一、中央空調循環水處理特點

　　中央空調循環水系統包括冷卻水系統、冷凍水系統和采暖水系統。冷凍水系統和采暖水系統通常共用一套閉式循環系統。冷卻水系統一般采用開式循環系統。冷凍水系統是以水做冷媒介質和空氣進行能量交換的密閉式體系，雖然與外界接觸較少，但在整個體系的最高處設有膨脹水箱，這樣冷凍水介質還是和空氣有所接觸，使溶解氧和一些營養物進入冷凍水系統，導致粘泥沉積，不僅影響傳熱，還可能形成氧濃差引起設備的腐蝕，經常出現黃褐色水質或黑灰色水質。冷凍水的化學處理采用一次性投加藥劑的方法，重點控制設備的腐蝕及粘泥的產生。冷卻水在循環使用過程中不斷蒸發濃縮，含鹽量不斷上升，為了不使含鹽量無限制的升高，必須排放掉一部分冷卻水，同時補入新鮮水，前者稱之為排污，后者稱之為補水。含鹽量上升后極易在熱交換器的水側形成水垢，同時冷卻水溫度、PH值和環境恰好適宜多種微生物生長形成污垢，垢的形成不僅使傳熱效率下降、制冷負荷增大，還會形成垢下腐蝕，造成水電浪費和縮短機組使用壽命。冷卻水系統的另一特點是保有水量小，極易濃縮，如掌握不好排污量和補水量，濃縮倍數波動較大，難以保證水處理效果。因此，對于冷卻水系統水處理的重點是控制結垢兼顧緩蝕并定時加藥、排污、補水。

　　二、中央空調循環水處理設計中應注意的問題

　　1.中央空調循環水處理系統最好不要設磁水器。

　　磁水器是使水分子得到磁化(極化)，而極化的水分子具有極強的電負性，吸引鈣、鎂離子，從而延緩結垢時間，達到防垢的目的。具有極強的電負性的水分子也能剝蝕水垢和銹垢。因此有的廠家講產品具有防垢、防腐、除垢、除銹的作用。的確，磁水器具有一定的上述這些正面作用。但是，如果對磁水器的安裝數量及安裝位置設計的不合理時，它會對水系統產生嚴重腐蝕，對空調設備及水系統造成嚴重的危害。

　　2.最好不采用軟化水做中央空調的補水

　　使用軟化水的危害極大，鈉離子交換再生廢液對地下水造成永久性污染，千萬不要選用軟化水做補給水。一來是為了減少對地下水的污染，二來也是為了中央空調自身的安全合理運行。因為軟化水只防垢不防腐，腐蝕性大于自來水，用軟化水做水源會導致空調水系統腐蝕，最終還要投藥防腐。而一般的水處理藥劑都應該是既防垢又防腐的。這樣看來，選用軟化水做補水就不是好的方法了。

　　3.應在冷卻水系統中安裝立式除污器

　　目前全國各地的冷水機組中央空調所安裝的除污器基本上是倒Y字型的，裝在空調機組入口前的立管上，這種倒Y字型在立管上的除污器，只能捕捉設備運行初期的建筑垃圾，防止這些垃圾進入冷凝器。但是，這種倒Y字型的除污器不能在日常運行中捕捉細小水垢和銹垢，因此會引起冷凝器積垢，積泥和其它雜質。正確的作法是在冷凝器的入水口前，安裝一臺立式除污器，將冷卻水系統中的各種雜質截留在除污器中。

　　4.在空調機冷卻水和冷凍水的出水側應設計快速排污閥

　　目前很多單位的中央空調冷卻水端板或冷凍水端板處都沒有安裝快速排污閥，部分單位還用封堵塞住了這些排污口，其實這種做法是很錯誤的，易使空調機內積泥積雜質，影響熱交換效率，還導致冷凝器一年一度的定期清洗。正確的作法是對冷卻水系統每周從冷凝器出水口側按“三開、三關法”排污2～3次，對冷凍水系統應每周按此法排污一次。

