專利名稱：空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除垢裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種冷凝器采用水冷的空調(diào)器，特別是空調(diào)器的自動(dòng) 化實(shí)時(shí)監(jiān)控除垢裝置。
背景技術(shù)：
空調(diào)水系統(tǒng)，尤其是開式冷卻水水系統(tǒng)的運(yùn)行當(dāng)中，冷卻水在循環(huán)系 統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，由于水的蒸發(fā)，各種無機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的濃縮，冷 卻塔和冷水池在室外受風(fēng)吹雨淋、灰塵雜物的進(jìn)入，導(dǎo)致水質(zhì)變差，從而 使換熱器的換熱管表面逐漸形成水垢層，水垢厚度雖不大，但其導(dǎo)熱系數(shù) 很小，其熱阻對(duì)傳熱十分不利。因此，水癡的存在會(huì)大幅度降低換熱器的 換熱性能，不但使空調(diào)系統(tǒng)的供冷供熱量不足,還造成系統(tǒng)整體性能下降, 能耗增大，壽命縮短。在能源高度緊張的今天，換熱器防垢與除垢，已成 為刻不容緩的節(jié)能課題。中國專利號(hào)ZL01212337.4公開了 一種表面潤濕式水蒸發(fā)參數(shù)控制變 頻空調(diào)，其換熱器中的冷凝器是由表面都附有親水層的內(nèi)螺紋扁銅管與矩 形波狀鋁翅片組成，冷凝器上設(shè)有一個(gè)壓力傳感器和三個(gè)溫度傳感器，四 傳感器通過多路切換器依次與A/D轉(zhuǎn)換器、16位單片機(jī)、控制調(diào)頻模塊、 壓縮機(jī)連接，使空調(diào)壓縮機(jī)工作在最佳的工作狀態(tài)。本空調(diào)對(duì)周圍環(huán)境無 熱污染，省水省電，在實(shí)際應(yīng)用中其制冷功率與耗電功率之比可達(dá)8:1， 比現(xiàn)有空調(diào)節(jié)電近2/3。該結(jié)構(gòu)的空調(diào)在剛投入使用時(shí)，確實(shí)有比較好的 節(jié)能效果。長期使用后，雖然水垢依附在冷凝器上的含量不高，但水裙掉 落在冷卻水體中，使水的含垢量提高，嚴(yán)重影響其熱轉(zhuǎn)換效率，導(dǎo)致制冷 功率下降，耗電功率提高，使用壽命縮短。若對(duì)其除垢，需要人手操作， 為用戶帶來極大不便。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、操作簡便的空調(diào) 器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除垢裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。按此目的設(shè)計(jì)的一種空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除港裝置，包括主機(jī)、冷卻水系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和報(bào)警系統(tǒng)，其中，主機(jī)包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置及冷凝器；冷卻水系統(tǒng)包括冷卻塔、水流量計(jì)、進(jìn)水溫度傳感器 和出水溫度傳感器，其結(jié)構(gòu)特征是計(jì)算機(jī)中設(shè)置有數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)， 采集冷卻水流量、冷卻水進(jìn)出口溫度和冷凝壓力的數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算機(jī) 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及反饋，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述冷凝器的進(jìn)水管和出水管與冷卻塔相連，水流量計(jì)和進(jìn)水溫度 傳感器設(shè)置在進(jìn)水管中，出水溫度傳感器設(shè)置在出水管中，壓力傳感器 與冷凝器連接。所述冷凝器為殼管式換熱器，壓力傳感器P設(shè)置在殼管式換熱器殼 體的頂上部；冷凝換熱管為采用肋數(shù)、肋高、齒數(shù)、齒深等參數(shù)設(shè)計(jì)合 理的內(nèi)外螺紋冷凝管，內(nèi)壁為梯型旋轉(zhuǎn)螺紋，外壁貫穿于翅片設(shè)置有螺 旋形凹槽，翅片呈鋸齒狀，翅片之間設(shè)置有隔斷凹槽，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除垢。 尖銳的鋸齒具有冷凝液的滴落能力，可減薄冷凝液膜的厚度，使冷凝換 熱得到強(qiáng)化，提高換熱效果；而內(nèi)螺紋的翅片將換熱管內(nèi)表面分割成許 多細(xì)小單元，從而克服了管壁表面和水裙的連續(xù)接觸面積大，整體粘合 力大的問題。