中央空調(diào)冷卻水處理必要性及措施

1、中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)處理必要性和措施傳統(tǒng)的中央空調(diào)水系統(tǒng)中，冷媒系統(tǒng)主要是冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)水系統(tǒng)，出問題最多的也是水系統(tǒng)部分，特別是水系統(tǒng)的水質(zhì)問題，往往影響著整個系統(tǒng)的運行和使用壽命。在水系統(tǒng)中，受外界影響最大的就是冷卻水系統(tǒng)，由于在中央空調(diào)空調(diào)系統(tǒng)中，冷卻水系統(tǒng)中大多采用的是開式系統(tǒng)，在開式系統(tǒng)中，由于溫度、灰塵等影響，使冷卻水在一定的溫度的作用下，冷卻水水質(zhì)在時間不更換的情況下，冷卻水水質(zhì)會逐漸變成酸性。這樣的酸性水嚴重影響了系統(tǒng)管道、設(shè)備、閥門等使用壽命?？照{(diào)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水處理一直是人們爭論和探討的問題。目前國內(nèi)現(xiàn)狀:不進行處理或采取簡單地排污來控制結(jié)垢或腐蝕。對補充的水進

2、行軟化來控制冷卻水水質(zhì)。冷卻水系統(tǒng)增設(shè)靜電水處理器來防垢、除垢、殺菌和滅藻。在冷卻水系統(tǒng)中投加藥劑 ( 阻垢、緩蝕、殺菌、滅藻 ) 來控制結(jié)垢、腐蝕和微生物的繁殖。在實際工程中，由于冷卻水水質(zhì)不合格而造成制冷系統(tǒng)性能下降甚至停機也不鮮見。研究表明 , 中央空調(diào)冷卻水中含有大量的軍團病菌 , 且容易以水霧、水珠的方式通過空氣傳播 , 危害不可忽視。另外 , 中國南北地域跨度廣泛 , 南方、北方水質(zhì)也不一樣 , 特別是在非洲這樣環(huán)境條件相對惡劣的地區(qū)，更有必要針對不同的地域環(huán)境采用不同的水處理方式 , 尋找一種更合適的、更經(jīng)濟的冷卻水處理和控制方案。一、冷卻水水質(zhì)標準中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水系統(tǒng)由冷凝

3、器、冷卻塔、冷卻泵、冷卻水管路以及過濾器等組成。開式冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)標準應(yīng)根據(jù)冷卻塔的結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)、工況、污垢熱阻值、腐蝕率及所采用的水處理配方等因素綜合確定。為改善冷卻水水質(zhì) , 必須在管路上設(shè)置有效的水質(zhì)控制和處理裝置。開式冷卻水處理水質(zhì)必須符合工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范(GB500050)及有關(guān)規(guī)范對水質(zhì)的要求。由于開式冷卻水系統(tǒng)會發(fā)生一定量的蒸發(fā)和飄逸損失, 所以要定期或自動補水 ( 補水量一般為 1.2%1.6%)。冷卻水補水的水質(zhì)要求, 一般要比冷卻水水質(zhì)的要求還高 ( 見表 1) 。表 1 中央空調(diào)冷卻水和補給水的水質(zhì)標準從表 1 可以看到 , 冷卻水水質(zhì)的幾項指標比地下水水質(zhì)

4、標準(GB/T14848293)的類標準還要高 , 而補給水的水質(zhì)標準甚至達到了類標準,說明冷卻水質(zhì)要求是比較高的。如果直接用地下水作為冷卻水, 由于地下水水溫較低且穩(wěn)定 , 所以盡管能節(jié)能 , 但冷卻水的高硬度將使冷凝器的污垢系數(shù)增大,在冷卻量不變的情況下, 冷卻塔處理的水量反而會增大。二、冷卻水系統(tǒng)存在的問題1、結(jié)垢冷卻水補水一般采用自來水 , 有的機組為了節(jié)能采用深井水 , 不管是自來水還是井水 , 都有一定的硬度。如果是井水 , 硬度會更高一些。另外 , 有些地區(qū)的水源如是經(jīng)過石灰?guī)r巖層 , 水的硬度就會相應(yīng)的增高。冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)垢的另外一個原因是水溫是動態(tài)變化的, 特別是在負荷波動

