中央空调系统中冷凝器清洗存在问题及解决方案

中央空调系统中冷凝器清洗存在问题及解决方案

摘要:冷凝器是中央空调系统中非常重要的换热设备，它的运行直接影响整个中央空调系统的运行效率。针对冷凝器传统清洗方法存在的问题，提出采用适合冷凝器清洗的KES系统的解决方案。

关键词:中央空调冷凝器清洗

冷凝器是中央空调系统中非要重要的换热设备，它的运行直接影响整个中央空调系统的运行效率，但是在使用过程中，由于多方面的原因，冷凝器设备及相关的管道线路中会产生很多如结焦、油污垢、水垢、沉积物、腐蚀产物、聚合物等污垢。

1、污垢的危害

污垢是影响冷凝器换热效率的最重要因素，产生的这些污垢会使设备和管道线路失效，装置系统会发生生产下降，能耗、物耗增加等不良情况，污垢腐蚀特别严重时还会使流程中断，装置系统被迫停产，直接造成各种经济损失，甚至还有可能发生恶性生产事故。污垢与冷凝器换热铜管的导热率相差甚远，对冷凝器的换热性能影响非常显著。这就直接导致中央空调冷水机组冷凝器趋近温度(制冷剂的饱和温度与冷却水出水温度之差)升高，冷水机组制冷效率逐渐降低。水垢、黏泥及腐蚀物使得循环通道的截面积和能量变小，甚至堵塞换热管和过滤器，从而使换热效率进一步降低。由于沉淀物覆盖在换热管表面，阻止了设备的有效换热，使换热表面的金属长期处于高温热负荷状态，导致金属疲劳。垢下腐蚀还会导致设备穿孔泄漏。这将使设备使用寿命缩短。

2、传统清洗方法

2.1风冷式冷凝器

2.1.1风冷式冷凝器的维护

风冷式冷凝器是以空气作为冷却介质的。空气中夹带有灰尘，有的还混有油气，当空气流动时，灰尘和油气混合物粘结在冷凝器的外表面上，使风量减少，热阻增大，冷凝器热交换效率下降，制冷量减少。因此，必须对冷凝器的灰尘定期进行清除。

2.1.2风冷式冷凝器除尘方法

外表面可用平钢丝刷，刷去灰尘;翅片深处的灰尘可用压缩空气吹除;对于油灰可用专用的清洗剂清洗。

2. 2水冷式冷凝器

2.2.1水冷式冷凝器的维护

水冷式冷凝器使用的冷却水中，都有溶解到水里的无机盐类物质，如钙盐和镁盐。当冷却水在管壁流动时，水里的杂质，尤其是盐类物质就会分解，并附着在冷凝器的冷却水管表面，粘结成水垢。水垢的热阻较大，垢层加厚时，冷凝器的换热效率显著下降。因此，必须视水质情况和水垢的厚薄，定期除水垢。

2.2.2水冷式冷凝器的除垢方法

1)人工清除法。这种方法适用于淋激式冷凝器，用特制扁铲和小锤，沿管道外表面敲击，将水垢清除。若是壳管式冷凝器，需清除管内水垢时，可用螺旋形钢丝刷在管道内拉刷。这种方法简单，但除垢效果不好，劳动强度大，效率低。

2)机械清除法。这种方法适用于壳管式冷凝器。将卧式壳管式冷凝器两端的封盖拆下，立式壳管式冷凝器则将上边挡水板拿掉，用洗管器进行除垢。它将特制刮刀接在钢丝软轴上，如图1，另一端接在电机轴上。清除水垢时，将刮刀以水平或垂直方向插入冷却管内，开动电机就可以刮除水垢，同时用橡皮水管冲洗刮下的水垢并冷却刮刀，应注意冷凝器的焊口或胀口，以防振动而出现泄漏。这种方法效果较好，但除垢不很彻底。

3)化学除垢法。酸洗除垢装置如图2所示。酸洗液可选用专用的除垢剂，也可自行配制浓度为10%的盐酸溶液。其清洗步骤如下:(1)将系统中的制冷剂抽出;(2)关闭冷凝器进、出水管，并拆下进出水管的接管;(3)将冷凝器的进出水管与酸洗除垢装置连接;(4)启动耐酸泵，酸洗液沿冷凝器管道和溶液箱循环流动，溶解冷凝器管道中的水垢。酸洗液的pH值很小，和水垢反应时pH值会升高。清洗过程中应每30min测定一次，直到pH值不再升高时说明水垢已清除干净，可将酸洗液中和后排掉;(5)用1%的氢氧化钠循环清洗15min，其目的是中和作用;(6)用清水冲洗，直到水清为止，除垢完毕，可恢复冷凝器的使用。

