格瑞戴西Greendash

24小时手机咨询上海保洁公司24小时热线 18221844698

上海保洁公司电话   400-6167527

中央空调清洗技术

发布时间:2019-04-01 10:42
作者:格瑞戴西

进入21世纪以来,随着我国国民经济的持续发展以及人民生活水平需求的不断提高,中央空调已被广泛地应用于工业及民用建筑设施当中,极大地改善了人们的生产及生活环境。

中央空调的广泛普及与应用,同时也带动了相关清洗业的发展。目前在我国,中央空调清洗市场前景非常广阔。但由于种种原因,中央空调清洗业还很不规范,各种相关制度及行业标准都亟待健全,市场上关于中央空调清洗类的指导书籍更是鲜有佳I基于此,我们根据多年的研究和清洗实践经验,编写了本书。

中央空调清洗技能是一门集空气调节、设备维护、水处理、样品化验、药剂理论、环境保护、机械操作等知识为一体的综合技能。本书正是从这几个方面出发,力求做到综合性、系统性和实用性,可作为中央空调清洗从业人员和中央空调设备维护、管理人员学习参考书,也可供高职高专院校相关专业人员参阅。

本书共分5章,第1章简要介绍中央空调的分类、结构及运行原理;第2章主要就中央空调系统主要结构部件做具体的讲解;第3章具体分析中央空调系统污垢的成因及危害;第4章主要就中央空调清洗所用的化学药剂以及清洗设备作具体的讲解;第5章重点介绍中央空调水系统和通风系统的清洗方法、技能要点以及清洗方案的设计与制定。

本书由赵兴平主编,王时军、王天雨、郑招弟、朱军参与编写。

由于编者水平所限,书中不足之处,敬请广大读者给予批评指正。

目录

.iJ-—1—

刖自

第1章中央空调的概念、分类及运行原理.............1

1.1空气调节的相关概念..................1

1.2中央空调系统的分类、结构及运行原理..........1

1。2+1中央空调系统的分类。。。。。。。。。。。。。。。1

1。2。2中央空调系统的组成及运行原理。。。。。。。。。。5

第2章中央空调系统主要结构部件。。。。。。。。。。。。。。。18

2.1中央空调系统冷、热源...............18

2。1。1中央空调系统的冷源和热源。。。。。。。。。。。18

2.1.2压缩式冷水机组...............21

2.1.3吸收式冷水机组...............29

2.1.4水源热泵机组................39

2.2中央空调水系统及设备................42

2.2.1冷却水系统及设备.............42

2。2。2冷冻水系统及设备。。。。。。。。。。。。。。54

2.3中央空调系统热湿处理设备..............69

2.3.1空气处理设备................69

2.3.2空气质量控制及净化设备...........81

2.3.3空气输送设备................84

2.3.4空气分配设备.................90

第3章中央空调系统污垢的成因及危害.............91

3.1中央空调水系统的污垢和腐浊............91

3.1.1中央空调冷却水系统生成的污垢.......91

目录v

3.1.2中央空调冷却水系统的金属腐蚀..........99

3.1.3中央空调循环水系统污垢、腐浊的危害......113

3.2中央空调通风系统的污染.................114

3。2。1中央空调通风系统污染物的来源。。。。。。。。。。114

3.2.2造成中央空调通风系统污染的原因.........115

3.2.3中央空调通风系统污染的危害...........120

3.3中央空调水系统垢样的采集、储存及鉴别..........121

3。3。1中央空调水系统垢样的采集和储存。。。。。。。。。121

3.3.2中央空调水系统垢样的鉴别............121

3.4中央空调通风系统污染的检测...............130

3.4.1中央空调风道系统积尘量的检测........131

3.4.2中央空调通风系统微生物的检测..........133

3。4。3中央空调送风中细菌总数的检测。。。。。。。。。。134

3。4。4中央空调送风中真菌总数的检测。。。。。。。。。。134

第4章中央空调清洗药剂、设备及工具..............136

4.1中央空调水系统水处理、化学清洗药剂.........136

4。1。1中央空调水系统水处理药剂。。。。。。。。。。136

4。1。2中央空调清洗工程常用的化学清洗药剂。。。。。。。148

4.2中央空调通风系统清洗设备及工具............176

4.2.1机器人清洗系统................176

4.2.2各种配套设备..................178

第5章中央空调清洗方法及技能要点..............184

5.1中央空调水系统的清洗...............184

5.1.1循环水系统的停机清洗.............184

5.1.2循环水系统的不停机清洗...........190

5.1.3制冷剂系统的化学清洗.............192

5.1.4中央空调化学清洗过程中的分析监测.......193

5。1。5中央空调化学清洗效果的评价。。。。。。。。。214

5。1。6中央空调水系统清洗实例。。。。。。。。。。。。224

5。2中央空调通风系统的清洗。。。。。。。。。。。。。。。。。229

VI中央空调请洗技术

5.2.1风道清洗流程..................229

5。2。2通风系统的消毒。。。。。。。。。。。。。。。。。。232

5.2.3风道清洗现场的环境保护..............237

5.3中央空调清洗方案的设计与制定.............237

5.3.1中央空调清洗方案设计与制定的一般流程......237

5。3。2确定清洗时机。。。。。。。。。。。。。。。。。。。238

5.3.3对清洗对象进行调研和分析.............240

5.3.4设计清洗方案.................242

5.3.5估算清洗设备的容积和面积.............243

5。3。6计算清洗原材料。。。。。。。。。。。。。。。。。。243

5.3.7清洗设备的选型..................247

5.3.8编写质量保证体系文件...............250

5.3.9制定清洗方案...................251

5.3.10设计应急方案................253

5。4中央空调清洗工程实例。。。。。。。。。。。。。。。。。254

5.4.)xx市xx区机关办公大楼中央空调冷凝器的

化学清洗。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。254

5.4.2xxxx大学办公楼中央空调水系统的清洗.261

参考文献

267

第1章中央空调的概念、分类及运行原理

对于中央空调,我们并不陌生,它是日常生产与生活中所应用的一种空气调节、空气处理设备。这里,旨先来概要了解中央空调的分类、结构及工作原理。

1.1空气调节的相关概念

空气调节,是一种用人为的方法处理室内空气的温度、湿度、洁净度和气流速度的技术,可使某些场所获得具有-定温度和一定湿度的空气,以满足使用者及生产过程的要求,改善劳动卫生和室内气候条件。

中央空调,是由一台主机通过风道过风或冷热水管接多个末端的方式来控制不同的房间,以达到室内空气调节目的的空调。

1。2中央空调系统的分类、结构及运行原理

上一节中,我们大致了解r空气调节的相关概念,并对中央空调有了简单的认知。本节中,来简要了解中央空调系统的分类、结构及运行原理。

1.2.1中央空调系统的分类

中央空调系统一般由冷热源部分、空气处理部分、空气输送及分配部分、冷热媒输送和自动控制部分等组成。在工程中,由于空调场所的用途、性质、热湿负荷等方面的要求不同,空调系统可分为许多种类=

2中央空调清洗技术

1.按使用目的分类

(1)舒适性中央空调舒适性中央空调要求温度适宜,环境舒适,对温度、湿度的调节精度无严格要求,多用于住房、办公室、影剧院、商场、体育馆、汽车、船舶、飞机等。

(2)工艺性中央空调工艺性中央空调对温度的调节精度、空气的洁净度要求都较高,多用于电子器件制造车间,精密仪器、计算机机房和生物实验室等。

2.按处理设备的情况分类

(1)集中式空调系统集中式空调系统是指空气处理设备和送、回风机等集中设在空调机房内,通过送、回风管道与被调节的空调场所相连,对空气进行集中处理和分配。

集中式空调系统的优点和缺点见表1-1。

表1-1集中式空调系统的优点和缺点

1)空气处理设备和制冷设备集中布置在机房内.便于集中管理和集中调节

2)过渡季节可充分利用室外新风,减少制冷机运行时间

3)可以严格控制室内温度、湿度和空气洁净度

4)对空调系统可以采取有效的防振消声措施

5)使用寿命长

1)机房面积大,层高释高,风管布置复杂,占用建筑空间较多,安装工作量大,施工周期较长

2)对于房间热湿负荷变化不一致或运行时间不一致的建筑物,系统运行不经济

3)风管系统各支路和风口的风量不易T衡.各房间由风管连接,不易防火

(2)半集中式空调系统半集中式空调系统是指送人空调房间的新风由空调机房集中处理,空调房间内的空气由分散在房间内的装置处理的系统。

第1章屮央空调的概念、分类及运行原理3

半集中式空调系统适用于空气调节房间较多,且各房间要求单独调节的建筑物C

(3)分散式空调系统分散式空调系统是将冷热源和空气处理设备、风机以及自控设备等组装在一起的机组,分别对各被调房间进行调节。这种机组一般设在被调房间或其相邻室内,因此不需要集中空调机房。分散式系统使用灵洁,布置方便,但维修工作量较大,室内卫生条件有时较差。

