空调低温水系统CTAC减阻特性研究.pdfVIP

l18 低 温 建 筑 技 术 2012年第12期 (总第 174期) 空调低温水系统 CTAC减阻特性研究 张 松 ，曹慧哲 ，朱蒙生 (1．辽河石油勘探局油田建设工程一公司． 辽宁 盘锦 124120； 2．哈尔滨工业大学市政环境工程学院。 哈尔滨 150090) 【摘 要】 空调系统能耗在建筑能耗中占有相当大的比例，而空调水系统的耗能又在其中占有重要的份额， 降低该输配水系统的能耗，可以进一步减低建筑能耗。本文利用闭式循环系统添加剂减阻实验台．对浓度为 100 — 400ppm的CTAC水溶液在5～15％范围内的温度效应、浓度效应和减阻效果进行实验研究，并对其减阻效果进 行分析评价，来研究其在空调低温水系统中的适用性，进而达到降低建筑运行能耗的目的。 【关键词】 低温水系统；CTAC水溶液；减阻特性 【中图分类号】 TU831．36 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2012】12—0118—03 阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵 (CTAC)在 实验台 对几种典型浓度条件下，5～15 的空调低温水温 20～6O℃温度范围内具有良好的减阻效果，同时其抗剪切性 度范围内，对CTAC水溶液在内径为5．76mm的管道中进行 能较好 ，将其应用于流体输配管网中的供热系统或者供暖 实验研究，并把实验数据整理成无量纲范宁摩擦阻力系数 系统可以降低水泵能耗，从而达到节能的目的”J。空调水 C=，(Re)特征曲线 ，如图1所示。 系统作为流体输配管网的重要组成部分，如果能够采用添 实验结果显示 ，在相同的浓度和流动雷诺数下，随着温 加剂减阻技术，对于降低建筑运行能耗具有很现实的意义。 度的升高，C减小，表明减阻效果增强。CTAC减阻水溶液 空调水系统中相对于供热系统和供暖系统，其温度较 在5—15℃范围内不同温度条件下的减阻效果差别不大，特 低，可以称为空调低温水系统，特别是其中的冷却水系统耗 别是5℃和 10℃下的减阻效果差别很小。对比图1中的(a) 能较大，其运行温度多集中在5～15％范围内，目前国内外 和(b)可知，随着浓度增加 ，在Re=5000附近，浓度增大对 对此温度范围内添加剂减阻效果研究较少，为此本文利用 减阻的影响更加显著。 闭式循环系统添加剂减阻实验台，对 100、200、300、400ppm 2 浓度效应 四种不同浓度的CTAC减阻水溶液在 5～15℃范围内的减 添加剂减阻的浓度效应非常明显 ，对于CTAC这样的表 阻效果进行实验研究 ，测试其减阻性能适用于空调低温水 面活性剂分子，当其低于临界浓度时，无论减阻剂是否在上 系统中，而实现降低建筑运行能耗的目的。 述有效减阻温度范围内都不会产生减阻效果，即浓度过低 1 温度效应 不好。浓度效应另一有趣现象是浓度过高也不好，即当减 当CTAC等添加剂用于输配水系统减阻时，对温度变化 阻剂浓度大到一定程度时，再增加其浓度，减阻效果会出现 非常敏感。各种表面活性剂分子都有各 自的温度适用范 “不升反降”的现象，因此在此浓度区间i内一定存在与最佳 围，超出此范 围减阻现象就会消失；且温度不同，减阻效果 减阻效果对应的最优浓度，此浓度可以通过反复实验来确 也不尽相同。为了评价CTAC在空调低温水系统中的减阻 定。为了评价CTAC减阻剂在空调低温水系统中的减阻效 效果，本文利用哈尔滨工业大学流体输配管网添加剂减阻 果，在 10％和 15％两种低温条件下，分别对四种不同浓度的 [基金项 目] 中国博士后科学基金面上资助(20090460912)；哈尔滨市科技创新人才基金(2009RFQXS00