中央空調(diào)水系統(tǒng)水質(zhì)管理

李向軍

河南中煙工業(yè)有限責任公司安陽卷煙廠

中央空調(diào)水系統(tǒng)水質(zhì)管理

李向軍

河南中煙工業(yè)有限責任公司安陽卷煙廠

本文簡要闡述中央空調(diào)水系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)運行的影響。文章側(cè)重從水質(zhì)管理的的角度分析水系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)的危害，介紹了冷凍及冷卻水水質(zhì)特點和達不到規(guī)定的要求產(chǎn)生的原因。簡要列舉了控制水質(zhì)可采取的常見控制措施。

空調(diào)系統(tǒng)；冷凍水；冷卻水；水質(zhì)；檢驗；控制

空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水和冷卻水均可以理解為載冷劑，它們水質(zhì)的好壞，將直接影響到系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性。運行中對冷卻水和冷凍水質(zhì)量控制不嚴，達不到規(guī)定的要求時，將會帶來運行的不正常和故障。首先在冷水機組換熱器等換熱面受到水垢的污染。使制冷效果、換熱效率大幅度下降，冷水機組和水泵的能耗增加，經(jīng)濟效益受到損失。其次運行的管路及設(shè)備將會造成堵塞，產(chǎn)生故障。另外設(shè)備及管道的腐蝕和磨損將破壞系統(tǒng)、損壞設(shè)備因此，作為載冷劑的冷凍水和冷卻水的質(zhì)量必須遵照規(guī)定，嚴格控制和管理。一般問題的發(fā)生有以下原因產(chǎn)生的：

1.載冷劑的腐蝕問題：酸根腐蝕、大氣氧腐蝕、電化學(xué)腐蝕。

2.冷凍水及冷卻水均存在碳酸鹽、硫酸根、氯化物等不純物的成分會形成結(jié)垢，產(chǎn)生危害。

3.冷凍水及冷卻水中的生長物，特別是冷卻水和開式循環(huán)系統(tǒng)，部分暴露于大氣中，生物將隨大氣和氣候的變化繁殖于管道或設(shè)備內(nèi)壁，污染傳熱面面積，堵塞管路。

4.系統(tǒng)運行過程中，冷凍水及冷卻水系統(tǒng)得不到應(yīng)有澄清過濾處理，水質(zhì)含懸浮固體物質(zhì)增多，對系統(tǒng)傳熱或局部腐蝕，或磨損產(chǎn)生危害。

上述現(xiàn)象影響空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。因此，冷凍水及冷卻水的水質(zhì)量與運行關(guān)系密切，必須重視。

一.冷凍水水質(zhì)的控制

1.冷凍水水質(zhì)特點。空調(diào)制冷系統(tǒng)冷凍水的補水量為系統(tǒng)水容積的0.5%～1.0%。對閉式系統(tǒng)在運行中除補充水外，基本上不進入其他雜質(zhì)。而開式系統(tǒng)亦主要是空氣中氧的融入，及少量懸浮物的進入。補充水一般可將懸浮物控制≤20m g/L;總硬度控制≤6m mol/L;堿度控制pH值≥7。冷凍水水質(zhì)取決于補水水質(zhì)。對于易生成水垢的原水應(yīng)進行軟化處理。

2.冷凍水水質(zhì)控制措施。冷凍水在運行中的質(zhì)量控制，主要是控制腐蝕性和生物生長。對于腐蝕的控制，常采用添加抗蝕劑與pH值控制相結(jié)合。以前常采用的有效的抗蝕劑鉻酸鹽，由于產(chǎn)生污染而逐漸被淘汰。當前在閉式系統(tǒng)中采用亞硝酸鹽，效果同鉻酸鹽，需保持濃度≥500 m g/L及pH值≥7，以免分解，并需經(jīng)常定期監(jiān)視亞硝酸鹽、硝酸鹽及氨的濃度，因為亞硝酸鹽易被不同的細菌轉(zhuǎn)化為氮氣、氨氣和硝酸鹽。當亞硝酸鹽濃度降低，其抗腐蝕作用減弱。對銅金屬（如冷水機組的換熱管和風(fēng)機盤管的換熱管）的保護還應(yīng)添加亞硝酸鹽基抗蝕劑，包括用硼砂作為pH值的緩沖劑和甲基苯三唑或苯三唑。

對開式系統(tǒng)，通常以磷酸鹽（有機磷酸鹽）、鉬酸鹽、鋅、硅及各種聚合物阻止水垢的形成。若需對銅材料保護還應(yīng)加入甲基苯三唑或苯三唑。

對于沉淀物的控制，可采用合適的過濾器，設(shè)置于循環(huán)總回水管路上或冷凍水泵入口處。

此外，值得重視的問題是運行前系統(tǒng)的徹底清洗是十分重要的，但往往比忽視。

對于生物生長的控制，經(jīng)預(yù)先徹底清洗的系統(tǒng)，往往只要維持低濃度的殺菌化學(xué)物，甚至不用藥劑控制。有關(guān)管道清洗的要求可參考有關(guān)規(guī)范。