常用的分散式空调机组有:

1)恒温恒湿机组。它能自动地调节空气的温湿度,维持室内温湿度恒定。

2)普通空调器。有窗式、分体式和柜式空调器等几种形式。它与恒温恒湿机组的差别在于无自动控制和电加热、加湿设备,只是用于房间降温除湿。

3)热泵式空调器。有窗式和柜式等几种形式。该机组夏季用来降温,冬季用来加热。

3.按负担室内热湿负荷所用的工作介质分类

(1)全空气式空调系统全空气式空调系统是指空调房间的室内热湿负荷全部由经过处理的空气来承担的空调系统。它利用空调装置送出风调节室内空气的温度、湿度。由于空气的比热容小,用于吸收室内余热、余湿的空气需求量大,所以这种系统要求的风道截面面积大,占用建筑物空间较多,

(2)全水式空调系统全水式空调系统是指全部由经过处理的水负担室内热湿负荷的系统。它是利用冷冻机处理后的冷冻水(或锅炉制出热水)送往空调房间的风机盘管中对房间的温度、湿度进行调节的。

由于水的比热容及密度比空气大,所以全水式系统的体积较全空气式系统小,能够节省建筑物空间。但它不能够解决房间通风换气的问题。

(3)空气-水式空调系统空气-水式空调系统是指由经过处理的空气和水共同负担室内热湿负荷的系统:该系统典型装置是

4中央空调清洗技术

风机盘管加新风系统。它既可解决全水式系统无法通风换气的困难,又可克服全空气系统要求风道截面面积大、占用建筑空间多的缺点。

(4)制冷剂式系统制冷剂式系统直接以制冷剂作为吸收房间空气热湿负荷的介质。它利用直接蒸发的制冷剂吸热来达到调节室内温度、湿度的目的。

4。按系统风量的调节方式分类

(1)定风量系统普通空调系统的送风量是全年固定不变的,并a按房间最大热湿负荷确定送风量,称为定风量系统。实际上房间热湿负荷不可能经常处于最大值,而是在全年的大部分时间低于最大值。当室内负荷减少时,定风量系统靠提高送风温度来维持室内温度的恒定。这样既浪费热量,又浪费冷

±3。

Mo

(2)变风量系统由于空调房间的负荷是逐时变化的,如果能采用减少送风量(送风参数不变)的方法来保持室内温度不变,则不仅节约了提高送风温度所需的热量,而且还由于处理风量的减少,降低r风机功率电耗以及制冷机的制冷量。这种系统的运行费用相当经济,对于大容量的空调系统尤为显著。

5。按集中式空调系统处理的空气方式分类

(1)循环式空调系统循环式空调系统也称为全封闭式空调系统。循环式空调系统中,空调机组所处理的全部是再循环空气(室内回风),不补充新风。

循环式空调系统能耗小,但由于没有新风补充,因此只适于在无人的环境中使用。

(2)直流式空调系统直流式空调系统中,空调机组所处理的空气全部为新风。空调处理装置送入房间内的空气进行热湿交换后,全部排到室外。

直流式空调系统卫生条件好,但能耗大、经济性差,适用于散发有害气体、不宜使用回风的场所。

(3)一次回风系统一次回风系统中,空调机组所处理的

第1章中央空调的概念、分类及运行原理5

是由新风和循环空气(室内回风)混合的气体。它在空调箱内设有一个新、回风混合室,新风量最小占总风量的10%。-次回风系统应用较为广泛,被大多数中央空调系统所采用。

(4)二次回风系统二次回风系统是在一次回风系统的基础上将室内回风分成两部分分别引入空调箱中,一部分回风在新、回风混合室混合,另一部分进人第二混合室与一次混合室出来后经过处理的气体混合。

二次回风系统较一次回风系统更为经济、节能。

1.2.2中央空调系统的组成及运行原理

1.集中式空调系统

集中式空调系统属于典型的全空气系统,是中央空调工程中最常用的系统之一。

集中式空调系统的结构组成包括以下几个部分。

U)进风部分空调系统必须引人室外空气,常称为“新风”。新风量多少主要由系统的服务用途和卫生要求决定。新风的人口应设置在其周围不受污染影响的建筑物部位。新风口连同新风道、过滤网及新风调节阀等设备,组成空调系统的进风部分。

(2)空气处理设备空气处理设备是对空气进行过滤,以及各种热湿处理、洁净度处理的主要设备=包括空气过滤器、预热器、喷水室、再热器等。

(3)空气输送设备空气输送设备的作用是将经过处理的空气按照预定要求输送到各个空调房间,并从房间内抽回或排出一定量的室内空气。它包括送风机、回风机、风道系统,以及装在风道上的风道调节阀、防火阀、消声器、风机减振器等配件。

(4)空气分配装置空气分配装置的作用是合理地组织室内气流,以保证工作区内有均匀的温度、湿度、气流速度和洁净度。它包括设在空调房间内的各种送风口和回风口。

6中央空调清洗技术

(5)其他设备和装置除了上述四个主要部分以外,集中空调系统还有冷源、热源以及自动控制和检测系统。

2.直流式空调系统

集中式空调系统主要有三种:直流式空调系统、一次回风式空调系统、=次回风式空调系统。这里先来了解直流式空调系统的组成及工作原理。

直流式空调系统全部使用室外新风,空气从百叶栅进人,经

图1-1直流式空调系统

1一百叶栅2—空气过滤器3—预加热器4一前挡水板5—喷水排管及喷嘴6—再加热器7—风机

(1)直流式空调系统的夏季处理过程直流式空调系统的夏季处理过程如下:

室外空气状态为夂,)的新风经空气过滤器过滤后进人喷水室冷却去湿达到机器露点状态£x(/、,<,)(习惯上称相对湿度为90%~95%的空气状态为“机器露点”状态),然后经过再热器加热至所需的送风状态点久(心、,</(,x)送人室内,在空调房间吸热吸湿后达到状态'(/^,d、),然后全部排出室外。整个处理过程可以写为:

„降温,加热ps..

乂+排出室外

上述处理过程在图上的表示如图l-2a所示。

第1章屮央空调的概念、分类及运行原理7

a)

图1-2直流式空调系统空气处理过程a)夏季处理过程b)冬季处理过程

(2)直流式空调系统的冬季处理过程冬季室外空气一般温度低,含湿量小,要把这样的空气处理到送风状态必须进行加热和加湿处理。直流式空调系统的冬季处理过程如下:

室外空气状态为%的新风经空气过滤器过滤后由预加热器等湿加热到%(心;,,</&)点(IF,]应当位于送风状态点机器露点k的等焓线上),然后进人喷水室绝热加湿处理到心点,再从Ld点经再加热器加热至所需的送风状态点送入室内,在空调房间放热达到状态点%后被排出室外。整个处理过程可以写为:

等湿m,绝热,等湿nM°d

—►排出室外

上述处理过程在U图上的表示如图l-2b所示。

3.一次回风式空调系统

回风式空调系统有两种:①一次回风式空调系统,是在喷水室或表面式冷却器前同新风进行混合的空调房间回风;②二次回风式空调系统,是与经过喷水室或表面式冷却器处理之后的空气进行混合的空调房间回风。

一次回风式空调系统如图1-3所示。

8中央空调清洗技术

8

图1-3-次回风式空调系统

1一新风U2—空气过滤器3—电极式预加热器4一表面冷却器5—排水口再加热器7—风机8—精加热器

(1)一次回风系统的夏季处理过程一次回风系统的夏季处理过程如下:

室外空气状态为%(心、,‘的新风与来自空调房间状态为N人h',4;)的回风混合至4,)后进人喷水室冷却去湿达到机器露点状态£x(Ak>,d,J,然后经过再加热器加热至所需的送风状态久(A。、,屯,)送人室内吸热、吸湿,当达到状态N人h、,心,)后部分排出室外,部分进入空气处理系统与室外新鲜空气混合,如此循环。整个处理过程可以写为:

混合:广冷却/等温£一

-排出室外

回风

上述处理过程在U图上的表示如图]4a所示。

一次回风式空调系统在喷水室内处理空气所需的冷量(?。为

Qo=G(/iCs-h、)

