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中央空调的循环冷却水采用的是天然地下水,地下所抽取的循环冷却水中都含有不同程度的杂质,这些杂质概括起来有以下几种:
    1
)不溶性杂质,即悬浮杂质。如泥砂、粘土、腐植质、灰尘、草木垃圾等。
    2
)可溶性杂质,即溶解性固体,又称含盐量,它们是以离子或离子团的形式存在于水中的。如Ca2+Mg2+Na+HCO3-CO32-SO42-CI-等。
    3
)气态杂质:如氧气、二氧化碳、氨气、硫化氢等。

    随着循环水的水温变化和浓缩倍率提高,水中各种离子浓度超过其本身的浓度时,就会生成沉淀,形成水垢,而水中溶解氧的存在并不断富集,产生电位腐蚀,同时又为藻类和细菌的滋生提供了充足的养分,形成生物粘泥。这些水垢、粘泥及腐蚀物给中央空调的安全运行带来严重的危害。在外界条件改变时(温度、流速),就会发生结垢、腐蚀、生物粘泥等现象,如不进行适当的水处理,势必会引起管道堵塞、腐蚀泄漏、效率降低等一系列问题,影响整个中央空调系统的正常工作。

    并且系统内循环冷却水与空气有大量的接触,一方面水中CO2逸入空气中,水中的碳酸平衡状态因而被破坏。另一方面冷却水中带入了溶解氧,从而造成了水质不稳定。在系统中产生水垢及腐蚀现象,同时空气尘埃中有机物、微生物等也会带入水中,不断的积累和繁殖。上述产生的水垢、腐蚀和生物粘泥,三者不是孤立的,是互相联系和相互影响的,如盐垢和污垢往往结合在一起,结垢和粘泥能引起或加重腐蚀。因此冷却循环水处理的主要任务就是消除或减少结垢、腐蚀及生物粘泥的危害,以保证整个循环水系统的效率和使用年限。

、中央空调水处理的必要性和目的

  中央空调水处理的必要性目的大致分为三部分:
  1、延长管线和设备的使用寿命,即水处理的效果是使管线和设备达到设计的使用寿命
  2、节水节能。
  当结垢和腐蚀产生锈垢堆积物,都会导致制冷效率下降,而为了达到同样的制冷效率,必须加大能源消耗,同时带来了安全隐患。而进行恰当的水处理,可防止中央空调水系统结垢、腐蚀,杀菌灭藻,设备高效、经济、安全运行。节约大量能源,以及节约大量工业用水。
  3、达到改善风机盘管系统运行状况,创造稳定的舒适工作和生活环境,保证中央空调系统稳定经济正常运行。

  4中央空调水系统经过长时间运行,会出现水垢、锈蚀、淤泥、细菌和藻类问题,将直接导致换热能力减弱,使用寿命缩短、运行可靠性降低、能耗提高导致运行费用增加。为使热交换器系统在最优化状态下运行,就必须对中央空调的热交换器和冷却水,冷冻水系统进行专门的化学药物处理:清除水垢、锈蚀、粘泥、杀菌和防腐蚀处理,并进行对系统日常添加水处理药剂的保养。
 

 

  、中央空调水处理后的效果

    (1)
明显改善制冷效果,减少事故发生:中央空调水处理可杀菌灭藻,去除污泥,使管路畅通,水质清澈。同时提高中央空调冷凝器,蒸发器的热交换效率,从而避免了高压运行,超压停机现象,提高了冷冻水流量,改善了制冷效果,换热器进出的温度差提高1-2℃,冷媒水温度下降2-4℃,制冷效果提高10-30%,使系统安全高效运行。

     (2)大幅度节约能源,减少成本:由于沉积物的存在会大大降低热交换器的效率,电力消耗增加。一台冷水机组,冷凝器热交换效率降低致使冷凝压力升高将导致压缩机的功耗明显增加,制冷系数大大降低。

