熱交換器壓降與流量的關係

熱交換器的水壓降有一個簡單的原理可以依循,即壓降和水量成平方比,一個熱交換器的作用是用來交換兩種不同性質流體所產生的熱,對冰水主機來講,主要就是冷煤跟水,在能量不滅的前提之下,水的流量跟熱交換的關係是息息相關的.

如何從熱交換器的壓降計算多少流量,一個很簡單的方法是參考原廠主機的選機表,例如說若原廠選定的流量是1000GPM,壓降0.5KG,若是實際壓降是0.7KG,則流量計算的公式為:

0.7=0.5(X/1000)²      X=1183GPM,流量多了18.3%.

對主機來講,較多的流量會讓主機的效率變好,因為流經冷凝器或是蒸發發器的水變多了,熱傳遞係數提高,但是對泵浦來講,多出來的水量及揚程必須花更大的馬力去推動,以上述例子來講,馬達必須多花65%的馬力,哪個比較划算?就是看哪邊省的比較多.

區區0.2KG壓降的差異怎會感覺差哪麼大,其實就是差那麼大,也因此試車是一件非常重要的事,不過台灣的試車基本上都是會跑就好,因為系統的設計跟實際跑起來往往會有一個差距,負責送水的泵浦選機跟管路的搭配不見得一定配的到,也因此就會造成這種情況了.

這讓我想起以前一件往事,一台冰水主機常常不定時的跳低蒸發冷煤溫度,一直懷疑是主機油或是冷煤的問題,系統處理也弄了,冷煤也重新灌過,但還是常常不定時跳機.那時就沒有去懷疑流量有問題,直到最近一個大廠因為主機冬天莫名其妙跳低蒸發冷煤溫度,才讓我想起,如果管路或是系統的水量平衡做的不好,是有很大的機會造成低蒸發冷煤溫度跳機,因為如果冰水端負載的某個閥或是管路突然開的很大,泵浦的運轉曲線改變,造成流過主機的流量不足,當然會造成主機跳低蒸發冷煤溫度,因為流經蒸發器的流量可能跟設計值差太遠,然後人又沒辦法在那邊盯著原因發生,自然問題就解決不好了.

冰水或冷卻水流量的問題一直是一個很容易被忽略的地方,因為沒有什麼太容易的方法去確實檢知到底有多少水流過主機的熱交換器,在許多機台並聯運轉的機房裡面,管路的配置和流量的變化很容易會影響冰水主機的運轉,但遺憾的是肇禍的是別人,跳機的卻是冰水主機.而且原因還不是非常好判斷.

非破壞性的空調管路流量檢測以超音波為主,超音波流量計的測試會受很多變數的影響,不見得一定抓的到數據,對一些流量會產生變動的點,還要加上連續紀錄器,才比較有可能解決上述的那種情形,因為冷凍負載的變動所造成的流量變化是的的確確會造成冰水主機跳機的.

觀察熱交換器的壓降是判斷設計流量是否正確的一個簡單的方法,最好是再搭配超音波流量檢測,才可以在節能,系統穩定性的雙重要求下,達到一個比較好的操作效果.