式中队——处理室所需冷量(kW);

G-系统送风量(kg/s);

、--混合后空气的熔(kj/kg);

第1章中央空调的概念.分类及运行原理9

\—喷水室后空气状态的焓(kJ/kg)0

图一次回风空调系统空气处坤。过程a)夏季处理过程b)冬季处理过程

(2)一次回风系统的冬季处理过程一次回风系统的冬季处理过程如下:

冬季室外空气状态为么^的新风与室内空气状态为M(hd,么)的回风混合至状态C/、,<„),进人喷水室绝热加湿(喷循环水)到状态点id(\d,<„),再经再加热器加热至送风状态Od(AUd,Ad)送入室内。在室内放热散湿达到室内设计的空气状态点久(、、,</Nd)后,一部分被排出室外,另一部分进人空气处理系统与室外新风混合,如此循环。整个处理过程可以写为:

绝热等湿

d?Fs

排出室外

上述空气处理过程在图上的表示如图14b所示。一次回风系统冬季所需的加热量为

<?i=G(/iOd-ALj)

式中*-----次回风冬季系统所需热量(kW);

G-冬季送风量(kg/s);

10中央空调请洗技术

hOj-冬季送风状态的熔(kj/kg);

/!,,—冬季处理过程中机器露点的焓(kj/kg):

4。二次回风式空调系统

二次回风式空调系统是采用第二次回风代替再加热器,如图

图1-5二次回风式空调系统

1一新风口2—过滤器3—一次回风管4一一次混合室5—喷雾室6—:次冋风管7■-二次混合室8—风机9一电加热器

(1)二次回风空调系统的夏季空气处理过程二次回风空调系统的夏季空气处理过程如下:

夏季室外空气状态为么,)的新风与室内空气状态为;</、,)的第一次回风混合至状态<,),进人喷水室冷却除湿后到机器露点状态4(d'J,然后再与状态为N人h',么,)的第二次回风混合至送风状态O,(A。,,送人空调房间吸热吸湿,当达到状态4,)后部分排出室外,部分进入空气处理系统进行混合,如此循环。整个处理过程可以写

为:

第一次冷却

/混合-'去湿'\第二次-0、」-.\、1一排出室外

T

回风

第1章中央空调的概念、分类及运行原理11

上述处理过程在/w/图上如图1七所示。

图14二次回风空调系统夏季空气处理过程

二次回风空调系统在喷水室内处理空气所需的冷量队为

<?0=(hc-h

式中<?。——处理室所需冷量(kW);

G,—新风与第一次回风的总风量(kg/s);hCt——混合后空气的焓(kj/kg);h、—喷水室后空气的焓(kj/kg)。

(2)二次回风空调系统的冬季处理过程一般而言,冬季送风量与夏季相同。在冬季较寒冷的地区,室外新风与回风按最小新风比混合后,其焓值仍低于送风所需的机器露点的焓值,此时就要用预加热器加热第一次混合后的空气,使其焓值等于A,.d,再送至喷水室绝热加湿,最后与第二次回风混合再加热至送风状态久送人空调房间。整个处理过程可以写为:

加热绝热

排出室外


上述过程可在A-rf图上如图1-7a所示。

12中央空调渚洗技术

a)

b)

[冬H-7S次回风空调系统冬季空气处理过程a)冬季空气处理过程b)严寒空气处理过程

预热器的加热量为

<?i=Gi(/li,J_Acd)

再热器的加热量^为Qi:

如果在严寒地区,就需要采用先加热新风再与第一次冋风混合的系统、这种方法的送风状态%、机器露点状态。与上面相同,不同之处在于预热器的位置和它的加热量。被预热后的新风%与第一次回风混合后的焓值Acd应等于机器露点状态的焓值hljZ这种方案的空气处理过程如图l-7b所示,可以写为:

„,预热

仆d—仆d

、第一次_c绝热

V混合’加湿d\第二次冉热、£

〜-排出室外

回风

预热器的加热量仏为

Q\二Q("%-九wd)

式中Cw——新风风量(kg/s)。

再热器的加热量么为

Q2-G(hOd-hCi)

第1茕中央空调的概念、分类及运行原理13

5.双风道空调系统

双风道空调系统采用两根风管,一根称为冷风风管,另一根称为热风风管:两根风管中的空气设计有各自的参数,在各个房间的送风口前的混合箱内,按房间所需要的空气参数进行混合,使其送风量和送风状态能满足各个房间的需要。

(1)系统结构双风道空调系统一般为一次回风的方式,风管形式为两送一回1双风道空调系统如图1-8所示。

I?)1-8双风道空调系统

1一空气过滤器2—空气冷却器3—挡水板4一■级空气加热器

5—离心式或轴流式风机6—■级空气分配室7—二级空气冷却器8—二级空气加热器9一空气加湿器10—二级空气分配室II-.级送风管12—'级送风管13—诱导管14一'次冋风15—调风门

在双风道空调系统中,加湿器设置在冷风风管上或总风管上。若在热风管上设加湿器,则将导致冬季玻璃窗面的结露。

双风道空调系统混合箱是

一个关键设备,其结构示意图如图1-9所示。

混合箱是用室内温度控制器来改变冷风及热风比例的。它有两种功能:

1)能根据房间负荷变化自动调节冷热风比例,以满足

•14中央空调清洗技术

室内空调参数要求。

2)当其他房间调节冷风与热风的比例时,造成的系统压力变化不至于引起本房间送风量的变化。

混合箱的造价较高,在工程中可采用几个风口,或一个空调区用0个混合箱。

(2)系统工况参数双风道空调系统通常采用的工况参数如下:

冷风温度全年为12~14丈。

夏季热风温度比室温高3T。

冬季热风温度为35~4513过渡季节热风温度为25-35^3热风量占总风量的50%-70%0

6.变风量空调系统

变风量空调系统(VariableAirVolume,简称VAV)的工作原理如图1-10所示。

空调系统变风量末端装_____m_____

置的工作原理如下:J1

当空调送风通过VAVVAV*-«,I

末端时,借助于房间温控

过滤冷却盘管

VAV末端

I预热盘管VAV风机

器,控制末端进风口多个调新节风阀的开闭,以不改变送

风温度、改变送风量的方变风量空调系统的工作原理'法,来适应空调负荷的变化。送风量随着空调负荷的减少相应减少,这样可减少风机和制冷机的动力负荷。

当系统送风量达到最小设定值,仍需要调整室内空气参数时,可直接通过加热器再加热,或起动一台辅助机吸取吊顶中的回风,送人末端机组内,与冷气流混合后一起通过加热器再加热后送人房间,达到维持室内空气参数的目的

7.风机盘管式空调系统

风机盘管式空调系统(简称风机盘管机组)属于空气-水式

第1章中央空调的概念.分类及运行原理15

空调系统,是由风机、盘管、表面式热交换器和过滤器等部件组装成一体的空气调节设备、

(1)风机盘管机组的分类风机盘管机组的分类见表1-2。

表1-2风机盘管机组的分类

分类方法形式说明

按结构形式分类立式暗装时可安装在窗台下,出风口向上或向前;明装时可放在室内任何适宜的位置上,出风口向L:、向前或向斜上方均可

卧式一般要与建筑物结构协调,暗装在建筑结构内部,出风口一般向下或左右偏斜

按安装形式分类明装直接摆放在空调房间内

暗装安装在建筑结构的顶棚屮

按进水方向分类左进水风机盘管的人水口在左侧

右进水风机盘管的人水口在右侧

按调节方式分类风量调节通过调节风机盘管中风机的转速,达到调节风机盘管制冷量的目的

水量调节通过调节风机盘管中风机的水流量,达到调节风机盘管制冷量的目的

(2)风机盘管机组的结构如图1-11所示,风机盘管机组由风机、风机电动机、盘管、空气过滤器、凝水盘和箱体等部件构成。风机盘管在调节方式上,一般采用风量调节、水量调节和旁通风门调节三种调节方式。

