中央空调水系统的污染分析及清洗

中央空调水系统的污染分析及清洗

摘要：当前世界处在“能源危机”日益紧迫的关头，建筑节能特别是建筑中的空调系统节能已成为节能领域中一个重点和热点。中央空调水系统的清洗能降低空调运行的能耗，提高系统的性能和运行效率。文章主要分析了中央空调水系统污染的情况和清洗的必要性,并以某写字楼中央空调水系统为例论述了中央空调水系统清洗工艺。

关键字：中央空调水系统清洗

0、引言

中央空调水系统一般分为两部分，即冷却水系统、冷冻水系统。冷却水多为开式系统，冷冻水多为闭式系统。这两套循环水系统各有特点，但存在同一问题：结垢、腐蚀和生物粘泥，如不进行适当的处理，势必会引起管道堵塞，腐蚀泄漏、传热效率大为降低等一系列问题，对整个空调系统的正常运行带来很多的危害。

1、中央空调系统水系统污染状况

中央空调水系统的用水通常有三种：自来水、软化水和去离子水。自来水因地区不同而水质变化较大，在水的循环过程中，硬度和碱度是造成结垢的主要因素，而Cl-、低PH值、溶解氧是造成腐蚀的罪魁祸首。在自来水中这两种危害同时存在，只是由于水质差异，危害的程度不同而已。软化水正是由于去除了结垢性离子Ca2+、Mg2+增加了Na+、Cl-等腐蚀性离子，从而加重了设备的腐蚀，因此软化水避免了结垢问题，加重了腐蚀，这种现象会随着时间推移而显露出来。一些空调系统一年就出现腐蚀穿孔现象，可见软化水腐蚀性的强度。

去离子水相对地说即去除了结垢因素，也去除了腐蚀因素，但去离子水中虽然不存在结垢性离子和腐蚀性离子，但却并未除去水中的溶解氧，初始时，腐蚀速度较慢，有一个逐渐加速过程，最终会导致同前两种水一样的红水现象(闭式系统)。因此，不管采用哪种循环水，中央空调水系统存在结垢、生物粘泥和腐蚀三大问题。

2、中央空调水系统清洗的必要性

空调水处理的必要性主要有以下三点：

一是节能，也是最重要的一点。据统计，我国目前空调用电量占全国总用电量的6%，高峰时达15%左右。各国的专家都在制订和实施科学的节能方案，主要是从“系统的选择”、“设备的选配”及“系统的运行管理”等几个方面入手。而忽视了中央空调系统污染对节能的负面作用。空调冷凝管中的水垢降低热交换效率。

由于水质的问题，水垢和污垢现象十分严重，我国城市中的空调冷凝管的水垢与污垢厚度一般在0.9mm左右，可降低51%的热交换效率。有的地区甚至更严重。水垢的导热系数小于0.8W/m.℃，而冷凝器和蒸发器的紫铜管的导热系数为320W/m.℃，两者相差悬殊。不仅降低了制冷效果，而且使冷凝器压力升高，增大压缩机的压力差，导致电机负荷增加，多消耗电能。例如：1毫米的水垢将使机组制冷量降低20%~40%，同时使冷凝器压力升高，导致电机负荷增加，多消耗电能10%~30%。若机组功率为100万kcal，设备能效比为3.2kW/1万kcal，平均负荷80%，一年运行10个月共5000h，则一年需多耗电：100×80%×3.2×5000×(10%~30%)=12.8万kWh~38.4万kWh，以每kWh电0.8元计，每年浪费的电费是10.24万元~30.72万元。

二是可以延长管线和设备的使用寿命，降低设备的折旧费。如果在主要管线和设备上发生的泄露时，或在敷设管道上发生了泄露时，更换维修，不但要花费较大的费用，而且，在实施时存在着许多困难。空调系统水处理的必要性就在于使管线和设备达到设计的使用寿命。

三是保证中央空调机组稳定正常运行，降低故障率、减少维修费用，创造稳定舒适的工作和生活环境。

3、中央空调水系统清洗工艺

3.1清洗程序

1)加入杀菌药剂。

通过加入杀菌药剂，清除循环水中的各种细菌和藻类。

2)加入综合性化学清洗剂。

加入综合性化学清洗剂。此种清洁剂具有缓蚀、分散、除垢的作用，对水的循环系统进行处理。这种处理方法，既能将管道内的锈、垢、油污进行清洗后分散排除，又可防止清洗剂对系统装置和管路的危害，提供一个清洁的金属表面。

