中央空調(diào)的水處理與改善方法

歐陽華明

（永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子系，湖南 永州 425106）

一、前言。作為城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，中高層建筑越來越多地興起，鱗次櫛比，獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。為營造舒適的工作環(huán)境和生活環(huán)境，中央空調(diào)技術(shù)被廣泛采用?？傊醒肟照{(diào)裝置在我國已經(jīng)快速普及。

中央空調(diào)是一種高投入高效益的設(shè)備，整體結(jié)構(gòu)多屬于金屬，載冷劑以水為主，效應(yīng)性能十分靈敏。通常情況下空調(diào)機(jī)組冷卻水裝置采用敞開式散熱方式，冷水系統(tǒng)采用封閉式循環(huán)方式。中央空調(diào)的水系統(tǒng)尤其是敞開式散熱裝置中，由于冷卻水蒸發(fā)濃縮和菌藻類大量繁殖，系統(tǒng)中容易結(jié)生水垢和生物粘泥，極容易發(fā)生結(jié)垢故障，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效率下降。因此，為使中央空調(diào)系統(tǒng)保持正常高效的工作狀態(tài)，就需定期對空調(diào)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行清洗除垢。迄今為止，中央空調(diào)的清洗均采用酸洗法。這種傳統(tǒng)工藝存在著太多的弊端。 為了解決酸洗技術(shù)對空調(diào)系統(tǒng)的腐蝕和毒性污染問題，中央空調(diào)的水處理務(wù)必要尋求一種全新的路子。

二、中央空調(diào)為什么要對水系統(tǒng)進(jìn)行處理

1、空調(diào)系統(tǒng)用水一般都采用未經(jīng)處理的含有大量Ca2+、Mg2+等成垢離子的自來水，這些成垢離子在水溫升高或蒸發(fā)濃縮時(shí)極易從水中飽和析出，沉積在冷凝器、蒸發(fā)器管內(nèi)的金屬面上而形成水垢。

2、冷卻水系統(tǒng)大多采取敞開式散熱，大氣中的泥沙及各種菌藻微生物可通過冷卻塔進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)，而冷卻水的運(yùn)行溫度非常適合微生物的生長繁殖，從而使系統(tǒng)中不可避免產(chǎn)生大量菌藻物。菌藻物極易形成微生物粘泥，與水垢混合在一起形成生物性污垢。

3、水中的溶解氧和鹽類對空調(diào)系統(tǒng)的金屬材質(zhì)產(chǎn)生氧腐蝕和化學(xué)腐蝕。由于中央空調(diào)系統(tǒng)是由多種材質(zhì)組成的，在含有大量電解質(zhì)鹽類物質(zhì)的水中，不同金屬間就形成了電偶和腐蝕電池，從而對系統(tǒng)金屬產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。此外，水垢和生物粘泥也會(huì)導(dǎo)致金屬產(chǎn)生垢下腐蝕和微生物腐蝕。

4、若不及時(shí)處理則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果：冷卻水、冷水進(jìn)出口溫度升高，排氣壓力上升，耗電量大幅度增加，從而使空調(diào)系統(tǒng)工作效率下降，運(yùn)行成本上升。

三、中央空調(diào)清洗技術(shù)的現(xiàn)狀--強(qiáng)酸性清洗

1、腐蝕金屬，損傷主機(jī)，縮短空調(diào)使用壽命，導(dǎo)致設(shè)備提前報(bào)廢。酸洗技術(shù)是借助強(qiáng)腐蝕性的酸溶解中央空調(diào)系統(tǒng)中的污垢。由于中央空調(diào)水系統(tǒng)是多材質(zhì)體系，酸對金屬具有強(qiáng)烈的化學(xué)腐蝕，從而使中央空調(diào)系統(tǒng)使用壽命大大縮短。其原因如下：