     污垢厚度对机组性能影响:如一台冷水机组从压焓图上可以看出,冷凝器热交换效率降低致使冷凝压力升高将导致压缩机的功耗明显增加,制冷系数大大降低。据计算可知,冷凝温度在25—40℃之间,由于冷凝压力的升高使冷凝温度相应地每升高1℃,则耗电量增加3.2﹪左右。

    中央空调水处理在去除水垢,阻止水垢形成,提高热交换效率的同时,也减少了电能或燃料的消耗。节约能源10-30%以上,中央空调水处理还可以减少系统排污量,提高了循环水的利用率。从而减少了生产成本。

    (3)保护设备,延长使用寿命:(延长管线和设备的使用寿命,即水处理的效果是使管线和设备达到设计的使用寿命):中央空调水处理可以防锈、防垢。避免设备腐蚀、损坏,特别经预防处理后,使设备使用寿命延长一倍。投入缓蚀剂以后,可以使设备系统腐蚀速度下降90%,消除冷媒水系统“黄水”现象。

下面列举一些设备使用寿命的数据,如下表:

设备名称

预防处理(年)

事后处理(年)

实际使用年限

给水管(白钢管)

----------

----------

12.6

扬水泵

16.0

7.5

9.7

潜水泵

11.7

5.0

6.1

冷冻机(涡轮式)

16.4

10.0

11.2

冷却塔

13.0

6.0

9.9

空调机(包装型)

13.3

7.5

7.9


注意:
1:预防处理是指为预防危害发生而进行水处理;事后处理是指危害发生后进行水处理;实际使用年限指设备破旧而更换的时间。
2:本数据来自日本“建筑业协会”统计,而中国还未有有关统计数据

    (4)大量节省维修费用:未经水处理的中央空调,会出现设备管路堵塞、结垢、腐蚀、超压停机甚至发生故障。如:运行系统因腐蚀泄露,产生溶液污染,则需要更换热装置和溶液,中央空调主机维修费一般需要20-50万元。中央空调水处理后,即可减少维修费用,又可延长设备使用寿命,为用户创造更好的经济效益。

    (5)环保排放、有益健康:中央空调清洗和缓蚀阻垢,杀菌灭藻水处理后,水质清澈,还能杀灭空调水中对人体危害极大的军团菌,使中央空调所供的冷暖气清新、安全,有利于使用者的身体健康。

四、中央空调水处理的方法及实践
  空调水处理方法要实现的原理都是预防各种危害的发生,水处理方法根据水质条件、设备要求的差异而有所区别,下面对目前常用的一些水处理方法做——介绍。

    1、软化水处理
  在北方地区,由于水质硬度高,过去最常用的就是采用这种方法,将水中结垢性离子如Ca、Mg离子通过置换去除。但实际上,带来了更为严重的腐蚀现象,腐蚀穿孔、泄漏经常发生。因为,去除钙镁离子后,打破了离子平衡,从朗格利尔指数的变化,可知为严重腐蚀性倾向。会更加加剧以下反应的进行,随着时间的推移,腐蚀有一个加速过程,其反应为自催化反应。
  Fe + O2+ H2O → Fe2+
    Fe2+ + O2 → Fe3+
    Fe3+ + Fe → Fe2+
  所以,在循环水系统中,尽量少使用软化水和去离子水,如果原水硬度过高,可以在水处理专业公司指导下,根据水质情况进行配水。现在,欧美等国家已经取消软化水的装置,因为排污会带来更为严重的环境污染。我国在不久也会有相应的措施出台。

    2、传统的化学水处理
  化学方法处理,通过投加水质稳定剂,如缓蚀阻垢剂、分散剂、杀菌剂,使水中的结垢性离子稳定在水中,其原理是通过螯合、络合和吸附分散作用,使钙镁离子稳定地通过螯合物络合溶于水中,并对氧化铁、二氧化硅等胶体有良好的分散作用。由于缓蚀剂在金属表面形成不溶于水或难溶于水的保护膜,由于阻碍金属离子的水合反应或溶解氧反应,而抑制腐蚀反应。具体的化学阻垢缓蚀作用下面介绍,此方法是目前中央空调水处理使用最为普遍的一种方法,也是在工业水处理中应用面最广、技术最成熟的一种方法,实践证明了是有效而经济的方法。