3)投入预膜药剂。

投入预膜药剂，在金属表面形成致密的聚合高分子保护膜，以起到防腐蚀保护作用。

4)加入综合性的日常养护处理剂。

3.2冷却水系统清洗

冷却水系统清洗主要包括冷却塔、冷凝器和冷却水管道等的清洗。首先用高压水枪清洗冷却塔盘、填充料等,洗净其灰尘、污泥和青苔，将循环水置换成新水。向水池中加入剥离剂进行全系统的杀菌灭藻处理。杀菌剂选择四烷基二甲基苄基氯化铵(1427),它对细菌和藻类具有极好的抑制作用，还能有效的剥离粘泥。每次产品的投加量为60mg/l，开泵循环10h。在清洗过程中可每隔3～4h测定一次冷却水的浊度。当浊度曲线趋于平缓时，即可结束清洗。在系统中加入氨基磺酸、表面活性剂及多种缓蚀剂(QX-212-ZD)作为系统清洗剂。一次投加量为600mg/l，PH值控制在4~5，清洗时间一般为24h。每隔2h测定一次pH，金属离子Fe2+,Ca2+浓度，当金属离子浓度变化趋于平缓,，PH值也几乎无变化时,确定为清洗终点，排放冷却水。冲洗过程中，应每隔15min测定一次排出的冲洗液的pH值，当接近中性时停止冲洗。

在冷却塔中投加75mg/L的有机磷酸盐+聚羧酸分散剂预膜液,不调PH值，原水常温运行12h,同时放置监视管。当监视管中有一层均匀致密蓝*****晕时，预膜结束。最后置换预膜液，加入新水。

3.3冷冻水系统清洗

冷冻水是只通过制冷机使其温度下降后再流向冷却工艺的循环水，主要用于中央空调和工厂中需低温冷却的系统。就冷却系统的构成而言，中央空调冷冻水系统多为闭式，因此其水量基本保持不变，水中钙、镁离子不因循环而增加，所以结垢趋势并不严重。系统主要存在的问题为溶解氧腐蚀，碳钢在水中由于形成微电池而引起腐蚀，因而常出现红水现象。

根据冷冻水上述的主要腐蚀原因，在选择缓蚀剂时采用丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、有机磷、锌盐、铜缓蚀剂组成后一种多功能复合水稳定剂。使用浓度一般为20~60mg/l，不调PH值，在低碱、低硬水质中使用时可与预膜缓蚀剂配伍使用，以提高配方的缓蚀性能。其它杀菌、清洗和预膜过程与冷却水系统清洗方法相同。冷却水和冷冻水系统的定时清洗固然重要，更重要的是平时的保养。以维持和修补系统内金属表面形成的保护膜，以阻止和分散各种成垢离子结垢，达到防腐、防垢和控制微生物生长的目的。一般对于冷却水系统来说，杀菌剂、阻垢剂一月一次。冷冻水系统克垢粉一年一次，杀菌剂和阻垢剂一月一次。剂量根据所采用的产品的性能不同而有所区别。

4、中央空调水系统清洗效果

4.1某中央空调系统水系统的污染及清洗某楼宇中央空调系统水系统有比较严重的结垢现象，现对该系统进行清洗。通过采集垢样,分别对冷却水、冷冻水系统的垢样进行了分析,具体见表2;水样分析见表3。从表中数据可知,冷冻水中Cl-、低PH值、溶解氧Fe2+,Mg2+等含量较大,主要侧重于腐蚀;冷却水中Ca2+、Mg2+、碱度含量较大,主要侧重于结垢。根据上述步骤，即确定水量→投药→循环10h左右→排污→清水循环→预膜→排水→结束，对于该系统进行了清洗。

4.2清洗后的效果

该中央空调水系统经过清洗后,管壁清洗干净,内表面紧致光滑,预膜细密均匀。在相同的进水温度和冷凝温度条件下，经过清洗后，冷却水出水温度增加了0.8℃，冷却水流量增大20%，经过计算，传热系数增大为以前的0.9倍。同时制冷机组制冷量大致恢复正常,比清洗前提高了10%左右，耗能降低5%左右。

5、结束语

我国从廿世纪80年代才开始普遍使用中央空调。目前有超过500万个各类中央空调使用单位，每年正以10%的速度递增，大部分空调从未清洗过。实践证明，只有对中央空调系统进行定期清洗消毒，才能彻底解决空调系统污染传播疾病和浪费能源等一系列问题，才能真正体现节能、环保、健康的管理理念!