中央空调水系统的水质管理.doc

中央空调水系统的水质管理广州市地下铁道总公司 吴疆前言：在刚刚兴起中央空调的时候，大家对水处理技术还甚不了解，后来不断地受到“锈水”、脏堵、水垢、菌藻的困扰，才引起重视，特别是冷热水系统不断地出问题。目前已形成了共识：中央空调水处理是十分必要的，最好是一开始就做，这样费用省、效果好，水处理的意义有三个方面：一是延长设备使用寿命，减轻日常维修负担；二是节约能源，减少开支；三是确保供冷采暖效果，创造舒适的环境，是一项投资少效益大的新举措。由于作者主要设计南方空调系统，故本文主要讲述空调冷水系统及冷却水系统的水质管理。一.主要任务：控制和管理水系统中使用的水质，确保水质在运行中不受污染；二.实现策略：采用合理的水处理方法和水处理设备，防止系统外污染源污染水质，对系统内的污染源进行物理/化学处理。三.水质管理的设计原则1.系统外水质预处理：系统外的水进入系统前，应进行必要地预处理，如软化，过滤。软化：中央空调有两个循环水系统：一个是空调水(冷热媒水)系统；一个是循环冷却水系统。冷热媒水是密闭式循环系统，夏季走冷媒水，冬季走热媒水，该系统的主要问题为腐蚀和“锈水”危害。“锈水”容易脏堵，影响空调效果。腐蚀导致管道提前泄漏，使用寿命缩短，更新管道不但费用很高，施工困难大，而且影响正常办公和营业。如果补充水硬度高，会发生热媒水结垢问题。高硬水地区，必须对冷热水的补水进行软化处理，彻底消除系统水垢危害，软化处理去除了水中的Ca2+、Mg2+离子，引进了Na+，稍微增加了腐蚀性，那种认为软化处理就可以防腐蚀的想法是误解。其实对一般硬度的自来水，结垢并不是空调水的主要矛盾，没有必要再做软化处理。循环冷却水为敞开式系统，循环水量大，贮存水量小，浓缩倍数高、结垢、腐蚀、菌藻的危害性增加，冷水机组冷凝器、吸收器结垢，导致传热效果下降，能耗上升。过滤：空调水系统给水多经由市政给水补充，目前国内的现状往往市政给水水质较差，悬浮物，杂物较多。因此在进水口设置水过滤装置十分必要。常用的水过滤装置有金属格栅网，尼龙网状过滤器，Y型管道过滤器，角通式和直通式除污器。在2.系统内水质处理：闭式水系统：常用于空调水系统。补水带入的溶解氧会引起钢制管道设备的腐蚀，但空调水系统运行时的温度7-12度下腐蚀的速度很缓慢。水质处理措施为：一般不需要为防止水垢形成而进行水处理，也不需要对水藻控制而使用药物，对于防腐只需要向系统中投入腐蚀抑制剂即可满足防腐要求；系统停运时，水系统管路应充满水，以防止空气进入及水温升高加快腐蚀。特别地当水系统为冷热水两用时，宜用软化水。开式水系统：常用于冷却水系统。由于系统与空气接触，系统易发生结垢，腐蚀，泥渣和水藻，因此需要设置防垢，防腐，防水藻，杀菌的水处理技术措施。防垢处理措施为：定期排放系统中的水，提高水的新鲜度；软化处理；加表面活性剂药物。防腐处理措施为：向系统中投入腐蚀抑制剂的加药处理。防止细菌和水藻繁殖的处理措施为：向水中投放合适的杀生剂和纯化剂等药物。3.几种典型空调水系统中水处理方法钠离子交换软化：利用置换原理，将水中的Ca+和Mg+用其他不形成硬度的阳离子（如Na+）来置换，使水中的钙镁盐类变成钠盐以除去水中硬度。静电场阻垢处理：在一定强度的静电作用下产生极化作用，使水中难溶盐的正负离子难以结合，结晶，结垢。