中央空调水系统水质管理

李向军

河南中烟工业有限责任公司安阳卷烟厂

中央空调水系统水质管理

李向军

河南中烟工业有限责任公司安阳卷烟厂

本文简要阐述中央空调水系统对空调系统运行的影响。文章侧重从水质管理的的角度分析水系统对空调系统的危害，介绍了冷冻及冷却水水质特点和达不到规定的要求产生的原因。简要列举了控制水质可采取的常见控制措施。

空调系统；冷冻水；冷却水；水质；检验；控制

空调系统中冷冻水和冷却水均可以理解为载冷剂，它们水质的好坏，将直接影响到系统运行的经济性和可靠性。运行中对冷却水和冷冻水质量控制不严，达不到规定的要求时，将会带来运行的不正常和故障。首先在冷水机组换热器等换热面受到水垢的污染。使制冷效果、换热效率大幅度下降，冷水机组和水泵的能耗增加，经济效益受到损失。其次运行的管路及设备将会造成堵塞，产生故障。另外设备及管道的腐蚀和磨损将破坏系统、损坏设备因此，作为载冷剂的冷冻水和冷却水的质量必须遵照规定，严格控制和管理。一般问题的发生有以下原因产生的：

1.载冷剂的腐蚀问题：酸根腐蚀、大气氧腐蚀、电化学腐蚀。

2.冷冻水及冷却水均存在碳酸盐、硫酸根、氯化物等不纯物的成分会形成结垢，产生危害。

3.冷冻水及冷却水中的生长物，特别是冷却水和开式循环系统，部分暴露于大气中，生物将随大气和气候的变化繁殖于管道或设备内壁，污染传热面面积，堵塞管路。

4.系统运行过程中，冷冻水及冷却水系统得不到应有澄清过滤处理，水质含悬浮固体物质增多，对系统传热或局部腐蚀，或磨损产生危害。

上述现象影响空调系统的正常运行。因此，冷冻水及冷却水的水质量与运行关系密切，必须重视。

一.冷冻水水质的控制

1.冷冻水水质特点。空调制冷系统冷冻水的补水量为系统水容积的0.5%～1.0%。对闭式系统在运行中除补充水外，基本上不进入其他杂质。而开式系统亦主要是空气中氧的融入，及少量悬浮物的进入。补充水一般可将悬浮物控制≤20m g/L;总硬度控制≤6m mol/L;碱度控制pH值≥7。冷冻水水质取决于补水水质。对于易生成水垢的原水应进行软化处理。

2.冷冻水水质控制措施。冷冻水在运行中的质量控制，主要是控制腐蚀性和生物生长。对于腐蚀的控制，常采用添加抗蚀剂与pH值控制相结合。以前常采用的有效的抗蚀剂铬酸盐，由于产生污染而逐渐被淘汰。当前在闭式系统中采用亚硝酸盐，效果同铬酸盐，需保持浓度≥500 m g/L及pH值≥7，以免分解，并需经常定期监视亚硝酸盐、硝酸盐及氨的浓度，因为亚硝酸盐易被不同的细菌转化为氮气、氨气和硝酸盐。当亚硝酸盐浓度降低，其抗腐蚀作用减弱。对铜金属（如冷水机组的换热管和风机盘管的换热管）的保护还应添加亚硝酸盐基抗蚀剂，包括用硼砂作为pH值的缓冲剂和甲基苯三唑或苯三唑。

对开式系统，通常以磷酸盐（有机磷酸盐）、钼酸盐、锌、硅及各种聚合物阻止水垢的形成。若需对铜材料保护还应加入甲基苯三唑或苯三唑。

对于沉淀物的控制，可采用合适的过滤器，设置于循环总回水管路上或冷冻水泵入口处。

此外，值得重视的问题是运行前系统的彻底清洗是十分重要的，但往往比忽视。

对于生物生长的控制，经预先彻底清洗的系统，往往只要维持低浓度的杀菌化学物，甚至不用药剂控制。有关管道清洗的要求可参考有关规范。

二.循环冷却水水质的控制

1. 冷却水水质特点。循环冷却水水质并不决定于补水水质，而主要决定于：

1.1 系统中溶解固形物质随着水的蒸发，泄露等损失，其浓度不断增加，引起管道及换热表面的结垢、沉淀及腐蚀。

1.2 冷却水在冷却塔中冷却时，充分与空气及空气中的悬浮物接触，各种有机的、无机的、固体的、气体的杂质进入水中，同时溶解氧大量增加。另外风沙等影响进入冷却水中的泥、砂等杂物亦多。

1.3 藻类 细菌黏滞物质、真菌及其他微生物在冷却塔运行情况的环境条件及温度下，在系统中生长迅速。

因此，腐蚀、结垢、生物生长、悬浮物质沉淀在循环冷却水系统中是很突出的。

对于敞开式冷却水水质应符合现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》的要求（参见有关资料）。

2. 冷却水水质控制措施

2.1 腐蚀的控制措施同于冷冻水开式系统。

2.2 结垢的控制

循环冷却水中其补水量一般在3%左右，其中蒸发损失1%～1.2%，飘逸损失约0.2%。若控制循环冷却水中溶解固型物质为补水的2倍，则排放量应在1%左右。因为：

循环冷却水中溶解固型物浓度倍数=（蒸发水量+飘逸水量+排放水量）/（飘逸水量+排放水量）

排放是控制结垢的措施之一，但在某些情况下对排放量有限制，某些情况下排放量太大，因此在较大一些系统中，在采取排放的同时需要在水中添加阻垢剂结合pH值的控制，来提高冷却水中溶解固型物的浓度。通常采用加酸、有机磷酸盐及类似化合物。

2.3 悬浮物质的控制

循环冷却水不少实测情况得出空气悬浮物质的颗粒尺寸，大于50微米的较少，小于50微米的占多数，其中1～25微米占大量的。

运行中可采用在冷却水中加聚合物、分散剂、使淤泥状沉淀物不在水流经过的管道及设备中沉淀，而沉淀与冷却塔的水盘或水池中，便于清除。

在较大的系统中，现国外更多地采用介质过滤器滤去悬浮物质，常采用砂过滤器，砂的粒子小于50微米，可除去10微米以上的物质。一般水泵功率约增加10%，可采用自动反洗，所以维护方便，只要定期检测监督。

2.4 生物的生长控制

可采用机械及化学方法相结合的措施，先用机械清除或用清洗剂冲刷，然后用化学物灭杀之，这样灭杀更有效，化学物用量亦可节省。

杀菌剂的添加方式和剂量应重视，连续低剂量注入，既无效又不经济。若需要突击性添加则量大浓度高，至系统中达到足够的毒性杀菌，交替的使用两种不同的杀菌剂更有效。

常用的杀菌剂有：

氯及其化合物，过量的氯化物有臭味，对木材及金属有损害。所以，需要与异氰酸同时采用，以限制游离氯飘逸的缺点。

其他有各种有机杀菌剂，选用杀菌剂时应考虑与水的pH值和抗蚀剂及阻垢剂的兼容性，并应得到当地环保部门允许。

在小型系统中，冷却水的总水质控制往往采用排放的方式控制垢的形成，采用200～500m g/L抗蚀剂控制腐蚀。临时用杀菌剂冲洗以控制生物生长。

三. 简便的水处理装置的应用

目前市场上有静电作用的，磁力作用的简便的去垢及杀菌无藻的水处理装置陆续应用空调水系统中，它比化学方法简便易行，运行费用也低，可结合当地工程水质情况，优先采用经过实践检验效果好的水处理设备。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.084