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中央空调系统中的垢是怎样产生的?
日期: 2014-07-06
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   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。


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