（1）酸（如鹽酸）本身能與設(shè)備的主要材料（如鋼、銅）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)對金屬造成腐蝕，即使加入緩蝕劑，也不能完全阻止反應(yīng)發(fā)生，對設(shè)備仍會(huì)造成危害。如果清洗時(shí)間延長，產(chǎn)生大量氧化性較強(qiáng)的Fe3+離子，對設(shè)備將會(huì)造成更大的腐蝕。（2）加入酸后，酸本身能在水中電離，大大提高水溶液的電導(dǎo)率，加速微電化學(xué)反應(yīng)，形成間隙腐蝕、點(diǎn)蝕、電偶腐蝕、晶間腐蝕，加速對設(shè)備的腐蝕。（3）一旦腐蝕，引起泄漏，水將進(jìn)入氟里昂中：氟里昂遇見水（即使是空氣里的水份），發(fā)生反應(yīng)，生成HCI（鹽酸）、HF（氫氟酸），鹽酸是強(qiáng)酸，腐蝕性很強(qiáng)，氫氟酸腐蝕性更強(qiáng)。于是造成惡性循環(huán)，直至機(jī)組嚴(yán)重破壞，甚至于報(bào)廢。

2、損傷室內(nèi)裝修材料、增加設(shè)備維修費(fèi)用。若酸洗不當(dāng)會(huì)造成管路腐蝕泄漏，泄漏的酸洗液會(huì)損傷室內(nèi)裝飾，維修泄漏管道或更換損傷部件都會(huì)導(dǎo)致對室內(nèi)環(huán)境的重新裝修，造成更多費(fèi)用，影響正常經(jīng)營和辦公。3、清洗效率低、除垢不徹底。4、一般需停機(jī)清洗，并需要改變其運(yùn)行參數(shù)。5、排水無法達(dá)到國家環(huán)保要求，毒害生物、污染環(huán)境。

酸洗廢液中含有大量的劇毒和強(qiáng)腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，COD、BOD值超過國家環(huán)保指標(biāo)幾百倍甚至幾千倍，對花、草植物和水生物具有強(qiáng)烈的毒性和危害性。

四、中央空調(diào)新式清洗方法的探討

1、一種誤區(qū)。習(xí)慣的認(rèn)識(shí)是，原水經(jīng)過軟化之后，水的pH值提高了，因而水的腐蝕性也降低了。因此，曾經(jīng)有人提出將水系統(tǒng)軟化來改善中央空調(diào)的水處理。實(shí)際上，軟化水比原水的腐蝕性更大。原水中含有天然緩蝕劑重碳酸鈣，它是一種陽極性緩蝕劑，當(dāng)在鋼表面同陰極反應(yīng)產(chǎn)物氫氧根離子相遇時(shí)，即生成碳酸鈣沉淀而覆蓋于陰極表面。由于陰極過程被抑制，鋼的腐蝕速度減小。當(dāng)原水被軟化之后，隨著硬度成分被除去，水中原有的天然緩蝕劑已不存在，因而水的腐蝕性增加了。因此，對水系統(tǒng)進(jìn)行軟化的提法是不科學(xué)的。

2、大膽的嘗試。市面上有一種名叫"自動(dòng)消垢凈"的清洗劑，是低壓鍋爐必備的清洗劑，是一種環(huán)保產(chǎn)品，清洗過程完全無酸性、無腐蝕。那么，自動(dòng)消垢凈系列能否可以用于中央空調(diào)的水處理呢？從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際應(yīng)用都取得的大量數(shù)據(jù)證明，對中央空調(diào)的水系統(tǒng)進(jìn)行了清洗除垢、水質(zhì)處理，均可以取得良好的效果。

中央空調(diào)是一種多金屬的設(shè)備，根據(jù)配位場理論，金屬離子的D軌道在某些配位體靜電場影響下可以發(fā)生分裂而形成能量不同的軌道，當(dāng)配位體給出孤對電子與中心金屬元素形成σ鍵時(shí)，若該配位體分子中存在空的π分子軌道或空的p·d分子軌道，且對稱合適，中心元素d軌道上的孤對電子可與配位體形成反饋π鍵，從而形成穩(wěn)定的水溶性的配位化合物。

