几种球水分离器的水阻、工艺对空调主机和 冷却泵的能效影响及改进的讨论
2023-04-24 09:07:08.362
本文介绍了当前冷凝器自动清洗系统中常见的几种球水分离器的构造特点和性能。从科学、实用的角度出发，详细地指出各种类型球水分离器所存在的缺陷和改进的方案。为设计、生产和使用提供了分析数据和选择依据。
球水分离器又称捕球器，（以下简称“分离器”）是冷凝器自动清洗系统中一个十分重要的部件。该部件的水阻直接影响冷却泵的能耗、冷却水的流量，还影响到制冷主机的能效。其结构、工艺则影响海绵球的磨损、漏球、回球率，污堵后分离网的装拆冲洗性能。这些问题不能有效解决，海绵球不能连续有效地清洗冷凝器。分离网的污堵及水阻，是空调主机和冷却泵能效降低的重要原因，污堵能否及时的排出，对冷却泵和空调主机节能至关重要！
下面以几种常见的分离器为例，分析其存在的问题及改进的方案，并介绍一种新型、理想的分离器XY-r2D、XY-r3D。
1、直管同心式分离器 （一代三型、一代四型）
1.1、国内早期出现的直管同心式分离器是一代三型分离器，它的分离段与过水段同径，分离网由几段不锈钢条焊成的锥形隔栅。
这类分离器缺点是：
①过水面积小、水阻大；
②多焊点网栅易脱焊漏球；
③海绵球过焊点毛糙处易磨损；
④分离栅网不能装拆冲洗，造成污堵的积累，水阻增加。
这种工艺的后期产品也有加大分离段外径，把多焊点栅条改为不锈钢板冲槽网但还是水阻大、漏球，分离网不能装拆冲洗。行内人一看知道这是一代三型2分离器。
1.2、一代四型分离器的外形与前面直管同心式分离器外形相似，内部分离网改为不锈钢冲孔板，减少了不锈钢栅条脱焊漏球问题。分离网长度限制在一检修口与出球弯头之间，分离网只占分离器总长的1/3～1/2，有效过水面积是Y型分离器分离网的1/5～1/4，局部水阻是Y型分离器的16～25倍。在惠阳某电脑厂1000RT空调主机装了一台DN300直管同心式分离器，查进出水压差33KPa，即3.3m；深圳某象城，DN300分离器总长L=620，DN450分离器总长L=850。这个分离器的分离网有效长度不足400，与Y型分离网（L=1800）相比长度不到1/4，其局部水阻当然﹥2m，而该系统冷却泵扬程<20m，可见这种分离器的局部水阻使冷却泵额外耗能>10%。我们在同一个模拟冷却水系统中串联
了Y型、r3D、T型、直管同心式四种DN100的分离器，测得直管同心式分离器（蓝色的）水阻大，数值显示>15KPa(即1.5m）。
以上分析测试说明：这种分离器技术参数注明水阻<0.5m是假的！这种分离器的设计缺乏分离网
有效过水面积与流速的关系，流速与水阻关系的流体力学常识，当遇到冷凝器出水管阀门内直管长度不够时，会随意缩短分离器长度！而不顾流速的增高导致水阻以平方数的增加，对制冷主机和冷却泵耗能的恶性影响。这种削足适履之举，已导致某分离器水阻33kp!