　　5.冷卻塔補水管上和冷凍水補水箱的補水管上各安裝一塊自來水水表。

　　目前相當一部分中央空調的冷卻水和冷凍水補水管上沒有安裝自來水水表，使得用戶不知道系統中共有多少水，也不知道每日補多少噸水，為運行管理帶來了很多麻煩。因為中央空調水處理一般采用藥劑處理，必須按補水量和系統水量投藥，因此這二塊水表在設計上是不能少的。最好在冷卻水系統排污管出口也安裝自來水水表，以控制排污量，精確控制冷卻水濃縮倍數。

　　三、中央空調循環水系統的水處理設計、清洗、預膜和正常運行

　　1、中央空調循環水系統水處理設計要點

　　①收集有關水質資料 　 在進行水處理設計時，應首先收集系統用水的水質資料，如：硬度、PH值、溶解氧、氯離子濃度、溶解固形物(或含鹽量)、懸浮物等。以便為工程設計中設法解決循環水系統普遍存在的腐蝕或結垢現象提供基礎數據。

　　②了解系統中設備與材料的材質 　應確定或了解系統中設備、管道、閥門、水泵等所用材質，以適應設計工作對水質的要求及確定水處理方案，以防止系統腐蝕及結垢。

　　③確定空調循環水系統的水處理工藝　 根據水質、濃縮倍數、設備材質、經濟可行性通過試驗方法篩選合適的水處理藥劑，然后再根據系統實際情況，確定空調循環水系統的水處理工藝

　　2、中央空調的清洗

　　①運行前清洗　大型中央空調系統安裝完成后，根據設計和工藝的要求，系統內所有部位清潔無污是確保今后正常運行的關鍵，新安裝的中央空調裝置在投入運行前必須進行水側全系統的化學清洗工作，以清除系統在制造、運輸、存放、安裝過程中所造成的軋制鱗片、鐵銹、紅丹底漆、焊渣、油污、泥砂、灰塵及其它沉淀物。并在此基礎上，形成系統內金屬表面完整的鈍化膜，減少系統運行后各種原因造成的腐蝕。開車前，先將設備打掃干凈，然后向水池和灌入補充水進行沖洗、排放，并控制PH值為5.5～6.5，洗凈后即停止補水和排放，并控制pH值為5.5～6.5，洗凈后即停止補水和排放，然后再向水池中投加Betz407，加入量按40mg/L計。清洗過程中，有時會產生大量泡沫，Betz公司推薦使用Betz144C消泡劑，當有大量泡沫產生時，按3mg/L~5mg/L藥量加入，即可消泡。

　　② 停車前的清洗剝離　 當中央空調循環水系統長期運轉后，生物黏泥嚴重，在決定停車清洗前，首先對整個系統進行一次清洗剝離，然后打開換熱器，根據清洗的效果再決定對主要換熱器進行機械與酸洗相結合的單臺設備清洗方案。清洗剝離是針對系統中的生物黏泥嚴重，采取殺菌和分散剝離的辦法，將生物黏泥先行清洗剝離掉。清洗剝離時間，一般為3～5天，第1天以殺菌剝離為主，故在循環水中投加大劑量的殺菌劑，并通以大量的氯氣，使余氯量維持在1mg/L～2mg/L，同時控制pH在6～6.5的范圍內。第2天以分散剝離清洗為主，故在循環水中投加大劑量的清洗劑如Betz407約100mg/L和分散剝離劑如Betz419或聚丙烯酸約140mg/L。第3天再加殺菌劑并通大量氯氣。第4天加分散剝離劑和清洗劑。如此經過反復殺菌剝離和分散清洗，基本上可以洗去生物黏泥，但對硬垢和銹瘤的清洗效果差，故系統經過清洗剝離后，仍需對某些換熱器進行單臺的機械清洗和酸洗才行。

　　③不停機清洗　“不停機清洗”指的是清洗液循環過程中制冷壓縮機仍然處于開機狀態， 清洗液作為冷卻水或冷凍水在空調系統內部管線循環。尤其值得提到的是：當清洗液作為冷凍水進行循環時，清洗液除了流經系統內部管線外，還需流過外部的配液槽而使冷凍保溫受 到一些影響，壓縮機的負荷會有所增加。 “不停機清洗”用的水泵是空調系統內部配設的，系統外部的配液槽和管線要事先連接好，然后選夜間氣溫較低、旅客進入睡眠狀態時，短時間停機進行系統內和系統外的管線連接(折卸也是一樣)，這是基本不影響空調的使用

