中央空調(diào)水處理技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用
前言
隨著社會的發(fā)展，文明的進(jìn)步，人們對于生活和工作的標(biāo)準(zhǔn)要求更高了。為了營造一個(gè)舒適的生活和工作環(huán)境，為了使室內(nèi)人員與噪聲隔絕，以及防止灰塵和煙氣進(jìn)入室內(nèi)，通常窗戶是不打開的。這就為空調(diào)技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展與應(yīng)用，提供了廣闊的空間。空調(diào)技術(shù)和產(chǎn)品在建筑和公共設(shè)施工程中的應(yīng)用亦是越來越多，F(xiàn)在賓館飯店，大型商場，影劇院辦公樓等已大量地按裝和使用了空調(diào)設(shè)備，而在一些高檔、多層、大面積的公共建筑中更多應(yīng)用的是中央空調(diào)技術(shù)和產(chǎn)品。在這些建筑物內(nèi)，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，在選用空調(diào)類型時(shí)，通常是偏向于有利的“空氣一水”系統(tǒng)。即空調(diào)終端的風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)以水作媒介。水管內(nèi)冬季走熱水，夏季走冷水。通過風(fēng)機(jī)盤管將熱風(fēng)或冷風(fēng)送入室內(nèi)，管內(nèi)換熱后再回到制冷機(jī)的蒸發(fā)器等換熱器，進(jìn)行熱交換后，送到風(fēng)機(jī)盤管又開始下一個(gè)循環(huán)。這一系統(tǒng)水處理行業(yè)將其稱為“密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)”即本文所述的“中央空調(diào)閉路循環(huán)冷卻水系統(tǒng)”簡稱“閉路水系統(tǒng)”。
一、中央空調(diào)閉路循環(huán)冷卻水概況
中央空調(diào)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)一般由密閉式循環(huán)冷卻水和敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)組成。閉路系統(tǒng)常用軟化水，脫鹽水或冷凝液作為補(bǔ)充水，也有用自來水或井水作為補(bǔ)充水的，閉路系統(tǒng)的特點(diǎn)是，不與大氣接觸，但是系統(tǒng)內(nèi)溶解氧仍然是存在的，這是由閥門，管道接口，水泵的填料漏氣而帶入的，少量的補(bǔ)充水亦是帶入系統(tǒng)溶解氧的一個(gè)來源。
因此，閉路系統(tǒng)中存在氧的電化學(xué)腐蝕，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)構(gòu)材料可能為銅或其合金，鍍鋅鋼管及軟鋼管以及水泵的葉輪和泵殼，閥門的閥心和閥體等都是由不同的材質(zhì)構(gòu)成。因此密閉系統(tǒng)中也存在由不同金屬材質(zhì)而導(dǎo)致的電偶腐蝕。而且中央空調(diào)的閉路系統(tǒng)有自己的特殊性。單線系統(tǒng)（即制冷、采暖共用一條管路）的閉路水系統(tǒng)，在夏季制冷期，其水溫在4℃—13℃，而在冬季采暖期，水溫在77℃一149℃之間，而一般的閉路系統(tǒng)的溫差不可能達(dá)到這么大幅度。這也可能是一般的水處理專著對閉路系統(tǒng)的介紹比較少，對其水處理的方法也認(rèn)為比較簡單的原因。但是在大量的中央空調(diào)應(yīng)用實(shí)踐中，閉路系統(tǒng)的問題是非常多的，不但有腐蝕問題，也有一些污垢附著問題。由于溫度跳躍幅度大，夏季制冷時(shí)由于水溫低，系統(tǒng)中的水呈腐蝕性，而冬季采暖時(shí)，由于溫度較高，系統(tǒng)中的水依水質(zhì)不同又可能有結(jié)垢傾向。且閉路系統(tǒng)與開路系統(tǒng)有所不同的是，在開路循環(huán)冷卻水中，在溫度較低時(shí)金屬的腐蝕速度隨溫度升高而加快。而在77℃以后金屬腐蝕速度隨溫度升高而下降。而在密閉系統(tǒng)中，金屬的腐蝕速度隨溫度升高而加快。
因此在開發(fā)閉路水處理藥劑時(shí)，應(yīng)以控制腐蝕為主，同時(shí)具備阻垢性能，且在低溫和高溫時(shí)均有優(yōu)異的緩蝕阻垢性能。一些用戶由于對這些問題，沒有足夠的認(rèn)識，選擇了一些不適用的水處理藥劑和技術(shù)。因此，在使用過程中沒達(dá)到理想的效果也是意料之中的，也有的用戶采用夏季、冬季使用不同的藥劑來進(jìn)行處理的方法，這樣做比較有針對性，水處理的效果也很好，但是仍有不足，因?yàn)樵谠俅螕Q季運(yùn)行時(shí)，都要將系統(tǒng)中的水放干洗凈，這樣就增加藥劑和補(bǔ)充水的用量，同時(shí)在換水期間有大量空氣充滿系統(tǒng)中，又產(chǎn)生新的電化學(xué)腐蝕。因此，研究開發(fā)適用于中央空調(diào)閉路循環(huán)冷卻水處理的藥劑和使用技術(shù)是非常必要的，在這方面，我們作了大量的工作，研制開發(fā)了針對閉路系統(tǒng)特點(diǎn)的水處理藥劑，并且在應(yīng)用中取得了良好的效果，同時(shí)總結(jié)出簡便易行的使用方法和行之有效的監(jiān)控方法，本文將論述這項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)及在不同地區(qū)、不同水質(zhì)、不同性質(zhì)的使用單位中，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)踐，結(jié)合自己的工作對其今后的發(fā)展提出我們的看法。希望此舉引起有關(guān)人士對中央空調(diào)水處理的重視，為水處理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，提高中央空調(diào)的保養(yǎng)和維護(hù)水平做出貢獻(xiàn)。