5、比較大的情況下, 水溫的變化會加速水垢的形成。硬度很高的冷卻水運行一段時間后, 會在冷凝器換熱銅管中或水管中產(chǎn)生大量水垢, 這主要是水中的重碳酸鈣發(fā)生如下反應(yīng)所致。Ca(HCO3)2vCaCO3+CO2+H2O(1)為了防止冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢, 目前多采用電子處理方法( 包括靜電處理、電磁極化、高頻電場磁化等) 。但是 , 如果電磁水處理器的安裝數(shù)量及安裝位置設(shè)計的不合理 , 會對水系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重腐蝕, 這種負面作用遠遠大于正面作用, 對空調(diào)設(shè)備及水系統(tǒng)造成嚴重的危害。2、腐蝕冷卻水系統(tǒng)發(fā)生的腐蝕多屬于電化學(xué)腐蝕, 影響冷凝器或管道內(nèi)壁腐蝕的因素有水的溶解氧、pH值、各離子含量等。陽極 :FevFe

6、2+2e,陰極 :1/2O2+H2O+2ev2OH-(2)陰陽兩極反應(yīng)所生成的Fe(OH)3 就是通常所生成的鐵銹, 而一般肉眼看見的的鐵銹是 Fe2O3·nH2O,也叫含水氧化鐵。如果冷卻水系統(tǒng)中的冷凝器是銅管, 當水中存在有 Cu2+時, 即使其在水中的濃度很低 , 但它是陰極反應(yīng)的去極化劑, 因而對腐蝕有明顯的促進作用。陽極 :FevFe2+2e 陰極 :Cu2+2evCu(3)隨著 Cu2+濃度的增加 , 腐蝕反應(yīng)加劇 , 最終使銅管腐蝕穿孔。 一般情況下 , 如果加入緩蝕劑 ( 鈍化劑 ), 或通過電磁處理 , 是可以解決腐蝕的問題的 , 即腐蝕的問題不是很嚴重。3、污泥和

7、藻類由于冷卻水溫度合適 , 容易滋生大量的細菌、微生物及藻類。目前, 很多冷水機組所安裝的除污器都是Y 型過濾器 , 裝在冷卻水泵入口前的立管上。這種Y 型過濾器 , 只能捕捉設(shè)備運行初期的建筑垃圾, 防止這些垃圾進入冷凝器, 不能在日常運行中捕捉細小水垢和銹垢, 因此會引起冷凝器積垢、積泥和其他雜質(zhì)。另外 , 目前很多單位的中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)最低處都沒有安裝快速排污閥 , 部分單位還用封堵塞住了這些排污口 , 其實這種做法是錯誤的 , 易使制冷機組內(nèi)積聚污泥和雜質(zhì) , 影響熱交換效率。凡采用電磁水處理的冷卻水系統(tǒng) , 都要安裝排污管道 , 進行連續(xù)排污 , 排污量可控制在循環(huán)水量的 0.5%

8、1.0%左右。開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng) , 須要設(shè)置過濾器 , 過濾器的過濾能力 , 根據(jù)當?shù)卮髿獾暮瑝m量等情況 , 可考慮按循環(huán)水量的 1%5%或結(jié)合實際情況來選擇 , 以獲得較好的處理效果。 對其他新安裝的冷卻水系統(tǒng)或已完全除垢的冷卻水系統(tǒng) , 也可以每 12 周排污一次。 在非洲這樣常年使用的環(huán)境中，冷卻水定期排污就顯得尤為重要。三、冷卻水水質(zhì)常用處理技術(shù)為了使制冷機組正常運行以及消除冷卻塔內(nèi)細菌滋生的問題 , 必須對冷卻水系統(tǒng)和水質(zhì)進行嚴格的控制和管理。目前 , 對冷卻水系統(tǒng) , 除了少量不進行處理或采取簡單地排污來控制結(jié)垢或腐蝕外 ( 不投藥運行方式 , 從表面上看 , 短時間未見有什么嚴

