摘要:在暖通空调工程当中换热器拥有着十分广泛的应用空间,即使其形式多样,可究其本质均是让冷流体与热流体之间实现“热交换”。基于我国社会经济的不断发展以及人们的物质生活水平进一步提高,暖通空调所占据的能耗比重也在不断提高,因此怎样提高暖通空调工程的能源使用率,做好换热器的运行节能分析是十分重要的。
关键词:暖通;空调;换热器;运行节能
引言
换热器在暖通空调工程中有着相当广泛的应用,虽然它们的形式各异,但本质上都是实现冷、热流体之间的热交换。随着经济的发展和人民生活水平的提高,建筑能耗中采暖空调能耗所占比重越来越大,如何提高采暖空调设备的能源利用水平,对节约建筑能耗有着很大的意义。换热器作为暖通空调工程中常见设备,是节约设备能耗的一个重要方面。对此,本文以供热工程中的水－水换热器为例,通过实验总结了换热器换热量以及换热器阻力与冷、热媒流量之间的变化规律,并由此对整个暖通空调工程中所有换热器的运行控制进行了探索。
1简析暖通空调节能设计的必要性
据相关统计调查数据显示,暖通空调能源消耗比例在整个建筑能耗总量中几乎占到了40%甚至更多,这就造成了能源的严重浪费,不断激化能源供求关系矛盾。随着时代的发展和人们生活质量的不断提高,大家对居住环境的要求越来越高,特别是近些年人们越来越意识到保护自然生态环境的重要性,所以对暖通空调节能降耗设计工作也引起了高度重视,随着我国人均居住面积的不断持续增加,各家各户基本上都会用到暖通空调,这就使能源消耗越加严重,能源供需不协调问题体现越来越明显。除此之外,由于我国目前所使用的能源基本上都属于不可再生能源,尤其是电能,过度的消耗就给能源生产带来了更大的挑战和压力,同时还会引发一系列的生态污染问题。暖通空调节能可以从以下两个方面进行着手:变频系统。将变频系统应用到暖通空调工程当中可以有效减少能源的损耗,同时还可以对暖通空调系统当中存在的一些不足起到很好的补充作用,大大降低空调运行成本。在具体设计的时候,可以留出一定的空间,这样就为设备负荷的有序平稳运转创造了良好的前提条件。比如,在建筑节能设计过程中就可以将变频系统融入到暖通空调当中,以对系统的输出功率作出及时的调整,再加上对设备负荷变动的改变可以增强空调的节能效果。地源热泵。这种系统在暖通空调工程中的应用,由于其采用了埋管式系统,所以安装操作更为灵活,易于控制。埋管一般都是采用立埋交换方式,在系统运行过程中将水作为冷热量载体,实现土壤和机组之间热量的有效交换。地源热泵暖通空调系统通常情况下包含有三个组成部分,每个部分之间的热量传递都是依靠空气和水,地源热泵和地能之间的换热介质为水,空调末端的换热介质既可以是水也可以是空气,无论哪种方式都可以达到较好的恒温和恒湿效果。
2暖通空调工程中换热器运行节能方法
2.1蒸汽节能方法
暖通空调中换热器运行节能时提出“节约蒸汽”的要求,采用蒸汽节能方法,辅助减少暖通空调的能耗。暖通空调在建筑工程中负责采暖和生活热水,换热器运行节能中实行蒸汽节能,可以重新利用蒸汽资源,缓解换热器在运行期间的能耗压力,换热器蒸汽节能措施中专门针对汽水加热节能、蒸汽温控节能、凝结水热能回收节能进行应用,重新利用蒸汽中的热量,暖通空调的系统供应商方面,可以调节蒸汽的控制方式,促使换热器具备蒸汽换热节能的条件,同时在换热器运行期间回收二次蒸汽,达到运行节能的目标。换热器蒸汽节能在工业建筑暖通空调中与民用建筑有着明显的差异,工业建筑中换热器的蒸汽节能措施中主要以废气再利用为核心,提出尾气余热回收再利用、换热机组集成、系统节能的要求,合理利用蒸汽节能的方法,可使换热器在运行中实现节能。
2.2电能节约方法
暖通空调换热器的电能节约也是运行节能中的一项重要工作。暖通空调在换热器电能节约中采用了两种方法,第一种是低沸点溶剂蒸馏回流工艺,换热器在无冷却介质的条件下就可以完成冷冻的工作,此类工艺减少了介质冷冻时电机的能源消耗,在很大程度上节约了电能资源;第二种是换热器的精细化生产工艺,精细化生产减少了换热器蒸馏时消耗的时间,有利于提高换热器的工作效率,由此实现了电能节约。
2.3成本节约方法
不断创新和完善换热器生产工艺,在保证换热器生产质量基础之上,尽可能降低生产成本,其结构当中的冷凝器最好选用一级设备。结合暖通空调工程现场具体环境确定最为科学合理的换热器安装方式和安装位置,由于换热器安装费用往往都比较高,所以一定要保证安装管道和设备的合理性,尽可能避免返工。节约换热器运行期间溶剂和中间体的使用量,最好对溶剂进行回收再次利用。做好换热器后期维护保养工作,将换热器各类故障发生几率降至最低,延长其使用年限。
3实验案例分析
换热器受到腐蚀主要是是以下几个原因造成的:首先是水质。在水质中含有很多的溶解成分,这些都会影响到换热器的腐蚀情况,还是需要进行人工处理,需要注意相关设备维护问题,对于换热系统来说,影响最大的还是管道中残存的空气,这些会对水循环产生相关的影响,氧气极容易使换热器受到相关的腐蚀,空气的溶解度、温度与压力会与设备运行安全相关联,水温升高会导致管道压力增大,气体溶解率降低,可出现气堵等现象,不利于水质的澄清。在使用冷却液的时候也需要关注水质,对离子浓度进行检测,需要注重水中杂质的含量,加入适量的抗腐物质。最后是进出口的温度,在温度方面,温度进一步升高也会导致腐蚀速度增快,在使用过程中还需要对供水温度进行严格控制。在对换热器的相关试验中,通过对传热系数、阻力等进行分析,试验结果如下:水流流量影响换热器传热。在实验中,我们得到的是水流量不断增大,导致换热器的传热系数也在不断上升,上升趋势较为明显,核心因素是水流量的增大导致流体雷诺数增加,进而流体内部生成相关的漩涡,流体不断增强,底层产生破裂,使得传热速度提高,在列管式、板式以及套管这三种换热器上面,结构存在着相关的差异,冷水与热水发生换热的位置主要是位于列管与外观之间,导致流动空间比较大,要想提高列管式的传热效果是远远不够的。水流流量影响换热器阻力。在试验分析之中,如果提高水流流速,能够使换热器效果产生一定的影响,导致换热器阻力不断增大,从试验效果来看,还有很多套管式和板式换热器,在水流速度方面,流速变化和流动阻力变化是正相关的,对于列管式而言,需要注重换热器的流动控制,很多流动阻力比较大。最佳运行流量。在试验数据分析来看,水流流量增大,一定程度上导致换热器运行效率提高,加大了换热器的耗损程度,在暖通空调的相关研究人员需要深入研究,根据现场实际运行情况,调节流量达到相关精确值,重视运行流量。
结束语
如果想提高换热器的实际使用功效,就应该严格控制其内部热水流量、冷水流量还有阻力因素。相关工作人员应对其最佳运行流量进行科学计算并做好运行节能分析,以此保证当换热器换热量最大时不会造成过大的耗损。
参考文献:
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