空调水处理方案

中央空调水循环系统简介

随着我国国民经济的快速增长，中央空调被广泛使用，尤其是城市的宾馆、饭店、大型商场、娱乐场所、大型写字楼、办公楼、现代化生产车间都相继安装了中央空调设备，它不仅给人们带来舒适的环境，同时也被用来调节工业生产所需环境的温度和湿度。中央空调循环水系统包括冷却水系统、冷冻水系统和采暖水系统。冷却水系统是由热交换器、冷却水泵、管道、冷却塔、贮水池组成。冷却水在冷冻机里冷却受热受压的制冷剂，温度上升至37℃左右，经水泵送至冷却塔，冷却后返回至冷冻机中循环使用。冷冻水系

统是由热交换器、冷冻水泵、管道、风机盘管、膨胀水箱组成。冷冻水在冷冻机中被制冷剂冷却至7℃左右后送往风机盘管，与空气进行热交换升温至12℃左右后，再返回到冷冻机中被冷却。热媒水在热水锅

炉中被加热至60℃左右后送往风机盘管，与空气进行热交换降至55℃左右后，再返回到锅炉中加热。热

水和冷冻水共用一套管道系统。

1．中央空调系统特点

中央空调一般承担着夏季供冷、冬季供热的任务，春季和秋季停机检修或保养，即使在正常运行期间也根据气温的变化和工作环境的需要停机。大多数企事业单位由于编制上的限制不设专门水处理技术管理人员，实行粗放式管理，因此，水处理技术和方案对这一情况应有较强的适应性，既要有良好的处理效果，又要管理简单方便，水处理成本低廉。

2．冷冻水系统特点

冷冻水系统是以水做冷媒介质和空气进行能量交换的密闭式体系，虽然与外界接触较少，但在整个体系的最高处设有膨胀水箱，这样冷冻水介质还是和空气有所接触，使溶解氧和一些营养物进入冷冻水系统，导致粘泥沉积，不仅影响传热，还可能形成氧浓差引起设备的腐蚀，经常出现黄褐色水质或黑灰色水质。因此，对于冷冻水系统水处理的重点是控制设备的腐蚀及粘泥的产生。

3．冷却水系统特点

冷却水在循环使用过程中不断蒸发浓缩，含盐量不断上升，为了不使含盐量无限制的升高，必须排放掉一部分冷却水，同时补入新鲜水，前者称之为排污，后者称之为补水。含盐量上升后极易在热交换器的水侧形成水垢，垢的形成不仅使传热效率下降、制冷负荷增大，还会形成垢下腐蚀，造成水电浪费和缩短机组使用寿命。冷却水系统的另一特点是保有水量小，极易浓缩，如掌握不好排污量和补水量，浓缩倍数波动较大，难以保证水处理效果。因此，对于冷却水系统水处理的重点是控制结垢兼顾缓蚀。

中央空调系统为什么会有上面所讲的问题呢，主要是由于其媒介——水所造成的。

自然界中的水是怎样的？

水在自然界中大量的存在，比较容易取得，价格便宜。水的物理化学性质稳定，水的潜热大，这是水成为工业首选作为冷却介质或热载体的重要原因。但自然界中的水并非纯净的物质，因为水是很好的溶剂，当它流过岩石、矿床和土壤时，就会有很多的盐类溶入其中。空气中带入尘埃、有机物及其它们的分解产物，水中生长的物质，都将成为各种各样的杂质，溶入水中。那么，溶入水中的盐类和杂质以离子形态存在的有阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Mn2+、H+、NH4+等；以阴离子形态存在的有：

CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-、HSiO3-、F-、H2PO4-、OH-、H2BO3-、HPO42-、HCO3-、NO2-、HS-等；以气态存在于水中的有：CO2、O2、N2、HN3、SO2、H2S、CH4、H2等；以悬浮物形式存在于水中的有粘土、无机的土壤污物、有机污物、有机废水、各种微生物；还有以胶体形式存在于水中的

SiO2、Fe2O3、Al2O3、MnO2、植物色素、生长在水中的各种细菌和藻类。

人类可利用的淡水资源主要来自地表水（江河水、湖水）和地下水（井水），不同水源、不同地区、周围的不同环境和不同季节，自然界水中的各类杂质的品种和量有很大的差别。

中央空调系统中的垢是怎样产生的？

自然水（地表水）经城市自来水厂处理后，绝大部分的悬浮物、胶体性杂质基本被清出水体，而溶于水中的阳离子和气体，仍存在于水中。这样的水作为补充水加入中央空调外循环冷却水系统中，经热交换器进行热交换后，水温提高，经凉水塔曝气纯水被蒸发出去循环水逐渐被浓缩，水中二氧化碳的含量与碳酸盐硬度之间的平衡关系被破坏：