9、重的問題。其實 ,2 3 年后 , 造成的后果會明顯的暴露并帶來不可挽回的嚴重事故。如單采取排污 , 則必須頻繁進行 , 嚴重浪費水資源 ) 。絕大部分工程對水質(zhì)的處理技術(shù)可以分為兩大類 ( 見表 2) 。一種是藥物處理 +過濾 +定期排污方式 , 另外一種方式是電磁 ( 包括靜電、電子 ) 處理 +過濾方式。其中后者主要包括電磁水處理器、靜電水處理器、電子水處理器和高頻電子水處理器等幾類( 有時也統(tǒng)稱為電子水處理器 ) 。藥物處理方式屬于成熟的水處理方式 , 在冷卻水水質(zhì)處理中比較多見 , 能殺菌、緩蝕、延緩結(jié)垢 , 但也存在運行費用高、操作麻煩等缺點。電子水處理方式是一種新興的水處理方式,

10、 運行費用少 , 操作簡單方便 , 但也存在初投資高、技術(shù)不成熟等問題。表 2 中央空調(diào)冷卻水水質(zhì)常見的處理技術(shù)表 3 廣州某科技大廈冷卻水處理器概況四、工程案例廣州市某科技大廈位于天河區(qū)中心 , 裝備了 3 臺大型螺桿式冷水機組。原來的藥物處理方式投資大 , 運行費用大 , 管理不方便。由于該科技大廈中央空調(diào)冷卻塔位于鬧市區(qū) , 為了更好地控制冷卻水水質(zhì) , 物業(yè)管理公司決定對冷卻水水質(zhì)管理和控制方式進行改造。改造的基本思路是以電子水處理為主 , 以藥物處理方式為輔。即平時以電子除垢器 ( 見表 3) 來防止水垢生成 , 由藥物來處理鐵銹及細菌滋生問題。清洗標準可采用 HG/T2387292

11、工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標準進行。在清洗后 , 通過冷卻塔的接水盤投加藥物一次。使用 YG2101固體清洗劑配成 10%的液體清洗劑 , 徹底清除換熱銅管中的粘泥、水垢 , 直至銅管表面光潔。清洗結(jié)束后 , 進行必要的鈍化處理。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn) , 除了 Fe2+濃度和細菌總數(shù)不容易達標外 , 其他方面改造后效果良好。自 1998 年改造后 , 至今運行良好 , 說明這種組合 ( 也有稱聯(lián)合式的 ) 的冷卻水處理方式值得推廣 , 特別是在南方地區(qū)。如果是在北方地區(qū) , 僅用電子水處理器進行中央空調(diào)水處理應(yīng)該是可行的。在實際管理過程中 , 由于空調(diào)用冷卻水負荷變化大 , 且運行時間不定 , 用手動方法進行日常管理排污往往是非常困難的 , 所以藥物方式不利于自動化。比較簡單的方法是在系統(tǒng)需求不大的時候 , 各機組定期排污比較好。由于每個制冷機組運行時實際負荷不一樣 , 因而冷卻水流量和溫度也不一樣。另外 , 各機組運行時間也不一樣 , 造成各機組產(chǎn)生的水質(zhì)也不一樣。這種組合式的冷卻水處理方式是否值得推廣 , 必須進行詳細的技術(shù)經(jīng)濟分析才能確定。五、結(jié)束語冷卻水系統(tǒng)是大型空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的重要組成部分。保持合格的循環(huán)冷卻水水質(zhì)非常重要 , 值得引起相關(guān)人員的高度重視。傳統(tǒng)的藥物處理方式技術(shù)復(fù)雜, 環(huán)境污染大 , 給相關(guān)人員