   五、中央空调水系统的特点
  1、循环冷却水系统特点
  中央空调循环冷却水系统的浓缩倍数和运行时间的关系,如下所示。

                  A      B     C
循环水量(m3/h) 15.6   390   390
保有水量(m3/h) 0.3    20    20
蒸发损失%        0.9    0.9   0.9
风吹损失%        0.1    0.1   0.1
强制排污%        0      0     0.35
 
    表1 中央空调循环冷却水运行条件

    从图1和表1可以看出,A曲线代表小型冷却塔,B、C曲线代表中型冷却塔,若不采取强制排污,A、B系统在数十小时内浓缩倍数就将达到10倍以上,对于冷却水来说,浓缩倍数在2.5时,节约水量为98.6%,浓缩倍数为3时,节约水量为98.8%,浓缩倍数为4时,节约水量为98.9%,所以在日常加药处理时没必要刻意在高浓缩倍数下运行,反而有时在控制不当的情况下引发不必要的故障,所以一般浓缩倍数在3左右合适。

  循环冷却水的系统特点决定了必须解决的三大问题:结垢、腐蚀、藻类细菌滋生。

  冷却塔有阳光照射,循环水温度一般为20-50℃,水中有CO2、O2及氮、磷、钾这些元素,适宜藻类和细菌的繁殖和滋生。细菌、藻类形成的生物污垢堵塞设备、管线和凉水塔,细菌等粘泥可引起垢下腐蚀,硫酸盐还原菌可将硫酸盐还原成H2S、H2S与钢材反应,腐蚀设备。一般可采用氧化型和非氧化型杀生剂交替杀菌,以防菌藻产生抗体。

六、中央空调水处理系统化学药剂的选择

  根据上面的阐述,根据循环冷却水和冷冻水系统的特点,以及产生结垢、腐蚀、细菌藻类等,采用合适的化学水处理技术是能够解决的,针对中央空调的水系统的水质、设备材质、工况条件选择缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、分散剂、正确匹配成合理的能发挥“协同效应”、“稳定效应”的水处理配方,并提出工艺控制条件、相应的清洗预膜、加药方案等等,指导开机,提供及时有效的跟踪水处理技术服务,这是中央空调水处理技术的主要内容。

  我们以实验用水水质,对复配药剂进行了一系列的腐蚀实验,根据结果及经验,大致确定了合适的复配药剂配方。

    配方       挂片   预膜  腐蚀率       现象
磷系复配药剂   碳钢1   有   0.0432   表面轻微腐蚀
               碳钢2   无   0.0775   表面少量腐蚀
              不锈钢   无   未检出       光亮
                铜     有   0.0017   表面颜色乌暗
硅系复配药剂   碳钢3   有   0.0120   表面轻微腐蚀
               碳钢4   无   0.0237   表面轻微腐蚀
              不锈钢   无   未检出       光亮
                铜     无   0.0080   表面颜色乌暗
钼系复配药剂   碳钢5   有   0.0009   表面轻微腐蚀
               碳钢6   无   0.0006   表面轻微腐蚀
              不锈钢   无   未检出       光亮
                铜     无   未检出       光亮

表2 几种复配药剂的缓蚀效果

   七、加药水质管理

  ● 浓缩倍数的管理
  针对于不同地方的水系统,由于水源状况的差异以及设备的性能的不同,要请专业水处理公司对系统作出合适的浓缩倍数,确定每天合适的排污量。或者在条件允许的情况下,可以加装自动排污控制系统,实现在线控制。

  ● 加药浓度的管理
  如果加药浓度的有效含量不能维持在一定浓度上,则不能充分发挥药效。而如果过量加药,会造成经济上的浪费。所以一般都要每隔一到两个星期,要进行水质分析监测,进行跟踪服务,针对天气、环境、温度的改变,及时调整药剂含量或提出建设性意见,以便发现问题及时调整。

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