1)风机。风机盘管机组的风机有离心式和贯流式两种形式。风机的风量为250~2500m3/h。

2)风机电动机:电动机一般采用单相电容运转式电动机,通过调节输入电压来改变风机电动机的转速,使风机具有高、中、低三挡风量,以实现风量调节的目的。

3)盘管。盘管一般采用的材料为纯铜管,用铝片作其肋片

16中央空调清洗技术

(又称为翅片)。铜管外径一般为10mm,壁厚0.5mm左右,铝片厚度为0.15~0.2mm,片距2-2.3mra左右。

盘管的排数有两排、三排和四排等类型。

图1-11风机盘管的结构示意图a)立式风机盘管b)卧式风机盘管1一控制器2—电动机3、5—箱体4一风机6—盘管7—出风格栅8—凝水盘

4)空气过滤器。空气过滤器一般采用粗孔泡沫塑料、纤维织物或尼龙编织物等材料制作。

(3)风机盘管空调系统的新风供给方式风机盘管空调系统的新风供给方式如图1-12所示。

1)采用房间缝隙自然渗入供给新风。如图l-12a所示,风机盘管处理的只是空调房间中的循环空气。采用此种空气处理方法,可使系统的初投资和运行费用都比较低,但空调房间内空气的卫生要求难以保证。

2)从风机盘管背面墙洞引人新风。如图l-12b所示,将风机盘管靠外墙安装,在外墙上开一适当的洞口,用风道与风机盘

第1章中央空调的概念.分类及运行原珲17

管相连接,从室外侧直接引入新风。在冬夏季按最小新风羞运行,在春秋过渡季节加大新风量的供给。

3)采用独立的新风系统供给新风。如图l-12c、d所示,把来自室外的新风经过处理后,通过送风管道送人各个空调房间,使新风也负担一部分空调负荷=

图1-12风机盘管的四种新风供给方式a)室外渗人新风b)新风从外墙洞口引人c)独立的新风系统(上部送人)d)独立的新风系统送人风机盘管

采用独立的新风供给系统时,做法是将风机盘管的出风口和新风系统的出风口并列,外罩一个整体格栅,如图1-12C所示,使新风与风机盘管的循环风先混合,然后再送人空调房间内。

图l-12d所示的做法是将处理后的新风先送人风机盘管内部,使新风与风机盘管的回风混合后再经过盘管,此时新风与回风混合的效果比机外混合的效果要好,是一种比较理想的空气处理方式。

第2章中央空调系统主要结构部件

在第1章中,我们对中央空调系统的结构组成有了一个大致的r解。总体而言,中央空调系统一般都包括冷热源、冷(热)水系统和空气调节系统等三个基础组成部分。下面我们来对这三个基础部分做具体的了解=

2。1中央空调系统冷、热源

中央空调的工作,在夏季必须要有充足的冷源,在冬季必须要有充足的热源。

2.1.1中央空调系统的冷源和热源

1.冷、热源

(1)冷源中央空调的冷源分为自然冷源和人工冷源。自然冷源主要有地下水或深井水,但其使用受到多方面的限制人工冷源是指通过制冷机获得冷量,目前主要采用人工冷源,

(2)热源中央空调的热源也分为自然的和人工的两种3自然热源指太阳能和地热,它的使用受到自然条件等多方面的限制,因而使用并不普遍。人工热源指通过燃煤、燃气、燃油锅炉或热泵机组等产生热量。目前主要采用人工热源。

2.冷水机组

制冷机组.即把压缩机、辅助设备及附件紧凑地组装在一起、专供各种用冷目的使用的整体式制冷装置,

制冷机组具有结构紧凑、外形美观、配件齐全、制冷系统的流程简单等特点_机组运到现场后只需简单安装.接上水、电即

第2章中央空调系统主要结构部件19

可投入使用、不仅选型设计和安装调试大为简捷,节省占地面积,而且操作管理也方便,在很大程度上提高了设备运行的可靠性、安全性和经济性。因此,在工程设计中应优先选用制冷机组。

采用水作为被冷却介质的制冷机组称为冷水机组。目前,空调工程中应用最多的是蒸汽压缩式冷水机组和溴化锂吸收式冷水机组。

(1)冷水机组的分类冷水机组的分类见表2-1。

表2-1冷水机组的分类

分类方法类型

按压缩机的形中央空调使用的压缩机有活塞式、螺杆式和离心式::种,以活

式分类塞式压缩机为最多

按冷凝器冷却方式分类可分为水冷式、风冷式和蒸发冷却式三种

按能量利用方可分为单冷型、热泵型、热回收型单冷、冰蓄冷双功能型等:常

式分类用的中央空调一般为热泵型

按密封方式分类可分为全封闭式、半封闭式和幵启式三种

按能量补偿方可分为压缩式和吸收式两种。压缩式即利用电力补偿,吸收式

式分类即利用燃料补偿:目前我国使用的空调几乎都为电力补偿式

按热源分类在吸收式空调系统中,按其热源的不同可分为热水泵、蒸汽型和直燃型三种:所使用的燃料有柴油、煤油、汽油和天然气

按制冷剂分类中央空调使用的制冷剂有氟制冷剂(R22、R123和R134a)和氨制冷剂两种:目前使用R22的机型为最多

按冷水出水温度分类可分为JOX:、13*^和15T几种

3.压缩式冷水机组的结构组成及工作原理

(1)结构组成压缩式冷水机组由制冷压缩机、冷凝器、

20中央空调渚洗技术

节流阀和蒸发器四个大部件组成,四大部件通过管道连接成一个封闭的系统3除了这四个部件外,还有一些辅助设备,如油分离器、储油器、空气分离器和紧急泄氨器(氨系统用)、干燥过滤器(氟里昂系统用)等。

(2)制冷原理压缩式冷水机组的制冷原理是:

压缩机将蒸发器内的低温低压制冷剂气体吸人压缩机机体

内,经过压缩机压缩做功,使制冷剂气体的压力和温度都升高,然后进人冷凝器。在冷凝器内,高压高温的制冷剂气体与冷却水或空气进行热交换,把热量传递给冷却水或空气,使制冷剂气体放热而凝结为液体。高压的制冷剂液体再经过节流阀降压后进入蒸发器=在蒸发器内,低压制冷剂气体吸收冷媒水的热量而汽化,同时使冷媒水的温度降低,成为所需制取的冷冻水。蒸发器中汽化形成的低压低温制冷剂气体又被制冷压缩机吸人压缩。

如此周而复始,不断循环,便能连续制出冷冻水。参见图.

2-1。

图2-1单极蒸汽压缩式冷水机组制冷循环原理图1一冷凝器2—节流阀3—蒸发器4一压缩机

4.吸收式冷水机组的结构组成及工作原理

(1)结构组成吸收式冷水机组的基本结构组成如图2-2所

示。

(2)制冷原理吸收式冷水机组也是利用液态制冷剂在一定压力和低温下吸热汽化而达到制冷目的的。

第2章屮央空调系统上要结构部件21

在吸收式制冷装置中,促使制冷剂循环的方式和压缩式制冷装置不同,它是利用二元液体在不同压力和温度下能释放和吸收制冷剂的原料进行循环,它需有制冷剂和吸收剂两种工质,主要消耗热能而不是机械能目前应用的工质对主要有两种:氨(制冷剂)-水(吸收剂)和溴化锂(吸收剂)-水(制冷剂)工质对。参见图2-2。

1


图2-2吸收式冷水机组的基本结构组成1一冷凝器2—发生器3_溶液泵4一液体节流阀5—吸收器6—蒸发器7—节流阀

在此系统中,冷凝器、节流阀、蒸发器中的工作介质是制冷剂,但在吸收器和蒸发器中除了制冷剂外,还有吸收剂。吸收器中的吸收剂吸收蒸发器出来的制冷剂蒸气,吸收后的混合液又经溶液泵加压送到发生器,发生器中通过加热将制冷剂解析出来,吸收剂则回到吸收器中,制冷剂进入冷凝器被冷凝成液体经节流降压后进人蒸发器,吸收被冷却物体的热量后变成蒸气,如此循环不息地制取冷量。

2。1。2压缩式冷水机组

这里,我们就几种压缩式冷水机组的结构组成、分类及典型制冷流程做一具体的了解。

22中央空调清洗技术

1.活塞式冷水机组

(1)结构组成冷水机组中以活塞式压缩机为主机的称为活塞式冷水机组。它是将活塞式压缩机、蒸发器、冷凝器和节流机构、电控柜等设备组装在一个基座上,其内部连接管已在制造厂完成装配,用户只需在现场连接电气线路和外接水管即可投人运行。制冷剂一般采用氟里昂,目前常用R22。