翅片將換熱管表面分割成許多細(xì)小單元，當(dāng)脆而硬的水祐 產(chǎn)生時(shí)，往往沿翅片的邊緣形成平行的垢片，但垢片較小，不至于覆蓋 所有翅片，也就相當(dāng)于將整體狀水紫分解為零碎狀，其整體粘合力大大 降低，而且在發(fā)生熱脹冷縮時(shí)，翅片之間的形變要比光面大得多，產(chǎn)生 的位移與張力也越大，更容易克服管壁與水垢之間的粘合力，達(dá)到自除 垢效果。而且，內(nèi)螺紋的存在使管內(nèi)水紊流更強(qiáng)烈，也有利于沖刷水場 能力和換熱性能的提高。所述冷卻塔的底部設(shè)置有電動(dòng)排污閥，髙位與溢流管連通，低位與 自動(dòng)補(bǔ)水管連通。所述控制系統(tǒng)設(shè)置有自動(dòng)除垢功能。當(dāng)除癡功能運(yùn)行時(shí)，制冷機(jī)組 開-冷卻水系統(tǒng)開與制冷機(jī)組開-冷卻水系統(tǒng)停這兩種模式按一定的周 期交替運(yùn)行。這樣的運(yùn)行模式下，冷凝器內(nèi)的冷卻水溫度產(chǎn)生周期性的 冷熱交替，使換熱管與水垢的溫度也發(fā)生同步變化，可保持手風(fēng)琴效應(yīng) 有一定的發(fā)生頻率，增強(qiáng)了冷凝器的自除垢能力。本實(shí)用新型在只需要對(duì)測出的導(dǎo)熱系數(shù)與新出廠時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行 對(duì)比以估計(jì)換熱器的結(jié)垢程度的前提下，并不需要得到精確的計(jì)算結(jié)果, 因此可以對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算的過程參數(shù)進(jìn)行近似取值、平均取值和簡化代 替。根據(jù)導(dǎo)熱系數(shù)公式k = 一(q/s) / (M"n)，只需要得到換熱管 的熱流密度和內(nèi)外表面溫度梯度即可。熱流密度即換熱量與換熱面積的比值換熱面積是已知的，換熱量可通過水流量與進(jìn)出水溫差計(jì)算獲得; 內(nèi)外表面溫度梯度則可由(進(jìn)出水平均溫度-冷凝溫度)與換熱管壁厚 的比值來近似代替換熱管壁厚已知，進(jìn)出水平均溫度與冷凝溫度均可 獲得。數(shù)據(jù)通過水流量計(jì)、進(jìn)、出水溫度傳感器、冷凝壓力傳感器采集 到各點(diǎn)不同物理量，并編制一簡單的計(jì)算程序納入機(jī)組控制系統(tǒng)，便可 實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱器導(dǎo)熱系數(shù)的近似測量，從而預(yù)測換熱器的結(jié)紫情況。當(dāng)導(dǎo) 熱系數(shù)達(dá)到設(shè)定的下限值，機(jī)組可通過報(bào)警系統(tǒng)將除垢需要反饋給用戶 或直接啟動(dòng)除垢模式進(jìn)行除垢處理。其結(jié)構(gòu)簡單合理、操作簡便、能效 高。


圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例原理結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型冷凝換熱管的截面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為冷凝換熱管內(nèi)壁截面放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為冷凝換熱管外壁局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。參見圖1，空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除紫裝置，包括主機(jī)、冷卻水 系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、報(bào)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。主機(jī)由壓縮機(jī)1依次與冷凝器4 和蒸發(fā)器2首尾連接，冷凝器與蒸發(fā)器之間設(shè)置有節(jié)流裝置3。冷卻水系 統(tǒng)包括冷卻塔6、水流量計(jì)Gl、進(jìn)水溫度傳感器Tl和出水溫度傳感器 T2，冷凝器4的進(jìn)水管和出水管與冷卻塔6相連，水流量計(jì)G1和進(jìn)水 溫度傳感器Tl設(shè)置在進(jìn)水管中，出水溫度傳感器T2設(shè)置在出水管中。 參見圖2-圖4,冷凝器為殼管式換熱器4，壓力傳感器P設(shè)置在殼管式換 熱器殼體的頂上部；冷凝換熱管9為內(nèi)外螺紋冷凝換熱管，內(nèi)壁為梯型 旋轉(zhuǎn)螺紋9.3,外壁貫穿于翅片9.1設(shè)置有螺旋形凹槽9.4，翅片呈鋸齒狀， 翅片之間設(shè)置有隔斷凹槽9.2。冷卻塔6的底部設(shè)置有電動(dòng)排污閥8,高 位與溢流管5連通，低位與自動(dòng)補(bǔ)水管7連通。上述計(jì)算機(jī)、報(bào)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)圖中均未示出，控制系統(tǒng)設(shè)置有 自動(dòng)除垢功能。