二.循環(huán)冷卻水水質(zhì)的控制

1. 冷卻水水質(zhì)特點。循環(huán)冷卻水水質(zhì)并不決定于補水水質(zhì)，而主要決定于：

1.1 系統(tǒng)中溶解固形物質(zhì)隨著水的蒸發(fā)，泄露等損失，其濃度不斷增加，引起管道及換熱表面的結(jié)垢、沉淀及腐蝕。

1.2 冷卻水在冷卻塔中冷卻時，充分與空氣及空氣中的懸浮物接觸，各種有機的、無機的、固體的、氣體的雜質(zhì)進入水中，同時溶解氧大量增加。另外風(fēng)沙等影響進入冷卻水中的泥、砂等雜物亦多。

1.3 藻類 細菌黏滯物質(zhì)、真菌及其他微生物在冷卻塔運行情況的環(huán)境條件及溫度下，在系統(tǒng)中生長迅速。

因此，腐蝕、結(jié)垢、生物生長、懸浮物質(zhì)沉淀在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中是很突出的。

對于敞開式冷卻水水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》的要求（參見有關(guān)資料）。

2. 冷卻水水質(zhì)控制措施

2.1 腐蝕的控制措施同于冷凍水開式系統(tǒng)。

2.2 結(jié)垢的控制

循環(huán)冷卻水中其補水量一般在3%左右，其中蒸發(fā)損失1%～1.2%，飄逸損失約0.2%。若控制循環(huán)冷卻水中溶解固型物質(zhì)為補水的2倍，則排放量應(yīng)在1%左右。因為：

循環(huán)冷卻水中溶解固型物濃度倍數(shù)=（蒸發(fā)水量+飄逸水量+排放水量）/（飄逸水量+排放水量）

排放是控制結(jié)垢的措施之一，但在某些情況下對排放量有限制，某些情況下排放量太大，因此在較大一些系統(tǒng)中，在采取排放的同時需要在水中添加阻垢劑結(jié)合pH值的控制，來提高冷卻水中溶解固型物的濃度。通常采用加酸、有機磷酸鹽及類似化合物。

2.3 懸浮物質(zhì)的控制

循環(huán)冷卻水不少實測情況得出空氣懸浮物質(zhì)的顆粒尺寸，大于50微米的較少，小于50微米的占多數(shù)，其中1～25微米占大量的。

運行中可采用在冷卻水中加聚合物、分散劑、使淤泥狀沉淀物不在水流經(jīng)過的管道及設(shè)備中沉淀，而沉淀與冷卻塔的水盤或水池中，便于清除。

在較大的系統(tǒng)中，現(xiàn)國外更多地采用介質(zhì)過濾器濾去懸浮物質(zhì)，常采用砂過濾器，砂的粒子小于50微米，可除去10微米以上的物質(zhì)。一般水泵功率約增加10%，可采用自動反洗，所以維護方便，只要定期檢測監(jiān)督。

2.4 生物的生長控制

可采用機械及化學(xué)方法相結(jié)合的措施，先用機械清除或用清洗劑沖刷，然后用化學(xué)物滅殺之，這樣滅殺更有效，化學(xué)物用量亦可節(jié)省。

殺菌劑的添加方式和劑量應(yīng)重視，連續(xù)低劑量注入，既無效又不經(jīng)濟。若需要突擊性添加則量大濃度高，至系統(tǒng)中達到足夠的毒性殺菌，交替的使用兩種不同的殺菌劑更有效。

常用的殺菌劑有：

氯及其化合物，過量的氯化物有臭味，對木材及金屬有損害。所以，需要與異氰酸同時采用，以限制游離氯飄逸的缺點。

其他有各種有機殺菌劑，選用殺菌劑時應(yīng)考慮與水的pH值和抗蝕劑及阻垢劑的兼容性，并應(yīng)得到當?shù)丨h(huán)保部門允許。

在小型系統(tǒng)中，冷卻水的總水質(zhì)控制往往采用排放的方式控制垢的形成，采用200～500m g/L抗蝕劑控制腐蝕。臨時用殺菌劑沖洗以控制生物生長。

三. 簡便的水處理裝置的應(yīng)用

目前市場上有靜電作用的，磁力作用的簡便的去垢及殺菌無藻的水處理裝置陸續(xù)應(yīng)用空調(diào)水系統(tǒng)中，它比化學(xué)方法簡便易行，運行費用也低，可結(jié)合當?shù)毓こ趟|(zhì)情況，優(yōu)先采用經(jīng)過實踐檢驗效果好的水處理設(shè)備。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.084