二、實(shí)驗(yàn)室研究及應(yīng)用實(shí)踐
1實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)
在經(jīng)過了大量的藥劑篩選和性能比較之后，確定了符合我們要求的藥劑配方，并進(jìn)行了一系列不同條件，不同目的試驗(yàn)來確認(rèn)該藥劑配方的優(yōu)異性能，下面這個(gè)試驗(yàn)就是其中的一個(gè)緩蝕試驗(yàn)研究。該試驗(yàn)是于1995年初完成的，采用封閉動態(tài)模擬掛片試驗(yàn)，用碳鋼、紫銅、黃銅三種試片，所用水質(zhì)為軟化水，其水質(zhì)指標(biāo)見表2-1試驗(yàn)結(jié)果見表2-2，由表2-2可知，軟化水中加入我們的藥劑后，對碳鋼、紫銅、黃銅的緩蝕效果良好，達(dá)到水處理規(guī)范的要求。
2應(yīng)用實(shí)踐
一九九五年以來，在完成了藥劑配方的篩選確定工作后，我們開始進(jìn)行中央空調(diào)循環(huán)水處理技術(shù)的推廣應(yīng)用工作，經(jīng)多家用戶進(jìn)行應(yīng)用后，取得了良好的效果，同時(shí)更進(jìn)一步發(fā)展和完善了這項(xiàng)技術(shù)，現(xiàn)以比較有代表性的三家用戶：即（1）天津百貨大樓。（2）邢臺礦業(yè)（集團(tuán)）公司。（3）天津金融大廈為例進(jìn)行論述。
2.1天津百貨大樓
應(yīng)用時(shí)間，1995年至今，其中新建的百貨大樓新廈于1998年開始應(yīng)用至今，天津百貨大樓一九九五年四月十三日至九五年十月十日進(jìn)行的“循環(huán)冷凍水處理”（即閉路水系統(tǒng)）工業(yè)性穩(wěn)定試驗(yàn)。
2.1.1大樓循環(huán)冷凍水PH值、鈣、鎂、總硬等數(shù)值穩(wěn)定，表明水質(zhì)是穩(wěn)定的，水中Fe含量逐漸下降，水質(zhì)外觀逐漸好轉(zhuǎn)，且隨運(yùn)行時(shí)間的延長，效果也越來越好。
2.1.2現(xiàn)場掛片情況，碳鋼片及黃銅片腐蝕率分別為0.025mm/Y，0.0017mm/Y，由此可認(rèn)為：管路腐蝕得到控制，達(dá)到水處理規(guī)范要求。
2.1.3大樓商業(yè)區(qū)平均溫度為24.9℃，達(dá)到了中央空調(diào)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，改善了制冷機(jī)的工作狀況，減輕了工作強(qiáng)度，與此前1年和2年同期相比，蒸發(fā)壓力回升10kpa，主機(jī)電流下降60A。
2.2.邢臺礦業(yè)（集團(tuán)）公司
應(yīng)用時(shí)間：一九九八年至今，邢臺礦業(yè)（集團(tuán)）公司1998年5月至1999年3月進(jìn)行了空調(diào)循環(huán)水工業(yè)性穩(wěn)定試驗(yàn)。
隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，循環(huán)水（閉路水）水質(zhì)鐵含量呈下降趨勢，并趨于穩(wěn)定，水質(zhì)外觀清澈透明，現(xiàn)場掛片：碳鋼、黃銅及紫銅片腐蝕率分別為0.003mm/Y，0.004mm/Y，0.003mm/Y，由此可見，管路腐蝕得到控制，達(dá)到水處理規(guī)范要求，同時(shí)，制冷機(jī)能耗大大減小，與上一年同期相比，冷凝壓力降低6.5%，蒸發(fā)壓力上升2.3%，主機(jī)電流平均下降45A。
2.3天津金融大廈
應(yīng)用時(shí)間：2002年4月至今，金融大廈中央空調(diào)閉路水的水處理工作，自2002年4月開始進(jìn)行，在運(yùn)行初期，該系統(tǒng)中水質(zhì)非常惡劣，系統(tǒng)中大量金屬腐蝕產(chǎn)物，使閉路水呈深黑色，且混濁不堪，其懸浮物已超過500mg/L，如不加以有效處理，系統(tǒng)很有可能在不太長的時(shí)間里出現(xiàn)腐蝕穿孔，出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。應(yīng)用我們的水處理技術(shù)和藥劑一年后，現(xiàn)在冷凍水的水質(zhì)已大為改善。其外觀由黑色混濁不堪，變成無色清澈透明，其濁度已在15mg/L以下，鐵含量未檢出，通過對大廈高、中、低不同部位的管路進(jìn)行截取觀察，發(fā)現(xiàn)管路的截面圓滿整齊，壁厚均勻，內(nèi)表面平整，順滑，未發(fā)現(xiàn)任何腐蝕現(xiàn)象。
三、結(jié)論
上述三個(gè)實(shí)例中的用戶，是中央空調(diào)用戶中有代表性的，其中天津百貨大樓是一個(gè)以大型零售商業(yè)為主的，兼有餐飲、娛樂等多功能的公共建筑，邢臺礦業(yè)（集團(tuán)）公司的中央空調(diào)是為機(jī)關(guān)辦公應(yīng)用，金融大廈是由一座高層寫字樓與4星級的美都大酒店組成。而這三個(gè)用戶在應(yīng)用水處理技術(shù)后，都取得了令人滿意的效果。
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