權(quán)利要求1.一種空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除垢裝置，包括主機(jī)、冷卻水系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、報(bào)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中，主機(jī)包括壓縮機(jī)(1)、蒸發(fā)器(2)、節(jié)流裝置(3)及冷凝器；冷卻水系統(tǒng)包括冷卻塔(6)、水流量計(jì)G1、進(jìn)水溫度傳感器T1和出水溫度傳感器T2，其特征是計(jì)算機(jī)中設(shè)置有數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，采集冷卻水流量、冷卻水進(jìn)出口溫度和冷凝壓力的數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及反饋，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除港裝置，其特征 是所述冷凝器的進(jìn)水管和出水管與冷卻塔相連，水流量計(jì)Gl和進(jìn)水溫度 傳感器T1設(shè)置在進(jìn)水管中，出水溫度傳感器T2設(shè)置在出水管中，冷凝器 設(shè)置有壓力傳感器P。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除港裝置，其特征 是所述冷凝器為殼管式換熱器(4)，壓力傳感器P設(shè)置在殼管式換熱器殼 體的頂上部；冷凝換熱管(9)為內(nèi)外螺紋冷凝換熱管，內(nèi)壁為梯型旋轉(zhuǎn)螺 紋(9.3)，外壁貫穿于翅片(9.1)設(shè)置有螺旋形凹槽(9.4)，翅片呈鋸齒 狀，翅片之間設(shè)置有隔斷凹槽(9.2),以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除垢。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除垢裝置，其特征 是所述冷卻塔的底部設(shè)置有電動(dòng)排污閥(8)，高位與溢流管(5)連通，低 位與自動(dòng)補(bǔ)水管(7)連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除垢裝置，其特征 是所述壓縮機(jī)依次與冷凝器和蒸發(fā)器首尾連接，冷凝器與蒸發(fā)器之間設(shè)置 有節(jié)流裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除紫裝置，其特征 是所述控制系統(tǒng)設(shè)置有自動(dòng)除紫功能。
專利摘要一種空調(diào)器的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控除垢裝置，包括主機(jī)、冷卻水系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和報(bào)警系統(tǒng)，其中，主機(jī)包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置及殼管式換熱器；冷卻水系統(tǒng)包括冷卻塔、水流量計(jì)、進(jìn)、出水溫度傳感器，其計(jì)算機(jī)中設(shè)有數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，采集冷卻水流量、冷卻水進(jìn)、出口溫度和冷凝壓力的數(shù)據(jù)。冷凝換熱管為內(nèi)外螺紋冷凝換熱管，內(nèi)壁為梯型旋轉(zhuǎn)螺紋，外壁貫穿于翅片設(shè)有螺旋形凹槽，翅片呈鋸齒狀，翅片之間設(shè)有隔斷凹槽。冷卻塔底部設(shè)有電動(dòng)排污閥。本實(shí)用新型將采集到的數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)并根據(jù)公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，當(dāng)參數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，機(jī)組通過報(bào)警系統(tǒng)將除垢需要反饋給用戶或直接啟動(dòng)電動(dòng)排污閥進(jìn)行除垢處理。其結(jié)構(gòu)簡單合理、操作簡便、能效高。
文檔編號(hào)F24F3/06GK201116763SQ200720057609
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者楊偉姬, 歐陽惕 申請(qǐng)人:廣東申菱空調(diào)設(shè)備有限公司