高頻電子技術(shù)論文(2)
高頻電子技術(shù)論文篇二
高頻電子除垢設(shè)備在空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用
【摘要】本文首先概述了高頻電子式水處理除垢原理，然后闡述了空調(diào)水未做處理的危害，最后探討了高頻電子除垢設(shè)備在空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】高頻電子;除垢設(shè)備;空調(diào)水系統(tǒng)
中圖分類號：TB657文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、前言
空調(diào)的使用范圍越來越廣泛，高頻電子除垢設(shè)備在空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用問題得到了人們的廣泛關(guān)注。雖然我國在此方面取得了一定的成績，但依然存在一些問題和不足需要改進(jìn)，在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的新時期，加強(qiáng)高頻電子除垢設(shè)備在空調(diào)水系統(tǒng)中的研究，對我國空調(diào)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要意義。
二、高頻電子式水處理技術(shù)
1、高頻電子式水處理概述
高頻電子式水處理設(shè)備由高頻發(fā)生器組成。高頻發(fā)生器是利用電子晶體管的振蕩原理產(chǎn)生高頻電能，水處理器中布置有同軸的金屬管、銅板以及密封件，金屬管為負(fù)電極，銅板為正電極，此兩極與高頻發(fā)生器兩極相連，從而在銅板和金屬管間形成高頻電磁場，灰水流過金屬管和尼龍管之間的空間，受高頻電磁場的作用而得到處理。
2、高頻電子式水處理除垢原理
這種高頻電子式處理裝置，在設(shè)計(jì)上克服了永磁式和高壓式水處理器的缺點(diǎn)，既在流動場上產(chǎn)生電子場，又能向水中發(fā)送交變的高頻電磁場能量，使水中正、負(fù)離子在交變的電磁場作用下作定向運(yùn)動，分別沿左、右螺旋形軌道往復(fù)運(yùn)動。由于在循環(huán)的流體中相互碰撞的幾率增加，正、負(fù)離子充分的復(fù)合成“溶解狀態(tài)下的溶質(zhì)分子”。在水溫升高的過程中，由于溶質(zhì)的溶解度的下降，成為顆粒狀的水垢，失去與管壁的吸附能力;在水中結(jié)晶析出的水垢成分的晶體顆粒被打破原有的排列規(guī)律，以顆粒和絮狀漂浮在水中，隨著顆粒狀增大，逐漸下沉于循環(huán)流速小處或者容器的底部，進(jìn)而排至系統(tǒng)的灰水場。
三、空調(diào)水系統(tǒng)概述及空調(diào)水未做處理的危害
1、空調(diào)水系統(tǒng)概述
空調(diào)水系統(tǒng)是一個大型的熱交換裝置，它以水作為介質(zhì)，在建筑物內(nèi)部或建筑物之間傳遞冷量或熱量。如圖1所示，冷源以適當(dāng)?shù)牧髁抗├鋬鏊侥┒搜b置，以滿足末端冷負(fù)荷的需求。空調(diào)水系統(tǒng)分為冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。
(1)冷凍水系統(tǒng)
由集中的冷凍站或冷水機(jī)組對各分散的空調(diào)用戶供應(yīng)冷量。以冷水作為輸送冷量的介質(zhì)，由泵及管道輸送至各用戶點(diǎn)，使用后的回水經(jīng)管道返回冷水機(jī)組的蒸發(fā)器中，如此循環(huán)，構(gòu)成冷凍水系統(tǒng)。
(2)冷卻水系統(tǒng)
是冷凍站或冷水機(jī)組的冷凝器的冷卻用水。在機(jī)組運(yùn)行時，經(jīng)過冷凝器后水溫將升高，經(jīng)水泵及管道輸送至冷卻塔，經(jīng)冷卻塔冷卻后水溫下降，然后經(jīng)管道重新返回主機(jī)組冷凝器中利用。如此循環(huán)，構(gòu)成一個冷卻水系統(tǒng)。
2、空調(diào)水未做處理的危害
