[發明專利]一種微通道換熱器污垢監測處理系統與方法

有效

• 申請號: 201710802042.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107643015B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 張荻;景祺;謝永慧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F28G9/00
• 分類號: F28G9/00;G01D21/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

1.一種微通道換熱器污垢監測處理系統，其特征在于，包括：

換熱器運行數據監測模塊，所述換熱器運行數據監測模塊的監測裝置均包括測試端和信號輸出端，監測裝置的測試端分別伸入微通道換熱器本體的熱流體輸入管、熱流體輸出管、冷流體輸入管及冷流體輸出管內部；

監測數據處理模塊，所述監測數據處理模塊的信號輸入端與所有監測裝置的信號輸出端相連接，所述監測數據處理模塊還設置有信號輸出端；

污垢識別模塊，所述污垢識別模塊的信號輸入端與所述監測數據處理模塊的信號輸出端相連接，所述污垢識別模塊還設置有信號輸出端；

污垢處理模塊，所述污垢處理模塊的信號輸入端與所述污垢識別模塊的信號輸出端相連接，所述污垢處理模塊的信號輸出端與污垢處理模塊的執行裝置的信號輸入端相連接；

污垢識別模塊接收經過監測數據處理模塊加工過的數據；污垢識別模塊中嵌入有一套污垢等級評價標準，該標準以污垢熱阻為基礎，通過污垢熱阻數值將結垢程度進行分類，通過污垢熱阻隨時間的變化函數規律將污垢生長速度進行分類，并通過取樣來分析污垢的成分；污垢識別模塊中存儲有處理方案的指令，包括各管道閥門啟閉以及閥門開度，并與污垢等級、結垢速度和污垢成分相對應，根據不同的污垢等級、結垢速度及污垢成分選擇相應的指令傳輸至污垢處理模塊。

2.根據權利要求1所述的一種微通道換熱器污垢監測處理系統，其特征在于，換熱器運行數據監測模塊的監測裝置包括多個流量監測裝置、多個溫度監測裝置及多個壓力監測裝置，流量監測裝置、溫度監測裝置及壓力監測裝置測試端分別伸入對應微通道換熱器本體的熱流體輸入管、熱流體輸出管、冷流體輸入管及冷流體輸出管內部。

3.根據權利要求1所述的一種微通道換熱器污垢監測處理系統，其特征在于，換熱器運行數據監測模塊的監測裝置包括冷流體入口流量監測裝置(401)、熱流體入口流量監測裝置(402)、冷流體入口溫度監測裝置(201)、冷流體出口溫度監測裝置(202)、熱流體入口溫度監測裝置(203)、熱流體出口溫度監測裝置(204)、冷流體入口壓力監測裝置(301)、冷流體出口壓力監測裝置(302)、熱流體入口壓力監測裝置(303)和熱流體出口壓力監測裝置(304)，其中，冷流體入口流量監測裝置(401)、冷流體入口壓力監測裝置(301)、冷流體入口溫度監測裝置(201)的測試端通入冷流體輸入管，冷流體出口壓力監測裝置(302)、冷流體出口溫度監測裝置(202)的測試端通入冷流體輸出管，熱流體入口流量監測裝置(402)、熱流體入口壓力監測裝置(303)、熱流體入口溫度監測裝置(203)的測試端通入熱流體輸入管，熱流體出口壓力監測裝置(304)、熱流體出口溫度監測裝置(204)的測試端通入熱流體輸出管。

4.根據權利要求1所述的一種微通道換熱器污垢監測處理系統，其特征在于，執行裝置為反向沖刷裝置；冷流輸出管和熱流輸出管的側壁上分別設置有沖刷氣/液入口，所述沖刷氣/液入口通過管路與沖刷氣/液供給裝置相連通，冷流輸入管和熱流輸入管的側壁上分別設置有沖刷氣/液出口，所述沖刷氣/液出口通過管路與沖刷氣/液收集裝置相連通。

5.根據權利要求1所述的一種微通道換熱器污垢監測處理系統，其特征在于，熱流輸入管和冷流輸入管的流體進口處均設置有過濾器。

6.根據權利要求1所述的一種微通道換熱器污垢監測處理系統，其特征在于，監測數據處理模塊接收來自換熱器運行數據監測模塊的測量數據，繪制換熱器的參數運行曲線，包括冷熱通道的流量、溫度和壓力，此外，對測量數據進行處理，將原始測量數據轉化為污垢識別模塊能夠直接使用的數據，計算換熱器的熱阻：R＝AΔt/Q，結垢后的總熱阻減去潔凈時的熱阻即為污垢熱阻，進一步計算獲得污垢熱阻隨時間的變化函數；其中，A為換熱表面積，Δt為冷熱端流體溫差，Q為換熱量。

7.一種微通道換熱器污垢監測處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟01：通過換熱器運行數據監測模塊監測換熱器的實時運行數據，并將監測到的實時數據傳遞給監測數據處理模塊及污垢識別模塊；

步驟02：監測數據處理模塊接收換熱器運行數據，繪制參數曲線，并對數據進行加工，轉化為污垢識別模塊能夠直接分析的數據，計算換熱器的熱阻：R＝AΔt/Q，結垢后的總熱阻減去潔凈時的熱阻即為污垢熱阻，進一步計算獲得污垢熱阻隨時間的變化函數；A為換熱表面積，Δt為冷熱端流體溫差，Q為換熱量；

步驟03：污垢識別模塊接收監測數據處理模塊傳輸的二次加工數據；污垢識別模塊中嵌入有一套污垢等級評價標準，該標準以污垢熱阻為基礎，通過污垢熱阻數值將結垢程度進行分類，通過污垢熱阻隨時間的變化函數規律將污垢生長速度進行分類，并通過取樣來分析污垢的成分；污垢識別模塊中存儲有處理方案的指令，包括各管道閥門啟閉以及閥門開度，并與污垢等級、結垢速度和污垢成分相對應，根據不同的污垢等級、結垢速度及污垢成分選擇相應的指令傳輸至污垢處理模塊；

步驟04：污垢處理模塊根據接收到的污垢處理方案，通過執行裝置對換熱器進行清洗處理；

步驟05；進行流動測試，判斷污垢是否清除干凈，如果清除干凈則處理過程完畢，如果還有殘存的污垢顆粒，則重復步驟04，直至污垢處理完畢。