这类分离器的其它共同特点：分离网焊死不能独立装拆，污堵不易冲洗排污，积蓄污堵，增加水阻。
2、Y型分离器
国内外先进技术已多采用Y型分离器。Y型分离器的分离段与过水段轴线偏离30°，分离段管径加大2-3号并加长了长度，增大了过水面积，减小了过水流速，分离网方便装拆冲洗，水阻是直管同心式分离器的1/25-1/16。经测试这种分离器是水阻小的，从水阻小、分离网装拆便捷方面来看，Y型分离器有很大进步！但安装这种分离器需要较长的直管安装段，在出水管阀门内直管长度局限时，仍不能安装。早期的Y型分离器分离网内有回球死角，一次回球不全。
3、T型分离器
T型分离器的进、出水管互成90°，分离段与进水管同心。主要用于冷却水出水管阀门内直管长度不够安装Y型分离器，进出水管除冷凝器后左右转立管的条件安装在出水弯头部位。其分离网装拆冲洗便捷。但这种无导流功能的90°三通，进出突扩突缩设备，存在多种涡流水阻，局部压降约为1m。早期的T型分离器有回球死角，一次回球不全。
4、L型分离器
L₁型卧式分离器:卧式分离器可用于冷却水管前后转立管的弯头处，解决一部分安装空间小的问题，适用于安装空间小的场合。其分离网可装拆，压降与T型分离器相同约1m，这样的水阻可导致冷却水泵多耗能约5%。这种分离器的分离段与进出水方向成90°，出球速度相对更难、更慢。安装环境与后面介绍的XY-r3D相同
L₂型立装同心式分离器：
可用在T型分离器适应的环境或部位立式安装。该分离器进出水2个突扩突缩的水阻；一个T型无导流90°单边分流三通管的水阻；分离网过水面积小和分离网污堵的水阻，是目前水阻大大分离器！约60KP!与L₁型分离器相比水阻更大，但分离网却不可以拆装清洗！安装了这种分离器，水泵的扬程需增加约6～8m，否则因为水阻大，流量减少，主机高压保护停机！或冷却泵多耗电30%，这个能耗接近空调主机的节能量！
5、无回球死角Y型分离器
无回球死角Y型分离器是在传统Y型分离器的基础上把分离网变成锥形，管径在DN300以上的平板分离段端盖改为冲压封头，分离段长度缩短约1/3，水阻小、重量轻并且无回球死角，安装位置要求与传统Y型分离器相似，是更理想的Y型分离器。
6、无回球死角T型分离器
无回球死角T型分离器是在传统T型分离器的基础上把分离网改为锥形，管径在DN300以上的分离段端盖改为冲压封头，分离段缩短约1/3，它的优点：体积小、重量轻、无回球死角，水阻约1m、适用于老式T型分离器安装空间的安装。
XY-r2D型分离器由一个冲压弯头与等径分离直管在同一平面组合而成。用于T型分离器才能安装的环境条件。因为有冲压弯头的平顺导流，它的局部水阻比T型分离器小70%。综合性能比T型分离器更为优越。
XY-r3D分离器是2012年公告的先进《专利》技术，是由两个等径冲压弯头组合成的三维体，进、出水管互为90°；进水、出球管互为90°；出水、出球管互为90°，故称r3D（三维）。因为进水出水、进球出球都采用平滑导流的冲压弯头，与T型L型分离器相比，水阻减少70%。用于冷却水立管前后进出安装，出水管阀门内直管长度不能安装Y型、T型、和直管同心式分离器的空间安装。制冷机房中约有30%的机组是因为空间狭小一般技术都无法安装的。使用r3D型分离器，既解决了安装空间局限问题，又降低了两个水阻70%。可见XY-r3D分离器《专利》技术市场份额与节能价值！
综上分析，不同类型的分离器（捕球器），不论从外形所能适应的安装环境，还是设备的局部水阻、海绵球的磨损丢失、分离网的拆装保养等性能不是大同小异！根据不同的制冷机房条件，选择适合的分离器和清洗技术，对保证冷水机组和冷却泵都得到佳节能是至关重要的！也是用户的要求和权益！XY-r3D分离器专利技术，破解了现有冷水机房尚有30%的机组，用现有国内外分离技术不能实施冷凝器自动清洗节能的重大技术难题，使这一部分曾判“无法节能”的冷水机组得到解放！
XY-r3D第四代冷凝器自动清洗技术，是深圳人对我国节能减排事业的重大贡献！是我国人民对世界节能减排科学技术的重大奉献。为铸成我国节能减排科学技术大国之利器！匹夫有责！
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