空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中長時間循環(huán)使用的冷卻水、冷凍水和補(bǔ)充水往往由于重碳酸鹽、細(xì)菌和藻類雜物等因素的影響，使冷水機(jī)組中的蒸發(fā)器和冷凝器等熱交換設(shè)備結(jié)垢或腐蝕，從而增大設(shè)備熱阻，造成傳熱效率下降，降低制冷量和機(jī)組壽命，影響了設(shè)備的正常運(yùn)行，增加維修費(fèi)用。嚴(yán)重時還會使設(shè)備過早損壞，出現(xiàn)設(shè)備穿孔，管道堵塞等現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。如下幾個因素是造成系統(tǒng)內(nèi)的水質(zhì)發(fā)生變化，制冷量衰減和設(shè)備過早損壞及報廢的主要原因:
(1)水中菌藻大量繁殖。循環(huán)冷卻水是一個特殊的生態(tài)環(huán)境，一般水溫25~40℃，PH=6.5~8.5，在這樣一個溫度環(huán)境下為水中菌藻大量繁殖創(chuàng)造了有利的條件。由于微生物的繁殖產(chǎn)生大量的生物粘泥附著于換熱器表面，從而降低了傳熱效率，加速了微生物腐蝕的過程。
(2)水中含鹽量(碳酸鈣等難溶性鹽類)濃度上升。水中含鹽量濃度增加加速了換熱器表面水垢的生成，而氯離子、硫酸根離子等腐蝕型離子濃度的上升，又加速了金屬的腐蝕，這樣就會形成結(jié)垢→腐蝕→加速結(jié)垢→加速腐蝕的惡性循環(huán)。若污垢系數(shù)由0.086增至0.344，則制冷量下降26%。
(3)水中溶解的二氧化碳(CO2)大量散失。實(shí)驗(yàn)表明，在冷卻過程中水滴自空中降落1.5~2.0秒后，二氧化碳幾乎全部散失，從而造成碳酸鈣(CaCO3)因飽和而析出集聚于管道上，加速了冷卻系統(tǒng)的結(jié)垢。
(4)水中濁度或懸浮物上升。它導(dǎo)致冷卻水系統(tǒng)污泥含量及銹蝕物的大量增加，不僅提高了結(jié)垢的可能性，同時水的腐蝕作用也明顯增大。
因此，搞好空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)處理，是減緩設(shè)備腐蝕速度，減少更新維修，延長設(shè)備壽命的必要措施。
四、高頻電子除垢器與其它水處理方法的比較
目前水處理方法有化學(xué)處理、靜電處理、磁化處理、電子處理等多種方法。
化學(xué)處理是傳統(tǒng)的水處理方法，它通過加藥裝置和不同作用的緩蝕劑、阻垢劑和殺菌滅藻劑的水處理藥劑來除垢殺菌。這一過程操作繁瑣、復(fù)雜，運(yùn)行成本高，需要有專職人員管理，對環(huán)境有污染，對設(shè)備管道均有腐蝕。
靜電處理利用靜電作用使水中產(chǎn)生一些自由電子，這些電子最后生成O2和H2C2等物質(zhì)，具有殺菌滅藻功能，結(jié)垢腐蝕得到控制，因此具有一定的防垢緩蝕作用，但電極的維護(hù)要求嚴(yán)格，并需定期清洗，防垢不徹底。磁化處理是當(dāng)水經(jīng)過磁場而被磁化，進(jìn)而達(dá)到一定的防垢效果。但因磁場逐漸衰減，磁性懸浮物吸附而影響效果。
高頻電子除垢器進(jìn)行水處理的原理是運(yùn)用現(xiàn)代電子技術(shù)和分子表面能量重新排列技術(shù)，使水體吸收高頻電磁能量后，在不改變原有化學(xué)成份的情況下，使水中鈣鎂離子無法與碳酸根結(jié)合成碳酸鈣及碳酸鎂，進(jìn)而起到防垢作用。由于水體吸收大量被激勵的電子，與鹽的正負(fù)離子親合能力增大，從而使管壁上原有的水垢逐漸松軟以至脫落，達(dá)到有效的除垢效果。它既有靜電處理的殺菌滅藻功能，又有磁化處理的防垢作用，同時使溶解氧成為惰性氧，切斷了金屬銹蝕所需氧的來源，達(dá)到有效阻銹防腐作用。
五、高頻電子除垢器的經(jīng)濟(jì)效益及應(yīng)用
據(jù)有關(guān)資料提供的數(shù)據(jù)表明，高頻電子法與化學(xué)法相比較，具有節(jié)省投資及運(yùn)行管理費(fèi)用低，并便于維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)。
下表給出了對100*104kW溴化鋰制冷機(jī)進(jìn)行水處理時，幾種方法的經(jīng)濟(jì)性對比情況。
