胶球清洗装置冷水机组高效运行管道清洗海绵球换球说明 ,胶球清洗装置视频

胶球清洗装置冷水机组高效运行管道清洗海绵球换球说明，

在冷水机组换热管胶球清洗的实践过程中，不仅需要解决换热铜管直径、混合布管、胶球使用寿命等技术问题，也要科学地选择使装置高效运行的方法。通过剖析胶球清洗效果各关键问题的本质和内在联系，以换热管清洗效率和应用质量为考察指标，胶球清洗装置与冷水机组的适配性，提出了冷水机组同品牌胶球清洗装置的解决方法。结合工程实例进行了阐述，论证了本文所述方法的正确性和有效性。

建筑总能耗约50%~60%用于暖通空调系统,冷水机组是暖通空调系统中重要的设备，其高效节能运行至关重要。虽然GB50019—2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》9.10.5条规定，冷却水的水质应该仍然易形成大量污垢，造成冷凝器传热效率下降，严重降低了制冷效率。当蒸发温度一定时，冷凝温度每升高1℃,压缩机单位制冷量的能耗约增加3%~4%。2017年全国发电量为6.3万亿kW·h,其中冷水机组的耗电量约为1000亿kW·h,若每台冷水机组因换热管污垢而增加10%的能耗，则每年冷水机组的耗电量约增加100亿kW.h。

针对冷凝器换热管结垢问题，传统的清洗方法是化学水处理与定期的机械捅刷，但换热管清洗后迅速增长的污垢导致冷水机组能耗增大（见图1),且化学药剂易污染环境，而机械捅刷甚至会损坏铜管。

图1传统的污垢解决方法冷凝端温差变化

GB50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》8.6.4条和GB50019—2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》9.10.5条均规定：采用水冷管壳式冷凝器的冷水机组，宜设置自动在线清洗装置。它可以有效降低冷凝器的污垢热阻，保持冷凝器换热管内壁较高的洁净度，从而降低冷凝端温差和冷凝温度。

1胶球清洗的问题研究

1.1胶球与换热铜管直径不匹配

市场上冷水机组的品牌众多，各厂家使用供应商量身配置的高效换热管，端板布置差异多变，见图2。由于换热管光滑段与内螺纹段的尺寸和壁厚均不一样，同一规格换热管拥有多种型号，各型号换热管的小内径差值为0.3~0.5mm。冷水机组采用成熟工艺生产的换热铜管，其小内径精确到0.01mm（见表1)。胶球清洗装置使用的橡胶球受限于生产工艺，其直径的精确度只能达到mm级，进口和国产的产品同一批次橡胶球直径的差值约为1.0mm,而且橡胶球吸水后会继续增大直径的差值，直接导致清洗橡胶球与换热铜管的接触面积不一致。接触面积与污垢清洗效率的关系,发现接触面积过小时铜管难以清洗干净，而接触面积过大时橡胶球堵塞在铜管中，既影响了冷却水的正常流动，又影响了橡胶球的回收。

表1换热铜管的尺寸

生产厂家 外径/mm 小内径/mm型号A 型号B 型号C

3/4in铜管 甲 19.05 14.72 15.03 15.18

乙 19.00 14.75 14.95 15.32

1in铜管 甲 25.40 21.38 21.48 21.64

乙 25.45 21.37 21.53 21.69

1.2橡胶球使用寿命短

传统橡胶球虽然通过添加防老化剂改善天然橡胶的性能，但往往清洗500~1000次后，橡胶球因直径缩小而不具备清洗换热管污垢的能力。此外，橡胶球对油污和水处理药剂的耐受性也有差异，导致使用寿命在几周至几个月间波动。橡胶球在使用后期还会出现各种老化变形（见图3):

1)机械应力反复作用使橡胶分子链断裂，橡胶球变为椭圆形；

2)橡胶中水溶性物质和亲水基团的溶解以及表面沉积的污垢共同造成橡胶球表面硬化；

3)分子链发生断裂或过度交联引起的龟裂脆化和发黏粉化产生的碎片可能堵塞铜管和收球滤网。

1.3混合布管

目前市场上主流品牌厂家相继研发的新型高效冷凝器，其管板采用3/4in和1in的换热管混合布局。受制于冷水机组厂家产品的技术保密，胶球清洗厂家或者采用大球清洗3/4in小管，导致小管被大球堵塞，降低了冷水机组的制冷效率；或者小球清洗1in大管，根本达不到清洗效果，徒劳增加冷水机组的能耗。虽然也有生产厂家提出了“只清洗大管、放弃小管”的解决方案，但是长期运行后小管也会积累结垢，导致冷水机组消耗较多的能量。

1.4过滤器设备缺陷

国家行业标准规定水泵或冷水机组的入口管道上应设置过滤器或除污器，但过滤器的滤网孔径一般为3.0mm,难以高效拦截小块的填料、剥落的水泥和石子等各种杂物，致使上述杂物堵塞换热铜管或在收球网内堆积，影响了胶球的通过和回收，从而导致清洗效果变差。

1.5胶球清洗装置应用质量低下

越来越多的设计师认识到污垢热阻是导致冷水机组在其寿命周期里运行效率低下的重要原因，开始为冷水机组配备胶球清洗装置。按照现行设计规范，设计师只能设置产品性能的软性约束条件，而胶球清洗厂家却以单一产品去适配规格多元化的冷水机组，二者在性能和质量方面难以实现有效匹配。胶球堵塞铜管、清洗不均匀等事故屡屡发生，不仅没有提升换热铜管的传热效率，反而降低了冷水机组的制冷效率，影响胶球清洗的使用效果，偏离设计师的初衷。

定制的清洗硅胶球

换热铜管的直径规格繁多，定制直径的清洗胶球成为解决换热铜管堵塞的关键技术。表面网格状硅胶球的直径精度达到0.1mm（见表2),定制生产的冷水机组同品牌硅胶球可精确匹配换热铜管直径，其胶球数量为冷凝器单流程换热管数的100%,在1.3~3.0m/s水流速度时可顺利通过无异物堵塞的换热管。

表2换热管和同品牌定制硅胶球的测试参数冷凝器换热管规格 换热管小内径/mm 单流程换热管数量／根 硅胶球直径/mm 硅胶球数量／个3/4in15.1813615.7±0.11361in21.3710522.0±0.1105

如前所述，胶球质量对高效换热管的清洗效益至关重要。定制硅胶球以耐磨性能优异的改性硅橡胶为原料，独特的表面网格状结构设计和可调的硬度共同赋予胶球良好的弹性，提高了清洗胶球的使用寿命，例如O16mm和O22mm硅胶球每万米直径均匀磨损量分别为0.025mm和0.028mm（见表3),以冷水机组每小时清洗一次的频率，定制硅胶球的使用寿命可达到5000~6000h。

表3硅胶球耐磨测试结果

换热管小内径/mm硅胶球初始

直径/mm硅胶球终

直径/mm硅胶球运行距离/m每万米直径均匀磨损量/mm

15.3215.7515.50986000.025

21.6421.9521.75708000.028

注：硅胶球直径比换热管小内径大0.1mm以上均具备清洗换热管效果。

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