中央空調冷卻水處理必要性及措施

1、中央空調冷卻水系統(tǒng)處理必要性和措施傳統(tǒng)的中央空調水系統(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)，由于在中央空調空調系統(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，冷卻水水質在時間不更換的情況下，冷卻水水質會逐漸變成酸性。這樣的酸性水嚴重影響了系統(tǒng)管道、設備、閥門等使用壽命。空調冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水處理一直是人們爭論和探討的問題。目前國內現(xiàn)狀:不進行處理或采取簡單地排污來控制結垢或腐蝕。對補充的水進

2、行軟化來控制冷卻水水質。冷卻水系統(tǒng)增設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 ) 來控制結垢、腐蝕和微生物的繁殖。在實際工程中，由于冷卻水水質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、更經濟的冷卻水處理和控制方案。一、冷卻水水質標準中央空調系統(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)的水質標準應根據(jù)冷卻塔的結構形式、材質、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 , 必須在管路上設置有效的水質控制和處理裝置。開式冷卻水處理水質必須符合工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范(GB500050)及有關規(guī)范對水質的要求。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%)。冷卻水補水的水質要求, 一般要比冷卻水水質的要求還高 ( 見表 1) 。表 1 中央空調冷卻水和補給水的水質標準從表 1 可以看到 , 冷卻水水質的幾項指標比地下水水質

4、標準(GB/T14848293)的類標準還要高 , 而補給水的水質標準甚至達到了類標準,說明冷卻水質要求是比較高的。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)的水源如是經過石灰?guī)r巖層 , 水的硬度就會相應的增高。冷卻水系統(tǒng)產生結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生大量水垢, 這主要是水中的重碳酸鈣發(fā)生如下反應所致。Ca(HCO3)2vCaCO3+CO2+H2O(1)為了防止冷卻水系統(tǒng)結垢, 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)量及安裝位置設計的不合理 , 會對水系統(tǒng)產生嚴重腐蝕, 這種負面作用遠遠大于正面作用, 對空調設備及水系統(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腐蝕, 影響冷凝器或管道內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。另外 , 目前很多單位的中央空調冷卻水系統(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 , 易使制冷機組內積聚污泥和雜質 , 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、冷卻水水質常用處理技術為了使制冷機組正常運行以及消除冷卻塔內細菌滋生的問題 , 必須對冷卻水系統(tǒng)和水質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的處理技術可以分為兩大類 ( 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 , 在冷卻水水質處理中比較多見 , 能殺菌、緩蝕、延緩結垢 , 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、技術不成熟等問題。表 2 中央空調冷卻水水質常見的處理技術表 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冷卻塔位于鬧市區(qū) , 為了更好地控制冷卻水水質 , 物業(yè)管理公司決定對冷卻水水質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)設備化學清洗質量標準進行。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。清洗結束后 , 進行必要的鈍化處理。經過檢測發(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水處理應該是可行的。在實際管理過程中 , 由于空調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 , 造成各機組產生的水質也不一樣。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經濟分析才能確定。五、結束語冷卻水系統(tǒng)是大型空調冷卻水系統(tǒng)的重要組成部分。保持合格的循環(huán)冷卻水水質非常重要 , 值得引起相關人員的高度重視。傳統(tǒng)的藥物處理方式技術復雜, 環(huán)境污染大 , 給相關人員