　　④設備各部分垢型及其清洗方法 　為了達到節水、節能、提高空調設備的制冷效果，要對中央空調設備冷卻水系統、冷凍水系統、翅片表面三部分進行全面的清洗。由于各部分所處的環境和條件極不相同，其污垢的類型和銹蝕的程度也有很大的不同。對于冷卻水系統來說，突出的是結垢問題，結垢是在換熱表面上附著的一層不溶性鹽類或氧化物晶體的生長物。它的產生，多半是由于循環冷卻水深縮倍數的提高和冷凝器熱交換水溫上升使鹽類在水中的溶解度受到影響所致。結垢影響冷卻水的流量，一層薄垢即可使傳熱速率急劇下降。因此冷卻水系統的清洗，除了銹垢、油泥垢等外，還需考慮水垢的清洗，在化學清洗操作中酸洗的比重較大。冷凍水是處在封閉系統中循環，水分不蒸發，循環水不產生濃縮，不存在難溶鹽的過飽和問題，水溫也較低，因此冷凍水系統可以說不具備水垢生長的條件。冷凍水系統主要產生油泥垢、銹垢，它是由腐蝕產生的含水氧化物以及外來物質主要為粘泥、設備引入油膏等聚集而成的疏松、多孔或膠凝狀物構成的，常可看到大量的微生物源。因此冷凍水系統化學清洗操作主要是去除設備和管道水側表面上的油污、浮銹，其化學清洗操作中堿洗的比重較大，從而減少腐蝕金屬的潛在危險。清洗冷卻水系統、冷凍水系統可以起到節水節能作用。但是嚴重影響設備致冷效果的還是空調器翅片表面的污垢。空調器表面的鋁質翅片是處在空氣中，鋁材在空氣中是相當穩定的，不必考慮銹蝕問題。翅片之間主要被大量的灰塵、煙灰和各類纖維狀物質堵塞，對于餐廳油煙污垢則更嚴重，這些都嚴重影響冷卻效果。而鋁質翅片很薄，翅片間隙小，強度很低，稍用力極易變形，尤其對吊頂式空氣處理機及風機盤管空調器的清洗操作難度極大，如果卸下來進行清洗工作量相當大。對于翅片表面的清洗可以使用氣溶性表面活性劑，類似于粉塵化清洗地毯的辦法，由專用工具解決。在可能的情況下也可使用液體清洗劑壓力沖洗，清洗液通過冷凝盤回收重復利用。在空調不停機情況下，翅片表面含有很多冷凝露水，后一種方法更適用。實踐證明翅片經過清洗后制冷效果能恢復至原設計指標。

　　⑤高容量配液槽及其體積估算 　中央空調冷凍水系統與冷卻水系統是分別進行清洗的。冷卻水系統清洗可以直接利用冷卻塔底部水池作為配液槽，而冷凍水系統情況則必須安設配液槽，考慮到運輸和管線連接，配液槽安裝在機房水泵附近較為方便。配液槽的容量要與冷卻水的儲水量相當，否則一旦水泵停機，整個大樓的循環清洗液幾乎全部回流到配液槽中，而造成溢流。高容量配液槽的體積可根據中央空調設計圖紙進行估算。