Ca2+＋2HCO3- =CaCO3 ＋CO2 十H2O

Mg2+＋2HCO3- =Mg（OH）2 ＋2CO2

而碳酸盐在水中的溶解度随着水温的升高而降低，当水中碳酸盐由水中析出沉积在换热器水侧表面时，这就形成了垢。垢的生成将影响热交换的正常进行，造成中央空调制冷能力下降，电耗量增加。

水垢的危害---降低制冷效果、增加电能消耗，严重时造成主机高压事故停机

由于水中溶有大量碱土金属离子和碳酸氢根等，这些离子遇热后结合将生成不溶解的盐类，我们称之为水垢。水垢的导热系数小于0.8，而冷凝器和蒸发器的紫铜管的导热系数为320，两者相差悬殊。水垢将影

响热传递，这会带来两个方面的问题，首先降低制冷效果，1毫米水垢将使制冷量降低20-40%；其次将使冷凝器压力升高，增大压缩机正背面压力差，导致电机负荷增加，多消耗电能。1毫米水垢将多消耗电

20-30%，水垢严重时将造成中央空调主机高压事故停机。

中央空调系统中设备腐蚀的原因？

前面在介绍自然界中的水中含有的阴离子属于腐蚀性介质。另外，水中的溶解氧的存在，它在水侧金属表面形成氧的浓差，产生电化学腐蚀。如果水中还含有其它阴离子如氯离子、硫酸根离子都会造成金属的腐蚀，如果水系统中有不锈钢材料，水中存有高浓度的氯离子时将造成了不锈钢的局部腐蚀，严重的点蚀可造成设备穿孔。腐蚀过程可表示为：

Fe= Fe 2++2e

1/2O2 +H2O+2e =2OH-

Fe2+ +2OH- =Fe（OH）2

氢氧化亚铁极易氧化成红棕色的铁锈，这就是冷冻水出现红水的主要原因。

在循环水系统中，菌藻的滋生和死亡，与水中机械杂质混合成为粘泥如附着在管道和换热器表面将同垢一样影响热传导，同时给厌氧菌造成了生存的空间，将以铁为营养源加速设备的腐蚀进程。反应如下：SO42- + 8H+ + 8e =S2- + 4H2O + 能量（供细菌生存用）

Fe2- + S2- =FeS 黑色带臭味的腐蚀产物

Fe2- +细菌→ Fe3+ +能量（供细菌生存用）

在中央空调的冷冻水系统，人们为了防止垢的产生，多采用软化水，但软化水中仍含有溶解氧，而且系统中还会不断溶解入空气这是造成冷冻水系统遭到腐蚀的原因。

腐蚀的危害---腐蚀设备和管道，严重时造成穿孔泄漏等重大停机事故。

空调系统的冷却，冷冻水未经处理有极强的腐蚀性，如将普通钢片或铁钉放入水中，几天后就会出现铁锈，放置时间越长则锈蚀越严重。系统管道及设备内壁常因腐蚀造成锈渣脱落，甚至穿孔，脱落的锈渣会堵塞盘管，使空调效果下降；同时腐蚀的存在使设备的使用寿命大为缩短。一旦腐蚀穿孔，水将进入氟利昂（使用氟利昂作为制冷剂的机组）时间长将生成盐酸和氢氟酸，造成严重的设备损害事故。溴化锂机组由于是真空设备，并且溴化锂有强腐蚀性，因而更不允许泄漏。据统计，未做水处理的系统，设备使用寿命缩短30-50%。

微生物藻类的危害---堵塞管道、阻碍水流动、降低热交换效率。

冷却塔的水温在32-37℃之间，比较适合微生物繁殖。藻类、细菌和真菌快速繁殖，这些微生物分泌出大

量粘液，将水中不溶性杂质粘结一起，附着于设备和管道的内表面，阻碍水的流动和热交换，多耗电能，造成高压运行

为了解决中央空调系统诸多的问题，近几年来，在中央空调水系统包括外循环冷却水、冷冻水、采暖水推广应用物理法水处理技术已取得了很好的进展，中央空调机组、管线的结垢、腐蚀得到了很好的控制，对于确保中央空调使用寿命、降低能耗和长周期稳定运行发挥了很好的作用。