(2)分类活塞式冷水机组的分类见表2-2。

表2-2活塞式冷水机组的分类

分类方法类型

按冷凝器的冷却介质分类可分为水冷式和风冷式两种。目前国产活塞式水冷机组多为水冷式,水冷机组按总体结构形式可分为普通型和模块型两种:制冷循环均为单极压缩制冷

按压缩机的结构形可分为开启式活塞压缩机、半封闭式活塞压缩机和全封闭

式分类式活塞压缩机

按机组的功能分类可分为单冷型、热泵型和热回收型

(3)外形及典型制冷流程

1)外形。活塞式水冷型冷水机组的外形如图2-3所示。

2)典型制冷流程。活塞式水冷型冷水机组主机有开启式、

第2章中央空调系统主要结构部件23

半封闭式和全封闭式,主机由单台压缩机组成,也有由多台压缩机组成,多台压缩机组成的机组多采用两个独立的制冷回路,当一组发生故障或保护装置跳脱时,另一组仍能继续运行。冷凝器为水冷卧式壳管式,冷却管多采用低肋滚压螺纹管,冷却水在管内流动,制冷剂蒸气在管外凝结。冷凝器筒体冷却水进、出管接口为下进上出。冷凝器筒体上装有高压安全阀,当冷凝压力超过设定值时,安全阀起跳,使冷凝器压力下降,从而保证机组安全运行。参见图24。

图24活塞式水冷型冷水机组典型流程图1一活塞式压缩机2—冷凝器3—气液热交换器4-干燥过滤器5—电磁阀6—热力膨胀阀7—干式蒸发器8—冷却水泵9一橡胶软接头10—水过滤器11-蝶阀12—止回阀13—冷水泵14一压力表15-温度计16—膨胀水箱17—空调末端装置18—冷却塔19一流量开关

蒸发器为干式壳管式,传热管采用内外带翅片的高效传热管,R22在管内汽化,冷水在管外被冷却。为保证压缩机的干压行程,机组中设有气液热交换器3,低压氟里昂气体进人压缩机1,经压缩后,进入冷凝器2,蒸气冷凝成液体,进入气液热交换器3,被来自蒸发器的低压蒸气进一步过冷,过冷后的液体,经干燥过滤器4、电磁阀5,并在热力膨胀阀6内节流到蒸发压力后进入蒸发器,R22液体在蒸发器7内汽化,吸收冷水的热量

24中央空调清洗技术

后经气液热交换器3,被来自冷凝器的高温液体加热,重新进人压缩机,如此不断地循环。

冷水机组上一般装有电控柜和微电脑,设有安全、自动保护和自动调节装置,对冷水水温可进行调控,机组故障可显示、可自动诊断,对多机头机组,压缩机可自动轮流起动,机组参数和运行时间可进行显示和自动存储。安全保护装置有冷却水断水、油压、冷水低温防冻、缺相、欠电压、过载保护,压缩机内有温度保护等。

2.离心式冷水机组

(1)结构组成采用离心式压缩机为主机的冷水机组,称为离心式冷水机组。离心式冷水机组一般由离心式制冷压缩机、壳管式冷凝器和蒸发器以及辅助设备和自动安全保护装置等组成。

离心式制冷压缩机是一种速度型压缩机,它通过高速下旋转的叶轮对气体做功,使其流速增加,然后通过扩压器使气体减速,将气体的动能转化为压力能,这样使气体的压力得到提高。

离心式制冷机组大多用于大型空调系统的制冷站。

(2)分类离心式冷水机组的分类见表2-3。

表2-3离心式冷水机组的分类

分类方法类型

按机组组合形式分类可分为组装型和分散型

按压缩机与主电动机连接方式分类可分为开启式和封闭式(半封闭、全封闭)

按蒸发器和冷凝器的组装方式分类可分为单筒式、双筒式(双筒竖放、双筒水平放)

按压缩机级数分类有单极、双极、三极

按驱动方式分类有蒸汽轮机、燃气轮机、电动机(低压电380V、高压电4000~6000V)

按冷凝器的冷凝方式分类有水冷式和风冷式

第2章屮央空调系统主耍结构部件25

(3)典型制冷流程离心式冷水机组的冷凝器和蒸发器均为卧式壳管式,并采用滚轧低翅片铜管以增加氟里昂的传热面积,提高传热效率。如图2-5所示,为19XRT型离心式冷水机组系统制冷流程图3

阁2-519XRT型离心式冷水机组系统制冷流程图

----机组工艺管道。。电线

1一导叶2—压缩机3—电动机4—膨胀机5—过滤器6—主阀7—旁通阀8—浮球阀室9■-液体过冷器W—冷凝器!1_蒸发器

工作时,蒸发器内低温低压的制冷剂蒸气经吸气阀被压缩机吸人,经离心压缩机升温升压后送入冷凝器,并在冷凝器中冷凝成液体:由于冷凝器与蒸发器之间有一定压差,冷凝后的制冷剂液体经高压浮球阀节流减压后进人蒸发器底部,并在蒸发器中汽化_汽化时吸人冷冻水的热量,使冷冻水得到冷却而实现制冷。

由于离心式压缩机的制冷系统比较庞大,管路也比较复杂,不能用离心压缩机本身对系统进行压力试漏、抽真空和对系统中

26中央空调淸洗技术

的空气进行排出及制冷剂的回收等,故用制冷剂回收装置,它的作用是可以代替真空泵对制冷系统抽真空,在没有高压气源的情况下可作为机组充压试漏的气源,用于排出泄漏到系统的空气和回收混合气体中的制冷剂,这是回收装置的主要功能、

离心式冷水机组有单独的液压润滑系统:它由油泵、电动机、油冷却器、油过滤器、油压调节阀、油箱等组成,油泵电动机浸在冷冻机油内。油泵出口的润滑油主要是润滑和冷却压缩机的轴承、减速器齿轮和轴承以及压缩机电动机的轴承等。

3。螺杆式冷水机组

(1)结构组成螺杆式压缩机是一种回转式的容积式气体压缩机。螺杆式冷水机组-般由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、油分离器以及自控元件和仪表等组成。

(2)分类螺杆式冷水机组的分类见表24、

表24螺杆式冷水机组的分类

分类方法类型

按压缩机的内结构形式分类町分为单螺杆式仄缩机和双螺杆式压缩机

按压缩机的外结构形式分类口了分为立式和卧式圧缩机

按电动机连接结构形式分类可分为开启式、半开启式和封闭式螺杆压缩机

按冷凝器的冷凝方式分类可分为水冷式和风冷式

按用途分类可分为单冷型和热泵型

(3)典型制冷流程如图24所示,为螺杆式冷水机组的典型制冷流程图。

螺杆式冷水机组有多种形式。根据采用压缩机的台数不同,可分为单机头和多机头机组;根据机组的使用目的不同可分为单冷型和热泵型机组,这些机组各有特点。

1)水冷式机组

①单机头螺杆式冷水机组。单机头螺杆式冷水机组是传统形

第2章中央空调系统主要结构部件27

式,其制冷范围为120~1300kW。它是由螺杆压缩机、蒸发器、冷凝器、油分离器、控制箱、起动柜等主要部件组成。其主要工作原理如下。

4压缩机



电动机1


冷却水出水I

---.

I

冷却水进水I

I

冷水进本:冷zf岀水

一冷凝器-

十燥过滤器4蒸发器

油分配器

-O,

±

f-——油分离器-

界流阀电磁阀

油精过滤器


h

图2>6螺杆式冷水机组的典型制冷流程图

A.制冷循环:根据能量调节阀的位置,压缩机按一定比例从蒸发器中吸人制冷剂蒸气,压缩机的吸人降低T蒸发器中的压力,使留存的制冷剂在低温下汽化,制冷剂汽化所需的热量来自蒸发器管中流动的水。被吸收了热量的水温度降低后送入空调系统。制冷剂吸收水的热量后变成制冷剂蒸气进入压缩机。经压缩后,制冷剂的温度提高,使排出的制冷剂蒸气温度高于冷凝器中冷却水的温度,因此.制冷剂蒸气将热量排放给冷却水后变为液体,,液体制冷剂经过过冷器和节流阀进人蒸发器,继续进行循环3

B.电动机冷却循环:电动机冷却循环是依靠来自冷凝器底部的液态制冷剂,其流动是依靠电动机运转产生的压差。制冷机通过截止阀、干燥过滤器和视镜,经过电动机孔板后进人电动

28中央空调清洗技术

机=电动机孔板的功能是控制流到转子和轴向排气口之间的制冷剂量。制冷剂在电动机壳体的底部聚集起来,通过电动机冷却排液口流到蒸发器内。

单机头机组主要应用在负载较为稳定、机组常年运行的场合,或在大中型空调中与离心式机组配合使用。

②多机头螺杆式冷水机组。多机头螺杆式冷水机组的适用冷量范围为240~1500kWSl

多机头机组主要特点如下:

A。可以根据负载需要调节运行压缩机台数,能大大提高冷水机组在部分负荷下运行的效率。B。对于部分使用多回路设计的机组,在某一回路需维修保养时,其他回路仍可正常运行,提高部分负荷制冷量,大大方便了用户:C。相对于单机头机组,多机头机组由于使用的压缩机容量小,故机组满负荷效率相对较

低3

2)风冷式冷水机组。风冷式冷水机组工作流程与水冷机组大致相同,所不同的是水冷式机组的冷凝器采用壳管式换热器,而风冷式机组的冷凝器采用翅片式换热器=

风冷式冷水机组的特点如下:

①冷水机组的效率与冷凝温度有关,水冷式机组冷凝温度决定于室外湿球温度,对于湿球温度变化不大且较低的地方较适用=风冷式机组冷凝温度决定于室外干球温度,在室外干球温度下降时,可大幅度降低耗电量,故风冷式机组在南方地区应用相当广泛。

②风冷式机组不需配水泵、冷却塔,不需冷却塔补水,水系统清洁,使用方便3在缺水地区,超高层建筑、环境要求较高的场合,也具有优势。

③在满负荷状态下,风冷机组耗电量大于水冷机组,但由于在室外干球温度下降时,耗电量可大大降低,研究表明,总的来看风冷式机组全年耗电量并不比水冷式机组高多少。加上水冷机组在设备保养方面的费用较风冷高,风冷机组费用可能还低于水

第2章屮央空调系统i:要结构部件29

冷机组、

3)风冷热泵式冷热水机组:风冷热泵式冷热水机组的优点是安装使用方便,省却了复杂的冷却水系统和锅炉加热系统,具有夏季供冷水和冬季供热水的双重功能。由于空气作为热源和冷源,可以大大节约用水,也避免了水源水质的污染。将风冷热泵式冷热水机组放在建筑物顶层或室外平台即可工作,省却了专用的制冷机房和锅炉房。但风冷热泵机组由于采用翅片式换热器,体积较大;另外由于空气中含有水分,空气侧表面温度低于01时。翅片表面会结霜,结霜后传热能力就会下降,使制热量减少,所以风冷式热泵机组在制热工况下工作时,要定期除霜。

4.漩涡式制冷机组

漩涡式制冷压缩机是目前比较先进的一种技术。

漩涡式制冷压缩机与往复式制冷压缩机相比,具有效率高5%~6%、噪声低3~5dB(A)、零部件少80%、重量轻4()%、体积小49%、节约能耗5%~6%、振动小等特点。

漩涡式制冷压缩机主要由漩涡转子、漩涡定子、电动机转子、电动机定子、偏心轴、主轴承、润滑部件及机壳等组成2.1.3吸收式冷水机组

吸收式冷水机组按应用的工质可分为溴化锂吸收式冷水机组和氨水吸收式冷水机组:

1.溴化锂吸收式冷水机组

(1)分类溴化锂吸收式冷水机组的分类见表2-5

表2-5溴化锂吸收式冷水机组的分类

分类方法丨

类型

按使用的能源分类

蒸汽型

使用蒸汽作为驱动能源。有单效型和双效型两类。单效型工作蒸汽压力为0。03~0。06Mf>a(表)。《效型工作蒸汽压力一般为0。4-0。8MPa(表)

30中央空调清洗技术

(续)

分类方法类型说明

按使用的能源分类热水型使用热水为热源的溴化锂机组,可以用工业余热、废热.地热热水,太阳能热水为热源热水型可分为单效热水型和双效热水型:单效型机组热水的温度为85〜150r,双效型热水温度为150〜200(

直燃型-般以油、气等可燃物质为燃料。一般为冷热水机组。不仅能够制冷,而且可以采暖及提供卫生热水。直燃型可分为燃油型、燃气型和双燃料等

太阳能羽利用太阳能集热装置获取能量。有直接加热方式和利用集热器先加热热水,然后再送入发生器内加热溶液的方法。后者加热形式与热水型机组相同。

根据丄作循环的形式分类制冷循环型制冷循环型机组即通常所说的冷水机组,只能制取冷冻水

制冷、制热循环型制冷、制热循环型机组即冷热水机组,就是将溴化锂机组、锅炉茛接吸收式机组配套,组成直燃机组,进行制冷或制热循环其具釘燃料广、不需要另外配套锅炉和锅炉房、制冷与采暖及提供卫生热水(三用)等特点

(2)制冷原理溴化锂吸收式制冷原理同蒸气压缩机制冷原理相同,都是利用液态制冷剂在低温、低压条件下,蒸发、汽化吸收载冷剂的热负荷,产生制冷效应。不同的是,溴化锂吸收式制冷是利用“溴化锂-水”组成的二元液体为工质对完成制冷循环的。

在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质对中,水是制冷剂,水在真空(绝对压力为934.6Pa)状态下蒸发,具有较低的蒸发温度(6T),从而吸收载冷剂的热负荷,使之温度降低,源源不断地输出低温载冷剂(水)。工质对中溴化锂水溶液则是吸收剂,可在常温和低温下强烈地吸收水蒸气,但在高温下又能

第2章中央空调系统夂要结构部件31

将其吸收的水分释放出来。制冷剂在二元工质对中,不断地被吸收或释放出来。吸收和释放周而复始,不断循环,因此,蒸发制冷循环也连续不断。制冷过程需要的热能可从蒸汽以及地下热水(50T以上)中获得,也可利用余热、废热。在燃油或天然气充足的地方,可利用直燃式溴化锂吸收式冷水机组制取低温水。这些特征充分表现出溴冷机良好的经济性能,促进了溴冷机的发展。

(3)单效溴化锂吸收式制冷机组的结构组成及制冷循环原理

1)结构组成。单效溴化锂吸收式制冷循环系统基本由五个换热器组成,即发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和热交换器。

2)制冷循环原理:如图2-7所示为单效溴化锂吸收式制冷循环流程图。

阁2-7单效溴化锂吸收式制冷循环流程图I一吸收器2—发生器泵3、7—节流阀4一溶液热交换器5—发生器6—冷凝器8—蒸发器

32中央空调清洗技术

此流程可以看作是两个循环组合而成的,左侧为制冷剂循环,与压缩式制冷循环相同,右侧是溶液循环,是吸收式制冷特有的循环(图中虚线为虚设的分界线)。

左侧的制冷剂循环,由冷凝器、节流阀和蒸发器组成,制冷剂是水:在发生器中产生的较高压力的过热蒸汽(比吸收器中的压力高,但低于大气压)进人冷凝器,被冷却介质冷却成饱和水;然后经过节流阀节流降压,其状态变为湿蒸汽,即大部分是低温饱和状态的液体水和少量饱和蒸汽的混合物;其中的低温饱和水在蒸发器中吸热汽化而产生冷效应,使被冷却对象降温,蒸发器中汽化的水蒸气被吸收器中的浓溶液吸收。

右侧的溶液循环,由发生器、吸收器、溶液泵和溶液热交换器组成。在吸收器中,来自发生器的浓溶液具有较强的吸收能力,吸收来自蒸发器的低压水蒸气,变成稀溶液:稀溶液被溶液泵加压,经溶液热交换器被浓溶液加热后送人发生器;在发生器中被加热介质(如加热蒸汽、热水等)加热而沸腾,稀溶液中的制冷剂蒸汽离开发生器进入冷凝器,稀溶液浓缩为浓溶液;浓溶液经溶液热交换器进入吸收器继续吸收蒸发器来的冷剂水蒸气-溶液循环中采用热交换器的目的是为了节能,因为稀溶液要进人发生器加热汽化,浓溶液进人吸收器要降温产生吸收能力,两者进行热交换,从而起到节能的目的。吸收器中设有冷却管,由十吸收过程是放热过程,需要冷却介质如冷却水带走吸收热。

(4)双效溴化锂吸收式制冷循环原理双效溴化锂吸收式制冷循环的形式较多,下面就串联流程和并联流程分别进行介绍,

1)串联流程。如图2-8所示为串联流程,它与单效型的区别是增加了一个高压发生器和一个高温热交换器:,

其制冷循环原理如下:

稀溶液经溶液泵加压,先后进入低温热交换器和高温热交换器,再进入高压发生器;在高压发生器内.稀溶液被加热浓缩成

第2章屮央空调系统t要结构部件33

中间浓度的溶液,解析出来的高温水蒸气作为低压发生器中的加热热源:同时。中间浓度的溶液经高温热交换器放热降温后进入低压发生器;在低压发生器中,高压发生器产生的冷剂蒸汽加热中间浓度的溶液,使其进一步浓缩成为浓溶液,产生的冷剂蒸汽进入冷凝器,同时,起加热作用的冷剂蒸汽凝结成液体水进人冷凝器;浓溶液则经过低温热交换器进人吸收器,吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽。制冷剂在冷凝器、蒸发器中的状态变化过程与单效型的过程相同。