　　⑥酸洗中銅鐵離子腐蝕 　中央空調設備材質主要是銅和鐵。設備內部的銹蝕既有銅的氧化物，又有鐵的氧化物，當針對這些氧化物投加鹽酸時，兩種氧化物都會溶解(這里僅寫出高價氧化物)：CuO+2H+=Cu2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O銹蝕可以很快清洗掉。但是在鋼表面上銅離子迅速被還原為銅并溶解與其相應當量的鐵： Cu2++Fe=Cu+Fe2+在碳鋼試片上可以觀察到紫紅色的銅層。這說明試片被銅離子所腐蝕。可以設想，由于銹蝕和污垢被清除掉，清洗液所到之處，干凈的鋼鐵表面都可能被鍍上一層疏松的金屬銅。有文獻報道，二價銅離子深度高于0.2ppm時會引起鋼鐵的嚴重腐蝕。另一方面，三價的鐵離子也會反過來腐蝕金屬銅。即銅被鐵離子所氧化： Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+而新產生的二價銅離子又會進一步氧化鐵。這就是說，在中央空調設備中，如果按常規酸洗，將會發生銅離子對兩種基體金屬互為腐蝕 現象。 根據這些情況，在水處理配方上要作一些更改。其中關鍵的是添加了硫脲一類的有機抑制劑。硫脲的抑制作用是基于它的還原作用，可將Cu2+還原到Cu+，將Fe3+還原到Fe2+。而且硫脲還能與亞銅離子形成一系列配位化合物，使亞銅離子以絡離子形式被穩定下來，因此在酸洗液中應投加過量的硫脲。由于銹蝕中Cu2+、Fe3+的含量難以估計，清洗過程中要加強Cu2+、Fe3+離子濃度的分析，以判斷酸液中硫脲是否足量。另外，在清洗之后，必須仔細 檢查設備，查看設備上是否有殘留銅附著于管子而未清洗掉。因為不同金屬之間存著電位差，銅的存在將使銅鐵腐蝕加速。中央空調清洗后，在冷卻水和冷凍水系統中按工藝要求分別投加水質處理藥劑以減緩重新結垢，并使清洗后的金屬表面形成防腐蝕的膜層。

　　⑦ 清洗過程的控制　　清洗完畢后，一般都將清洗水排放，換上干凈的清水，再進行下一步操作，如預膜等。清洗過程中，必須定時測定濁度的變化，以掌捂清洗效果。一般是先隨著時間的推延而逐漸增高，到大值后，濁度不再變化，即表示清洗完畢。清洗過程濁度變化大，說明清洗效果好。

　　3、中央空調循環水系統的預膜

　　①預膜目的 　空調循環水系統的預膜是為了提高緩蝕劑的成膜效果，常在循環水開車初期投加較高的緩蝕劑量，待成膜后，再降低藥劑濃度維持補膜，即所謂的正常處理。這種預膜處理，其目的是希望在金屬表面上能很快地形成一層保護膜，提高緩蝕劑抑制腐蝕的效果。實踐也證明在同一個系統中，經過預膜和未經預膜的設備，在用同樣的緩蝕劑情況下，其緩蝕效果卻相差很大。因此，循環水開車初期的預膜工作必須要給以高度重視。循環水系統除了在開車時必須要進行預膜外，在發生以下情況時也需進行重新預膜：年度大檢修系統停水后;系統進行酸洗之后;停水40 h或換熱設備暴露在空氣中12h;循環水系統pH<4達2h。

　　②預膜方法 　系統清洗過后，換入干凈的冷卻水，并關閉補水閥和排污閥，再投入一定劑量的預膜劑，然后按預膜劑預膜的要求，使冷卻水在系統中循環運行。至于采用什么樣的預膜劑，預膜時有些什么要求，則隨情況而異。

　　③預膜效果的檢驗 　關于預膜處理的效果，目前尚無準確、簡便、快速的方法進行現場檢驗。一般是在生產系統進行預膜時，采取旁路掛片進行檢測，觀察掛片上成膜情況，使用的預膜劑不同，掛片上成膜的色彩也不同。例如用六偏磷酸鈉和硫酸鋅預膜時，掛片上呈一層均勻的藍彩色膜;如用陽級型緩蝕劑形成鈍化膜時，掛片上仍保持發亮的金屬光澤。通常用肉眼觀察，膜層均勻、顏色一致、無銹蝕即表示預膜良好。也有用配備的化學溶液，滴于掛片上進行檢驗。

　　4、中央空調循環水系統的正常運行

　　系統經清洗、預膜結束后即轉入正常運轉，此時應嚴格按照設計和藥劑的要求進行監控，使各項操作指標在允許范圍內波動，一旦發現異常值，應及時采取措施，以保證能長周期安全運轉