冷凝器运行时除垢，可将去垢剂直接加在冷却水中进行除垢，使用时制冷系统不必停止运行。将运行去垢剂按系统冷却水量的0.1%的比例加入冷却水中，随着运行去垢剂与冷却水混合均匀，在运行中达到除垢的目的。除垢期为(20～30)天。除垢期间水池中有白色盐类沉淀物，应经常排污，并及时补水、补药，以保证运行去垢剂的浓度。除垢期后系统可正常运行[1]。

2.3蒸发式冷凝器的除垢方法

蒸发式冷凝器因受结构形式的限制，除垢很困难。通常采用冷却水软化处理法，以防止蒸发式冷凝器结垢。

1) 在循环水管上，安装电子软化水处理器。这一方法简单，经实际试用，效果良好。可根据配备水泵和吸水管的大小，选用不同的电子软化水处理器。

2)用电磁软化水处理法。这种方法是在冷却水进入冷凝器前，通过一个水磁化器，水流经横向磁场后，改变了结晶条件，使构成硬质水垢的碳酸钙结晶变态成带磁场的粉末物质，这种物质很酥松、很脆、粘结性和附着力极弱，它们是松渣状，极易被冷却水冲走，然后在水池中沉淀，可定期排出。

3)在冷却水循环水池内加入0.01%的运行去垢剂或0.5%的锅炉除垢剂，使水池内的冷却水软化。这种方法简单易行，只要经常排除水池下部沉淀的盐类物质，注意水中的药物浓度，就可防止蒸发式冷凝器结垢。

2.4传统方法存在的问题

1)费时、费力，需要停机。

2)会排放大量污水，造成严重的环境污染。

3)冷却水循环系统水温较高，适合微生物藻类的繁殖，传统人工清洗不能有效阻止其生长，当藻类和微生物泥繁殖到一定的程度，会阻碍水流和热交换。

4)所使用的化学清洗剂会加快主机老化，缩短冷凝器换热管使用寿命，从而隐形增加运行成本。

3、解决方案

针对中央空调冷水机组冷凝器换热系统“易结垢、易腐蚀、易生成藻泥”这三大问题，以及目前国内冷凝器清洗方式的弊病，目前国内有企业在大量研究国内外针对冷凝器清洗的解决方案后，通过不断的实践和总结，市场上已经成功研发出更适合冷凝器清洗的KES系统(冷凝器胶球自动在线清洗系统)。KES系统工作原理:在中央空调冷凝器进出水端上，加装由发球机、收球器、管路等组成的旁路系统，通过发球机将胶球注入冷凝器进水管内，在冷却水系统自有水流压力的作用下，对冷凝器换热管内壁进行有效清洗，清除附着在换热管内壁的污垢，在出水口端由收球器将胶球回收至发球器，形成一次完整的清洗循环。通过发球机控制系统可根据现场工况要求设定清洗频率和收发球时间等，实现胶球自动在线清洗功能，使冷凝器换热管内壁始终处于洁净状态，从而提高了热交换效率，降低了能耗，达到节约能源的目的。

KES系统与传统除垢方式对比见表1。主要优势有:

1)能有效保证中央空调冷水机组节能6%～20%。

2)KES可实现实时在线清洗，免除拆装冷凝器端盖的繁琐工序。

3)简易的人机操作界面，可灵活设定清洗频率和收发球的时间。

4)KES运行低噪声低能耗，每天电耗能不到1kW·h。

5)能有效保持冷凝器管壁洁净，延长冷凝器换热管使用寿命。

6)能减少污水排放，减少循环水系统化学药剂的投放量，降低环境污染。

7)稳定可靠的物理自动在线清洗设计原理，保证设备长期高效运行。

8)美观烤漆工艺，坚固耐用，适用于不同机房环境的设计和安装。

4、结束语

冷凝器作为中央空调系统的非常重要的换热设备，很好地解决其污垢清除问题对整个中央空调系统的运行有重要意义，KES系统的使用改进了传统清洗方法，具有较大的推广意义。