在这个流程中,稀溶液先后进入高压发生器和低压发生器被浓缩,故称为串联流程。同时,加热热能被利用了两次,因此称为双效型。


冷水出

8


冷却水lit冷却水进

I

1^12-8串联流程

1一吸收器2—发1•.器汆3.7—汗流阀4一低温热交换器5—低压发生器6—冷凝器8—蒸发器9一高温热交换器10-高;K发生器

2)并联流程如图2-9所示为并联流程,

从图2-9中可以看出,其采用的没备和串联形式的相同,但

稀溶液分别进入高压发生器和低压发生器被浓缩成浓溶液,因此

34中央空调沾洗技术

称之为并联流程。

并联流程与串联流程相比,热力系数较高,但操作复杂。

图2-9并联流程

1一吸收器2—发't器泵3、7-节流阀4一低温热交换器5—低D;发生器6—冷凝器8—蒸发器9一高温热交换器10—高圧发生器

(5)直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的结构组成及工作原理

1)结构组成。直燃型溴化锂吸收式冷热水机组和蒸气型溴冷机一样,也是由各种换热器组成,包括:高压发生器,低压发生器,冷凝器,蒸发器,吸收器,高、低温热交换器和热水器。

2)工作原理。直燃型机组依靠燃油和燃气直接燃烧发热作为热源,省去了锅炉等设备,能够提供冷水和热水,广泛地应用于宾馆、会堂、商场、体育场馆、办公大楼、影剧院等无余热、废热可利用的中央空调系统。

如图2-10所示为直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的流程

图。

第2章中央空调系统R要结构部件35

冷却水

1

II10冷却水*98、•

□小闻溶液ES却水E3冷水[□浓溶液a秘溶液H冷剂水

a)

87

匚二!热水EZZ1屮问溶液匚二]稀溶液■■冷糾水

阁2-10fl燃型溴化抨吸收式冷热水机组的流程图a)制冷循环b)采暖循环

1~蒸发器2—吸收器3—冷凝器4一低压发生器5—卨压发生器6—燃烧器7—高温热交换器8-低温热交换器9一自由抽气装置10—溶液泵II一冷剂泵

其内部结构和双效溴化锂吸收式制冷机有相似之处,主要区别是高压发生器是单独设置,内部装有燃烧器,直接用火焰加热

36中央空调清洗技术

稀溶液、其机组是冷热水机组,其上有切换阀门,用来改变机组的工作状态,实现提供冷热水的目的。其主体为双筒型,上部为冷凝器和低压发生器组合筒体,下部为蒸发器和吸收器组合筒体,另外设有高温热交换器、低温热交换器和预热器,同样也设有发生器泵、吸收器泵和蒸发器泵。

①制冷循环。图2-10a为夏季空调提供冷媒水的制冷循环。

A、B、C阀门关闭,吸收器底部的稀溶液经发生器泵加压后经低温、高温热交换器进人高压发生器,在高压发生器5中,燃烧器燃烧燃料加热稀溶液,产生冷剂水蒸气;蒸气进人低压发生器4,加热来自低温热交换器8中的稀溶液,蒸汽凝结成冷剂水进人冷凝器,同时,发生的冷剂水蒸气经挡水板进人冷凝器3;冷凝器中,蒸汽凝结成液体冷剂水积聚在水盘中。高压的冷剂水经U形管降压后进入蒸发器1的液囊中,由蒸发器泵加压后在蒸发器中喷淋,在汽化过程中吸收冷媒水的热量而使之降温,冷媒水被冷却。蒸发产生的低温冷剂蒸气在吸收器2中被浓溶液吸收,浓溶液稀释成稀溶液。吸收器底部的稀溶液被发生器泵加压再被送人高压发生器。

上述过程循环不断。冷却水先进人吸收器带走吸收热,再进A■冷凝器带走高温冷剂水蒸气的冷凝热。

②制热循环。图2-10b为冬季空调提供热水的采暖循环。A、

B、C阀门开启,不通冷却水。高压发生器产生的高温冷剂水蒸气直接进人蒸发器,加热蒸发器内流经传热管的热水,达到提供热水的0的_.凝结的冷剂水通过阀门流到吸收器底部;高压发生器中浓缩的浓溶液直接进入吸收器,在其中浓溶液与冷剂水混合成稀溶液。机组进行采暖循环运行时,低压发生器、冷凝器、吸收器均不工作、

这种冷热水机组采用一套冷媒水管路系统,夏季供冷,冬季采暖,一机两用,使得整个中央空调的设备和系统大为简化,可减少初投资,特别适用于用电紧张、燃料价格合理的地区。

(6)热水型溴化锂吸收式冷水机组的结构组成、分类及工

第2章屮央空调系统主耍结构部件37

作原理

1)结构组成。热水型溴化锂吸收式冷水机组是以工作热水为热源,利用吸收式制冷原理,制取低温冷水的制冷机组。

热水型溴冷机的冷凝器、蒸发器、吸收器在结构上与蒸气型溴冷机相同。但低温热水型、双极热水型机组的发生器一般采用喷淋式。

2)分类。热水型溴化锂吸收式冷水机组的分类见表2>6。

表24热水型溴化锂吸收式冷水机组的分类

分类方法类型

按热水温度的高低分类可分为髙温热水咽和低温热水型

按循环的流程分类可分为单极热水型和双极热水型

按能源利用的程度分类nl分为单效型、双效型和多效型

按发生器采用的材料分类可分为热管型和普通型

3)制冷原理:双效单极型的高温热水型机组除高压发生器与普通的蒸气型的双效型机组结构上有些不同外,其余部分均相同:

单效单极型的低温热水型机组除发生器结构与普通蒸气单效机组有些不同外,其余部分基本相同=

4)优越性。热水溴冷机除具有耗电少、无环境污染、运行范围宽、振动小、噪声低等一般溴化锂冷水机的特点外,还具有以下显著的优越性:

①可利用余热、废热、地热能及太阳能低品位热能,节能效果极大,因而运行费用大为降低。

②热水采暖比蒸汽采暖具有明显的优越性,热水型溴化锂冷水机与之配套可使其优越性得到进一步发挥,且可提高设备的利用效率。

③可减少废热排放对环境造成的热污染,为能源的综合利用创造条件:

④当采用低温热源时,由于不像压力能转换为动能时会产生较大的能量转换损失,故即使在温度小幅下降及输出功率较小的

38中央空调清洗技术

情况F,其效率不仅不降低反而会增加:

⑤冷量调节简单方便,变工况范围大,可利用20T左右的

海水或河水作为冷却水,除可作为房间空调降温和工艺过程降温外,还可以作为船用空调:

2.氨水吸收式冷水机组

氨水吸收式制冷机,其工质为氨-水溶液(氨为制冷剂,它在大气压下沸点为-33。41,水为吸收剂,它在大气压卜'沸点为100T),它的制冷温度在-45~+11范围内,多用沪工艺生产过程中的冷源,中央空调系统中较少使用

(1)结构组成氨水吸收式制冷循环系统主要由精馏塔(又称发生器〉、冷凝器,蒸发器、吸收器、节流阀、溶液呆、溶液热交换器和过冷器等组成。

(2)分类。氨水吸收式制冷机组分为单极制冷和两极发牛.、两极吸收氨吸收式制冷机组,,

(3)工作原理如图2-11所示,为单极氨吸收式制冷机组

第2章中央空调系统J-:要结构部件39

氨溶液在溶液泵中加压后,经溶液热交换器加热后送入精馏塔(又称发生器)中。进人精馏塔的溶液被加热到饱和状态,在等压条件下蒸发变稀,温度升高1再经过精溜塔内提馏段的提馏和精溜段的精溜作用,使浓度提高,温度相应降低,经回流冷凝器从精馏塔顶出来,进人冷凝器冷凝成氨液。氨液经过冷凝过冷,再经节流阀节流降到蒸发压力,形成湿气体进人蒸发器=在蒸发器内吸收热量变成氨气后,被经过冷凝器的氨气加热,进人吸收器,再一次送人溶液泵。如此周而复始地完成制冷循环过程:2。1。4水源热泵机组

