guò)冷度變化；
Tsc, rated 額定冷凝器過(guò)冷度；
Tcondj。冷凝器冷卻水出口溫度30 ；
Tcondj i 冷凝器冷卻水進(jìn)口溫度32 ；
a和b 擬合方程系數(shù)，該系數(shù)可由可由不同負(fù)荷試驗(yàn)工況條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定擬合獲得。
(3)利用方程7排除制冷劑的充注量變化對(duì)冷凝器端差的影響
APPR* = APPR-APPRref(7)
(4)利用方程(8)及方程(9)根據(jù)傳熱學(xué)原理建立冷凝器污垢檢測(cè)模型對(duì)冷凝器污垢故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)
權(quán)利要求
1. 一種用于蒸氣壓縮循環(huán)冷水機(jī)組的冷凝器污垢檢測(cè)方法，包括下列步驟(1)確定冷凝器過(guò)冷度Ts。；(2)確定冷凝器端差A(yù)Pra= T。-T。。nd,。，其中，T。冷凝溫度；T。。nd,。冷凝器冷卻水出口溫度；(3)計(jì)算冷凝器過(guò)冷度Tse及冷凝器端差A(yù)Pra的比例關(guān)系Ks。,_r= TSC/APPR ；(4)計(jì)算冷凝器過(guò)冷度的變化ATS。=Ts。-Ts。,rated，其中，額定冷凝器過(guò)冷度Ts。,rated = a* (Tcond,。-T。。nd, J +b，Tcond,。冷凝器冷卻水出口溫度；T。。nd, i 冷凝器冷卻水進(jìn)口溫度；a和b 為擬合方程系數(shù)，由不同負(fù)荷試驗(yàn)工況條件擬合確定；(5)確定制冷劑充注量變化引起的端差變化APPRref= ATsc^Kscjappr ；(6)計(jì)算排除了制冷劑充注量影響的冷凝器端差A(yù)PPR*= APPR-APPRref(7)計(jì)算排除制冷劑充注量影響的換熱器傳熱系數(shù)與傳熱面積之積
全文摘要
本發(fā)明屬暖通空調(diào)工程領(lǐng)域，涉及一種用于蒸氣壓縮循環(huán)冷水機(jī)組的冷凝器污垢檢測(cè)方法，包括下列步驟確定計(jì)算冷凝器過(guò)冷度及冷凝器端差的比例關(guān)系；計(jì)算排除了制冷劑充注量影響的冷凝器端差；計(jì)算排除制冷劑充注量影響的換熱器傳熱系數(shù)與傳熱面積之積；計(jì)算冷凝器污垢監(jiān)測(cè)系數(shù)；設(shè)定閾值，當(dāng)冷凝器污垢監(jiān)測(cè)系數(shù)小于該閾值時(shí)，判斷冷凝器存在污垢故障，需要進(jìn)行清洗。本發(fā)明測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定，與傳統(tǒng)的流量計(jì)相比節(jié)省了大量的儀器校準(zhǔn)及維護(hù)費(fèi)用。
文檔編號(hào)G01N25/20GK102520010SQ20111039040
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者楊沫, 趙歆治 申請(qǐng)人:趙歆治