　　①調節控制中央空調冷卻水的濃縮倍數　當系統中循環冷卻水管路損失為零，風吹損 失又極小時，濃縮倍數與補充水量和循環水量之比有如下關系：M/R=ak/(K-1+a)。假設循環水管路損失、排污量均為零時，最高濃縮倍數有如下限制：K=aR/D+1。(上述兩式中：M---補充水量m3/h;R---循環水量，m3/h;a--- 蒸發損失率，%;K---濃縮倍數;D---風吹損失，m3/h)。一般空調冷卻水控制濃縮倍數3~4，濃縮倍數的控制是通過改變補充水量和排污量來操作的，故當濃縮倍數和測定離子確定后，在冷卻水運行過程中，就必須不斷對測算濃縮倍數的離子進行監測。如發現濃縮倍數高于或低于規定值，應加大或減小排污量，也可加大或減小補水量，以調整濃縮倍數在規定值范圍內。

　　②嚴格調控水處理等藥劑的濃度 　 在中央空調正常運轉過程中，采用不同的復合水處理劑，就有不同品種的藥劑。這些藥劑有的會水解、有的會消耗掉、有的還會隨排污水排出循環水系統，因此，要在運轉過程中不斷補充，并要嚴格按配方的規定，嚴格控制在一定的波動范圍內。

　　③調節控制中央空調循環水系統的PH值 　 空調水系統中既有銅又有鐵，做到使二種金屬都得到保護，這就應該控制系統水的PH值在9～9.9之間，因為鐵的鈍化區在PH值9～13，鐵喜堿性介質，而銅怕堿，當PH值達到10時，銅開始受腐蝕，故在銅與鐵都共存的 水系統中，要嚴格控制pH值9～9.9(最好9.0～9.9)。這樣做還有利于抑制細菌和藻類生長。

　　④定期監測中央空調循環水系統的濁度　　除對補充水的濁度提出一定的要求外，對循環冷卻水的濁度也應經常進行監測。濁度的變化反映了循環水的水質變化，當發現溫度以有較大的變化時，應及時分析原因，采取措施。如系菌藻繁殖引起的，則加強殺菌滅藻措施;如系補充水濁度過高，應加強補充水的前處理;如系旁濾池失效，則應加強旁濾池的反沖洗和檢修。

　　⑤定期監測中央空調循環水系統的堿度　　M堿度是操作控制中的一個重要指標，當濃縮倍數控制穩定，沒有其他外界干擾時，由M堿度的變化，可以看出系統的結垢趨勢。如M堿度比理論升高值低很多，說明系統結垢較嚴重，應給以重視。

　　⑥及時監測中央空調循環水系統Ca2+、Mg2+、總鐵及其他離子濃度變化以便及時掌捂系統情況。 對循環水中的Ca2+、Mg2+應定期取樣分析。如果濃縮倍數控制穩定，而Ca2+、Mg2+有較大幅度下降，說明系統中有結垢發生，水處理劑中阻垢效果不好;如運行中Ca2+、Mg2+波動很小，則說明水處理的阻垢效果好。循環水中總鐵的變化反映了系統中腐蝕的抑制情況。Cu2+反映銅的腐蝕情況。

　　⑦污垢監測　　循環水系統經過一段時間運行后，如發現冷卻效果不佳，需分析原因時，或水質分析出現異常值時，常需取換熱器中的污垢進行化學分析，作為判斷依據;另外當系統運行1～2年后，需進行大修清洗時，也需取污垢樣進行化學分析，以便總結、改進水處理的效果。因為系統中積存的污垢，通過化學組成的分析，可以反映出在運轉過程中水質處理方面存在的問題。污垢組成主要包括以下幾項：灼燒減量、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、P2O5等，根據它們在污垢中所占質量分數，可以幫助我們去判斷系統中哪種危害占主導地位。

　　⑧現場監測　　現場監測主要是通過在系統中安裝旁路掛片、小型換熱器以及腐蝕測定儀等，直接觀察冷卻水系統的腐蝕和結垢情況、生物黏泥形成情況，從而判斷采用的水處理方案是否正確，復合水處理劑是否需要調整。

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