直筒式水过滤器与Y形水过滤器的比较

引言

    水过滤器在空调水系统中属于配件类,其价值不高,起的作用也仅仅是为水系统隔除杂质,故一般不会引起人们太多的注意。但这个貌似不起眼的小配件,其选用不当或者清洗不及时,则会引起水系统运行电费增加,甚至导致系统失效。
多年来水过滤器变化并不多。上世纪80年代中期以前广泛使用按国家标准图集制作的筒形过滤器,如图1所示。该筒形过滤器由于过滤阻力大、占地面积大、制作困难等,80年代后基本被弃用。取而代之的是结构小巧、过滤阻力相对较小、产品化的Y形过滤器,如图2所示。与Y型过滤器相似的还有T型过滤器,由于使用较少,不予讨论。
 

    1　Y形过滤器

    Y形过滤器其滤网形式因厂商不同而各异,一般为不锈钢板冲孔而成。作为水过滤器网眼目数为20~30目,由于用目数衡量与目直径大小有关系,较为模糊,故建议采用开孔率表达更为直接明了。那么水过滤器开孔直径多大合适呢?有必要对水系统内杂质类型进行分类。一般地,水系统内杂质来自下述几方面。

    1）来自施工材料。比如管道内留存泥砂、锈蚀物、异物而未被清除。

    2）来自施工工艺。当采用焊接管时,施工时管道开孔留下割渣未被清除;电焊时透过焊缝而进入管内的焊渣;当采用丝接用麻丝厚漆作为丝接填充物时,上丝扣时而挤入管内的麻丝油漆。

    3）来自大自然。当水系统为冷却水系统时,大自然中飘落的树叶、枯枝类以及昆虫尸体有可能穿过冷却塔下部过滤层而进入水系统。

    4）来自人为因素。施工过程中放置于管道内而未取出的螺栓、破布等。

    上述杂质危害zui大的是施工工艺产生的割渣或焊渣以及作为填充物的麻丝油漆等。割渣与焊渣有可能锈蚀到一定程度后脱落,故其自净时间相当长,有的甚至十几年后才会脱落。麻丝油漆自净时间相对短些,但丝接缝中挤出的麻丝油漆在水流的冲刷下是逐渐脱落的。笔者曾在一个工程实践中发现,Y形过滤器在清洗第8遍之后,仍有相当数量的麻丝被隔离在过滤器滤网上。
实际上,水过滤器所起的作用是将杂质隔离在水过滤器之前,不让有害杂质损坏或堵塞水泵、冷水机组以及其他设备。定义杂质是否有害目前尚无界定之说,笔者认为,杂质除化学有害之外,机械有害应采用杂质大小来衡量。一般杂质直径<2mm,对系统内设备不存在损坏的可能,故水过滤器滤网开孔直径可采用2 mm。

    滤网开孔直径大小直接影响开孔率,开孔率大小将影响过滤器的过滤阻力。开孔率越大,则过滤阻力越小。影响过滤阻力的另一方面为水流在过滤器中是否存在拐向、水流容积是否变化等因素。

    观察图2所示的Y形过滤器,水流在过滤器狭小空间内急速转向,冲向滤网封板处,可见其过滤阻力较大。根据Y形过滤器供应商提供的资料,滤网面积一般为3.5倍进口管管口面积。滤网面积乘以滤网开孔率则为滤网过流面积。同一种过滤器,过流面积越大则过滤阻力越小。当开孔率为30%时,Y形过滤器只能获得约1.05倍进口管管口面积的过流面积,可见其过滤阻力较大。
 

    综上所述,Y形过滤器并不是一种理想的水过滤器,能否寻找出另一种阻力更小、造价更低廉的水过滤器来替代Y形过滤器?为此笔者提出直筒式水过滤器（如图3所示）。

    2　直筒式水过滤器

    直筒式水过滤器结构非常简单,器体材料为普通钢管。一般地,当进口管道直径为DN50时,其滤网直径为Φ57,外筒直径为DN80,即过滤器外筒直径比进口管直径大两号,以此类推。过滤网为不锈钢穿孔板卷接而成,其头部做成导流锥体,以减小水流阻力。根部与一不锈钢圈焊接在一起,该不锈钢圈被内外筒两片法兰夹住,故拆装清洗非常简单,拆装时只须卸下两端法兰即可将整个过滤器取下清洗。
直筒式水过滤器具有较大的过流面积,故其过滤阻力较小。以进口管径DN150为例,当不锈钢滤网开孔率为30%,过滤器长度为600 mm时,其过流面积达0.080 m²,远大于同管径Y形过滤器的0.019 m²。特别要说明的是过滤器长度可根据安装位置和过滤阻力需求确定,长度越长其过流面积越大,但过长则必须考虑滤网筒的稳定性。

    直筒式水过滤器过滤水流在器体中几乎不改变流向,其导流锥体能有效地将水流均匀地分配至过滤网各区域,为增大过流面积导流锥体也开孔,故其过滤阻力较小。　　

   直筒式水过滤器可安装在水平管段或者垂直管段上。为方便清洗可做成可反冲直筒式水过滤器组。图4a为该过滤器组日常运行模式,图4b为该过滤器组冲洗运行模式。
 

    直筒式水过滤器与Y形水过滤器相比,有下列优点:

    1）结构简单,造价低;

    2）过流面积大,过滤阻力小;

    3）过滤水流不改变流向,过滤阻力小;

    4）拆装清洗容易。

    直筒式水过滤器可现场制作安装,也可产业化生产,是一款值得推广的水过滤器。