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暖通空调工程中换热器的运行节能分析胡万军

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：胡万军

[导读] 摘要：暖通空调工程中比较重要的设备是换热器，换热器负责暖通空调中的热交换，而且换热器直接关系到暖通空调工程的能源效益。

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        摘要：暖通空调工程中比较重要的设备是换热器，换热器负责暖通空调中的热交换，而且换热器直接关系到暖通空调工程的能源效益。暖通空调工程中专门对换热器的运行提出了节能要求，目的是降低换热器在暖通空调运行时的能源消耗量，以此来提高暖通空调的运行效益。由此，本文主要探讨暖通空调工程中换热器运行节能的相关内容。
        关键词：暖通空调；换热器；运行节能
        引言
        暖通空调中的换热器承担着热流体和冷流体之间热量的传递工作，其在整个暖通空调运行能耗中占据着较高的比例，想要提高此过程的能源利用率，就需要对换热器节能控制工作引起重视，采取更为节能的运行方式，为换热器节能降耗创造良好的运行条件。我国目前的暖通空调换热器类型主要包含有板式、螺旋螺纹管式、波节管式以及螺纹扰动盘管式几大类。
        1简析暖通空调节能的必要性及设计
        依据我国有关部门的数据统计分析，对于整个建筑能耗设计而言，暖通空调工程的能源消耗可以占据总量的40%左右，一方面消耗与浪费了大量的能源，另一方面还会促进有关比例上涨，从而激化能源供求之间的矛盾。也由于这一原因，关于其设计节能降耗已渐渐成为有关研究工作人员的重点工作方向。现下，我国的人均住宅面积呈现逐渐增加的趋势，因此使用暖通空调的用户也会随之增加，在现实运作中必然会造成更大的能源消耗，这也是体现能源供需不协调的一方面。现阶段，我国所使用的能源体系中依旧以不可再生能源为主，特别是电能。因为使用十分频繁为能源总量带去了巨大的压力，还会引发一系列的生态污染问题。对节能设计而言，主要有以下几个设计方面：①变频系统。在进行暖通空调有关节能设计时，第一选择就是变频系统，其重要作用是能够减少能源损耗，还能对暖通空调系统存在的不足加以补充，从而减少运行成本投入。在进行节能设计时，通常都会留出一定的余量空间，从而有利于设备负荷能够有序平稳的运转。我们以建筑节能设计为例，在建筑物中的暖通空调中使用变频系统，能够对系统输出功率进行及时调整，将负荷变动加以改变，由此增强空调的节能效果；②地源热泵。这种空调主要使用的是地源热泵系统，所使用埋管式系统不仅安装十分灵活，而且易于控制。关于埋管方式主要采取立埋方法，将水当作冷热量载体，从而让机组和土壤之间能够进行有效的热量交换。该种空调系统由三部分组成，而各个系统间主要通过水或者是空气实现热量传递，地能和地源热泵之间所使用的换热介质是水，至于和暖通空调末端所使用的换热介质可以是空气也可以是水，从而达到恒湿与恒温的效果。
        2暖通空调工程中换热器运行节能的方法
        2.1蒸汽节能方法
        蒸汽节能方法在暖通空调工程换热器运行中的合理应用可以大大减少暖通系统实际运行过程的能耗。在整个建筑工程中，暖通空调的主要作用就是提供生活热水和采暖，蒸汽节能在换热器中的运用可以对蒸汽资源实现重新利用，大大减轻了换热器在实际运行过程的能耗压力。我国目前常见的蒸汽节能措施主要包括蒸汽温控节能、汽水加热节能以及凝结水热能回收节能几种，主要是通过对蒸汽中的热量进行重新回收利用而达到节能目标。暖通空调供应商可以采用调节蒸汽的方式使换热器具备更好的节能条件，在换热器实际应用过程中对蒸汽进行二次回收利用，以达到节能效果。需要注意的是，针对工业建筑和民用建筑暖通空调，在应用换热器蒸汽节能方法的时候存在较大的差异，工业建筑暖通空调换热器蒸汽节能措施一般都是通过对尾气余热的回收再利用实现节能。实践证明通过对蒸汽节能方法的合理应用可以达到非常不错的节能效果。

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        2.2成本节约方法
        暖通空调工程的成本投资较大，换热器节能运行过程中提倡成本节约，主要是通过换热器的成本节约来减少暖通空调工程建设时的成本投资规模。一是改进暖通空调中换热器的生产工艺，降低换热器的投资成本，换热器结构中的冷凝器可以选择一级设备，在提高设备运行水平的同时做到成本节约；二是在暖通空调工程的现场环境中，规划换热器的安装位置和安装方式，因为换热器的安装费用比较高，所以安装时要注意暖通工程中新建项目、整改项目的协调性，换热器中设备、管道安装要合理，避免出现二次返工的情况；三是换热器运行时中间体、溶剂使用量的成本节约，回收换热器中的溶剂再次投入到换热工艺中；最后是暖通空调工程中换热器的维护、保养，此类工作可以降低换热器的故障发生机率，延长换热器的使用寿命。
        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。
        结语
        通过本文的简要分析，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。
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