[发明专利]双极脉冲除垢方法及其除垢装置

说明书

技术领域

本发明属于除垢技术领域，具体涉及一种双极脉冲除垢方法及其除垢装置。

背景技术

大功率中央空调、锅炉、热交换设备或者管道等的结垢问题一直是困扰人们的重大难题，热交换设备管壁上坚硬的水垢会大大降低交换器的参数，管道结垢会影响系统的流量，因而不得不进行清洗。

现有冷却循环水除垢一般向循环水中加入阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂，但阻垢剂、缓蚀剂并没有降低水中成垢因子离子浓度，随着冷却水的蒸发浓度越来越高，化学法无法避免水垢的形成，而且最终换水及清洗时排出又造成二次污染。

其他如超声波法、电子除垢法等，换能效率低，且只改变水垢的结晶形态，不能降低水质硬度。

还有的电化学处理技术如直流电解法，存在使用电压过高、无法避免极化效应和在电极积垢及氧化后电解效率开始越来越低等不足，整体除垢效果不是很明显。

发明内容

针对上述的不足，本发明目的之一在于，提供一种能在安全低压情况下进行除垢，且除垢效果好，节能效果明显，易于实现的双极脉冲除垢方法。

本发明目的还在于，提供一种的实施上述双极脉冲除垢方法的除垢装置。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种双极脉冲除垢方法，其包括以下步骤：（1）通过AC/DC变换器输入单相220V或三相380V的交流电；（2）交流电经EMI滤波电路及整流滤波电路的滤波、整流相应处理成310V或530V的高压直流电；（3）高压直流电依次经逆变器和高频变压器的耦合、降压，输出隔离的低压高频脉冲再经过高频整流、滤波形成70V以下的低压直流电，并同时通过电压/电流反馈采样电路反馈到PWM芯片与智能控制器输出的给定的电压或电流信号进行比较，实现在额定的电压电流内任意设定；（4）然后再经高频双极脉冲换向器处理，实现输出大功率的双极高频脉冲，以向双电解电极提供低压电解能源；（5）将双电极电解吸附式收集器放置在循环水流动区，并在该双电极电解吸附式收集器内设有两个电解电极和一个收集电极，其中两个电解电极与电解能源的双极高频脉冲输出端子相连接，而收集电极与低压直流电的负极连接；（6）该收集电极带负电位包围着两个电解电极，被电解水中的钙、鎂、盐和其他金属离子在收集电极的区域内发生反应生成硅酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化鎂等难溶物质，并以疏松的针状结晶附着在双电极电解吸附式收集器的内壁上，在脱水后变为粉末状易于清理，实现除垢的目的。

作为本发明的一种改进，所述步骤（3）具体包括如下步骤：直流电依次经以PWM芯片产生高频脉冲驱IGBT构成的逆变器和采用超微晶软磁材料制成的高频变压器的耦合、降压，输出隔离的低压高频脉冲再经过高频整流、滤波为70V以下的低压直流电，通过电压/电流反馈采样电路的电压采样，反馈到PWM芯片与智能控制器输出的给定电压信号进行比较，实现在额定电流50A以内输出0～60V可任意设定的稳定电压，此时实际工作电流大小与所设定恒定电压值和所处理的循环水的电导率、杂质含量以及连接多少个双电极电解吸附式收集器形成的动态综合阻抗而自动变化跟随，其变化规律符合I=V/R欧姆定律。

作为本发明的另一种改进，所述步骤（3）具体包括如下步骤：直流电依次经以PWM芯片产生高频脉冲驱IGBT构成逆变器和采用超微晶软磁材料制成的高频变压器的耦合、降压，输出隔离的低压高频脉冲再经过高频整流、滤波为70V以下的低压直流电，通过恒压/恒流工作模式切换，通过电压/电流反馈采样电路的电流采样，反馈到PWM芯片与智能控制器输出的给定电流信号进行比较，让高频双极脉冲换向器工作在60V以内输出0～50A可任意设定的稳定电流，此时实际工作电压同样与所设定恒定电流值和所处理的循环水的电导率、杂质含量以及连接多少个双电极电解吸附式收集器形成的动态综合阻抗而自动变化跟随，其变化规律符合I=V/R欧姆定律。

作为本发明的一种改进，所述高频双极脉冲换向器由两个IGBT半桥模块M1、M2并联而成，其中IGBT半桥模块M1的C1极和IGBT半桥模块M2的C1极并接直流正端，IGBT半桥模块M1的E2极和IGBT半桥模块M2的E2极并接直流负端，IGBT半桥模块M1的E1、C2极和IGBT半桥模块M2的E1、C2极各自连接到双极高频脉冲输出端子。

作为本发明的一种改进，所述双极高频脉冲的频率为30～50KHZ。