特点为有一定的杀菌灭菌作用，无缓蚀及过滤作用。电子水处理器：水经过处理后，其物理结构发生变化，水中溶解盐类的离子及带电离子间静电引力减弱，不能相互聚集，防止结垢。特点同静电场阻垢处理。投放阻垢分散剂：投放阻垢分散剂后提高水介质自身的溶碳酸钙硬度，同时改变碳酸钙晶体晶格，难以聚集成垢，从而达到阻垢目的。特点为阻垢效果较好，但对铜有腐蚀，也部适用于水温较高的冷却水系统。强磁水处理：利用流动的水经过强磁场的磁力线切割后水的物理化学性质发生变化，活性，溶解度大大提高来解决防垢，杀菌，除锈，灭藻。缺点是价格昂贵。药物处理：投放杀生剂和纯化剂等药物，防止细菌和水藻繁殖。分为氧化剂和非氧化剂两大类。常见的氧化剂型有氯，次氯酸钙，二次氯酸钙（以上为价廉），氯胺（效用持久）；常见的非氧化剂型有季胺盐类，氯酚类，烯醛类等。4.几种典型空调水系统中水处理器的种类及选择Y型管道过滤器:基本上市场上常见的阀门厂都生产，安装在精密控制阀门或设备的进口段，用于清除介质中的杂质，以保护阀门和设备的正常使用。直流电子水处理器：分高频电子水处理器，强磁水处理器，离子棒等方式。旁流水处理器：以平行安装于总管的安装方式得名。目前市场上常见的厂家有同济益水和杭州安康两家。同济益水前身是同济大学的附属企业，现已脱勾。其产品设计为2003年设计原型。同济水处理器分空调水和冷却水两种型式。检测报告为97年版本，特别指出的是其具有军团菌的抑菌实验报告（2002年）。产品采用叠加脉冲的低压电场原理，工作电压小于36V，水头损失为4-7米，适用于循环水系统杀菌灭藻除垢处理并去除水中悬浮物。选型安装依据：与系统输送总管通径一致，在系统水泵进出水总管旁路安装，无需增加水泵，仅旁流系统流量的1-3。目前产品价格偏低。需要指出的是同济水处理器不具备过滤的功能，只能通过去除水中悬浮物实现过滤杂质的功能，远不能达到的级别。杭州安康为专业水处理器设备厂家，产品涵盖电子水处理设备，旁流水处理设备，药剂及加药设备，软化水设备，过滤设备等。其旁流水处理器专门针对冷却水系统设计，检测报告为2002年。产品采用特殊材料制成的金属电极，在适当的外加电压作用下，使流经的水产生微电解，使水中溶解的氯离子、氧分子及水分子产生以下氧化性物质：二氧化氯（CLO）、活性氧（O）、双氧水（H2O2）、分子氯（CL）、次氯酸（ClO）等。这些氧化性物质通过水的流动，扩散到所有水经过的地方，杀灭水系统中的细菌、藻类细胞，同时活性氧在管道上生成氧化膜，保护设备不被进一步腐蚀，各种微生物腐蚀、沉积腐蚀被抑制。水经处理后，水分子聚合度降低，结构发生变化，水的偶极距增大，极性增加，所有这些变化，都增加了水的水合能力和溶垢能力。对于已结垢的系统，活性氧将破坏分子间的电子结合力，改变其晶体结构，使坚硬老垢变为疏松软化，积垢逐渐溶解或成碎屑脱落。水中所含的盐类离子Ca2+、Mg2+、CO32-、SO42-等因受到微电流的作用，分别趋向于不同的电极并被重新排列，难于趋向器壁积聚，从而防止水垢生成。水中悬浮粒子及胶体经处理后其表面电极电位发生变化，脱稳絮凝而趋于沉淀析出，经排污口排出系统，使水得到净化。特别指出的是，安康水处理器系统包括旁流水处理器，纳米烧结膜过滤器，相应电磁控制阀组成，系统能实