通過對某地中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和冷熱媒水循環(huán)系統(tǒng)中使用的高頻電子除垢器，在一個制冷周期的運(yùn)行過程中的調(diào)查，其水質(zhì)處理前后的技術(shù)參數(shù)測試比較如下:
表1100*104KW溴化鋰制冷機(jī)采用幾種水處理方法的經(jīng)濟(jì)性對比結(jié)果
原冷卻循環(huán)水的硬度高達(dá)890mgCaCO3/L;電導(dǎo)率為116*104〔25℃(μs/cm)〕，處理后水清潔凈，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)符合空調(diào)硬度<200mgCaCO3/L、電導(dǎo)率<800的要求。原冷卻水管上結(jié)垢達(dá)115mm厚的水垢已不存在。用手摸其管壁光滑，已無新垢生成的現(xiàn)象，而冷熱媒水管道內(nèi)壁也很光滑無結(jié)垢跡象。原冷卻塔里的青苔及生物污泥已無影無蹤，沉積污泥基本消除。冷卻水進(jìn)出口溫度由原來2.8~3.0℃增加到3.8~4.5℃。另外能耗也大大降低。電耗由處理前的3.01kW降到現(xiàn)在的2.61kW，按年開機(jī)率28%，負(fù)荷率85%計(jì)，那么100*104kW的機(jī)組一年可節(jié)電為:100*8760*0.28*0.85*(3.01-2.61)=83395.2kW，每度電以0.8元計(jì)，一年可節(jié)省用電費(fèi)達(dá)83395.2*2*0.8=66716元，一年即可回收此電子除垢器安裝投資費(fèi)。
綜上所述，高頻電子除垢器是對空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)處理較為理想的水處理設(shè)備。既能使空調(diào)設(shè)備防垢除垢，提高設(shè)備工作效率，延長設(shè)備使用壽命，減緩管道金屬的腐蝕速度，又能節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)能效果顯著，因此它值得在空調(diào)系統(tǒng)中推廣使用。
六、空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
1、選擇正確的開啟及關(guān)閉順序，避免對系統(tǒng)及系統(tǒng)中的設(shè)備等造成不必要的損害。
2、了解冷水機(jī)組、水泵的運(yùn)行特性需求，在進(jìn)行運(yùn)行控制時應(yīng)特別予以關(guān)注并使這些特性需求得以滿足，尤其是在部分負(fù)荷運(yùn)行、非常規(guī)自動控制要求下運(yùn)行時。
3、冷熱源設(shè)備應(yīng)保證空調(diào)水系統(tǒng)的供水溫度要求，水力輸送設(shè)備應(yīng)保證空調(diào)末端設(shè)備的水量需求，這是空調(diào)末端設(shè)備進(jìn)行正常工作的基礎(chǔ)條件。
4、壓差控制點(diǎn)的位置不同、自動控制要求不同，會使空調(diào)水系統(tǒng)中的供回水壓差有不同的變化特點(diǎn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)、閥門選擇及系統(tǒng)調(diào)試時應(yīng)不同對待。
5、變流量運(yùn)行的控制策略不僅限于壓差控制或固定壓差設(shè)定值控制，隨著流量控制類閥門、自動控制等技術(shù)的不斷進(jìn)步，變流量運(yùn)行控制策略也將不斷進(jìn)步。
七、結(jié)束語
空調(diào)水系統(tǒng)的除垢問題至關(guān)重要，因此，在空調(diào)產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展中，要不斷提高高頻電子設(shè)備的應(yīng)用，加強(qiáng)對除垢問題的重視，確?？照{(diào)的正常運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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