基于以上原理，運(yùn)用"自動(dòng)消垢凈"嘗試使Ca2+、Mg2+之d軌道發(fā)生能級(jí)分裂，而且具有π分子軌道的化合物作為π接受配位體，與鈣（鎂）鹽作用形成穩(wěn)定的配位化合物，從而破壞無法溶解的硫酸鹽和硅質(zhì)性污垢等化合物的分子結(jié)構(gòu)，將其溶解除去。

自動(dòng)消垢凈還含有生物滅活組份，可與污垢中的生物粘泥發(fā)生反應(yīng)，消除或降低粘性。失活后的污泥極易脫離垢層或金屬表面，分散溶解于水中而除去。

3、具體處理流程。（1）先進(jìn)行預(yù)處理 。預(yù)處理又叫做物理清洗，就是用人工清掃和清水沖洗，以除去殘留的泥沙、建筑垃圾等。（2）預(yù)處理后，系統(tǒng)正常運(yùn)行，則進(jìn)入正常處理階段。根據(jù)對水質(zhì)進(jìn)行采樣分析，調(diào)查了解設(shè)備運(yùn)行、使用情況后，作出初步藥劑配方及初始投加濃度，以達(dá)到水處理的最佳效果。在水系統(tǒng)中加入這種清洗劑，除去系統(tǒng)中污垢及鐵銹，通過水循環(huán)24-48小時(shí)，排污到濁度小于15PPM，最后將Y型過濾器的過濾網(wǎng)拆開清洗。（3）日常維護(hù)，每月可投加這種清洗劑以保持水質(zhì)穩(wěn)定，并加強(qiáng)運(yùn)行管理，藥劑濃度依據(jù)具體水質(zhì)情況，由分析監(jiān)控決定投加量，以維持和修補(bǔ)系統(tǒng)內(nèi)金屬表面形成的保護(hù)膜，以阻止和分散各種成垢離子結(jié)垢，達(dá)到防腐、防垢和控制微生物生長的目的。

4、特點(diǎn)與優(yōu)勢。（1）清洗劑加入量少且顯中性，既除垢又防腐。（2）不需停機(jī)，可在中央空調(diào)等熱交換設(shè)備正常運(yùn)行的條件下，徹底清除水系統(tǒng)內(nèi)的各種污垢，不影響生產(chǎn)及使用。（3）清洗效率高、除垢徹底。能有效清洗各種類型的水垢和藻類微生物粘泥，特別是對酸洗技術(shù)無法除去的硫酸鹽、硅質(zhì)化合物等難溶性污垢也能徹底清洗干凈，清洗后能有效恢復(fù)并提高中央空調(diào)系統(tǒng)的制冷和供暖效率。（4）綠色無污染、不傷花草和水生物。

五、中央空調(diào)化學(xué)清洗技術(shù)發(fā)展趨勢

鑒于酸洗技術(shù)對中央空調(diào)設(shè)備的強(qiáng)腐蝕性和對生態(tài)環(huán)境的高污染性，目前國內(nèi)外都在積極研究開發(fā)安全、無污染的清洗技術(shù)。由于水處理和化學(xué)清洗對中央空調(diào)系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)行影響很大，甚至造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，國內(nèi)部分省區(qū)的技術(shù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)已開始對中央空調(diào)清洗實(shí)行嚴(yán)格的清洗安全監(jiān)管。國家環(huán)保局也把酸洗技術(shù)列為九大污染源頭之一，將進(jìn)行限制和治理。隨著國家環(huán)保立法和執(zhí)法力度的加大，用高效、安全、無污染的中性無酸清洗技術(shù)替代目前使用的酸洗技術(shù)，必將成為中央空調(diào)清洗技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

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