热泵是一种利用制冷原理将热量从低温热源(例如空气、水或大地)传递给接收热量的高温介质(如水、空气)中的供暖和制冷技术。热泵与制冷机的工作原理和过程是完全相同的,热泵与制冷机在名称上的差别只是反映r在应用目的上的不同:如果以得到高温的热量为主要目的,则一般称为热泵,反之则称为制冷机。

根据热泵供热时所采用的低品位热源不同可分为:空气源热泵(也称风冷热泵)和水源热泵_前面的章节中,我们已经r解了风冷热泵的一些特性,这里重点了解一下水源热泵。

1.分类及特点

根据所使用的水源不同,•水源热泵可分为地表水源热泵、地下水源热泵和水环热泵。

(1)地表水源热泵地表水源热泵是指利用江、河。湖、海的水作为热泵机组的热源或热汇:根据热泵机组与地表水连接方式的不同,可将地表水源热泵分为开式地表水源热泵系统和闭式地表水源热泵系统。

地表水源热泉的特点与空气源热泵类似,即机组的制冷量和制热量随着室外气候的变化而变化:另外,若采用地表水源热泵就需要大量的自然水体。这就使地表水源热泵的使用受到一定的限制、

40中央空调清洗技术

(2)地下水源热泵地下水源热泵是指利用地下水作为热泵的热源或热汇。地下水源热泵具有高效节能、系统运行稳定可靠、一机多用、应用范围广等优点:它有开式系统和闭式系统两种形式=

1)开式系统。开式系统是指通过潜水泵将抽取的地下水直接送人热泵机组。这种形式的系统管路连接简单,初投资低,但由于地下水含杂质较多,当热泵机组采用板式换热器时,设备容易堵塞。另外,由于地下水所含的成分较复杂,易对管路及设备产生腐蚀和结垢,因此,在使用开式系统时,应采取相应的措施。

2)闭式系统。闭式系统是指通过一个板式换热器将地下水和建筑物内的水系统隔绝开来3

(3)水环热栗水环热泵空调系统是#种热回收的空调系统,它可以从建筑物内区回收热量用于外区,并且可以实现同时供冷和供热,从而使系统内部实现能量平衡,减少冷却塔和加热设备的运行时间,达到节能的目的。

水环热泵系统的主要特点如下:

1)由于水环热泵系统充分利用了建筑物内区的热量,因此节约了能源。

2)系统设备分散布置,故系统不需要集中的制冷机房和空调机房,节省了机房占地面积。

3)可以安装独立的电表,分户计量,便于管理。

4)系统只需安装水管,管路简单、安装方便。

5)可同时对不同房间供冷和供热,调节灵活,可满足各种用户需要。

6)运行费用低。

7)过渡季不能最大限度地利用新风,机组暗装给维修带来

不便

2.结构组成

(1)水环热泵系统组成水环热泵空调系统是由许多并联的水源热泵机组加上双管封闭式环流管路组成,典型的水环热泵

第2章中央空调系统t要结构部件41

图2-12典型的水环热泵空调系统系统主要部件有:

1)排热设备一冷却塔和水一水换热器或闭式蒸发冷却塔,

2)供热设备一各式热交换器或锅炉

3)膨账水箱、补水装置和排气阀。

4)水源热泵机组:

5)循环水泵。

6)蓄热水箱及其他辅助设备、

夏季机组运转时,全部或大多数机组为供冷.热量通过循环水由冷却塔排至室外,水环路温度-_般保持在32T以下:冬季运转时,全部或大多数机组为供热.热量从循环水中吸收,由加热没备(锅炉或其他热源)补给,水环路温度一般保持在16T以上。春秋季运转时,当所有机组有40%供冷和60%供热时,水循环系统接近平衡,无需开启加热设备或冷却设备,系统水温

42中央空调清洗技术

保持在16~32丈之间。

(2)地下水源热泵系统的结构组成地T■水源热泵系统有幵式地下水系统和闭式地下水系统。

1)开式地下水系统。开式地下水系统将地下水通过潜水泵直接供给水一水热泵机组或多台并联连接的热泵,吸收了房间的热量(或放出热量)后排人地表或回灌井中。系统定压由潜水泵和隔膜式膨胀罐来完成。在供水管上设置电磁阀或电动阀可以控制供给系统的地下水的流量

对于使用开式地下水系统的热泵或水一水热泵机组,要考虑到腐蚀问题,建议机组换热器使用铜镇合金热交换器。

使用开式地下水热泵系统时应具备以下几个条件:

①地下水水量充足,水质好。

②具有较高的稳定水位。

③建筑物高度低(降低潜水泵能量消耗)。

2)闭式地下水系统。在闭式地下水系统中,使用板式热交换器把地下水和热泵机组水系统隔开。系统所用的地下水由单个或多个井提供,经过板式换热器与热泵机组的水系统换热,然后排向地表或者排人地下回灌井。由于地下水不进人热泵机组,因此避免了机组的腐蚀

2。2中央空调水系统及设备

中央空调水系统一般包括冷却水系统和冷冻水系统两个部分。冷却水是冷却塔的循环水,用于制冷主机散热冷凝用;冷冻水是低温水,用于室内降温。

2.2.1冷却水系统及设备

1.冷却水系统冷却原理及形式

(1)冷却水系统的冷却原理如图2-13所示为循环冷却水系统图。

第2章中央空调系统主要结构部件43

冷却塔

\、/K/1\/K/K

……__■;|L少卜水

冷水机组—」

图2-13循环冷却水系统图

图2-13中,从冷却塔来的较低温度的冷却水(通常为32^C)经冷却泵加压后送人冷水机组,带走冷凝器的热量。高温的冷却回水(通常设汁为37T)重新送到冷却塔上喷淋.由于冷却塔风扇的转动,使冷却水在喷淋下落过程中,不断与室外空气发生热湿交换而冷却,冷却后的水落入冷却塔积水盘屮,又重新送人冷却水机组而完成冷却水循环。

(2)冷却水系统的形式中央空调冷却水系统--般分为两类,即直流式供水系统和循环式供水系统。

直流式供水系统适用于水源水量特别充足的地区,例如以江、河、湖、海的水源作为冷却水,城市自来水则不应选用,而且它一般用于采用立式冷凝器的供冷系统。

循环式供水系统是将来自冷凝器的冷却水通过冷却塔或冷却水池冷却后循环使用,在使用过程中只需要少量的补充水,但需增设冷却塔和水泵等。供水系统比较复杂,常在水源水量较小、水温较高时采用,它在目前空调系统屮应用最多。

常用冷却水系统的分类见表2-7,

2。冷却塔

冷却塔的作用就是通过接触散热、辐射热交换以及蒸发散热而降低水温。

(1)分类冷却塔的分类见表2_83

44中央空调消洗技术

表2-7常用冷却水系统的分类

类甩水源适用条件

直流式系统河水冷却系统地表水(河、湖等)地面水源充足.大型冷冻站用水量大,没计循环冷却水系统不经济时采用

井水冷却系统地K水(深井水)附近地下水源丰富.水温较低(15°C以下)

自來水冷却系统自来水冷却水用量小,用水点分散

循环式系统自然通风循环冷却系统(冷却塔或冷却水池)來水补充3地卜'水源水量不足N/C候条件适Yi:.采用循环冷却系统比较经济时

机械循环冷却系统(机贼通风冷却塔)自来水补充当地K水源水量不足,气温较高,湿度较大,自然通风冷却不能达到要求时

表24冷却塔的分类

分类方法类型

按通风方式分类有自然通风式和机械通风式等

按塔中水与空气的相对流动方向分炎有逆流式和横流式

按外观分类有圆形和方形,如图2-14所示

按材料分类有玻璃钢、钢筋混凝上等

制冷空调系统中常使用机械通风的逆流或横流式冷却塔。

(2)结构组成冷却塔主要由塔体、填料、进风窗、布水器、引风设备等构成。

1)塔体塔体由上塔体和下塔体组成塔体用于连接及支撑冷却塔内的各个部件;为降低噪声,在上塔体出口安装有带吸声材料的吸声隔栅.在下塔体进风口安装有带吸声材料的屏蔽:塔体材料-<采用聚酯玻璃钢。

第2章屮央空调系统主要结构部件45

图2-14冷却塔结构示意图a)圆形冷却塔b)方形冷却塔

1一电动机2—风机3—•布水器4一填料5—塔体6—进风叶片7—水槽水盘8—进水管9—溢流管10_出水管II一补水管12—支架13—出风U网罩14—风叶减速器15—排水管

2)填料。填料采用改性PVC材料或聚丙烯材料制成,作用是将进人冷却塔的水分溅散成水扇或形成水膜,增加水与空气的接触时间及面积,使水得到较好的冷却。

3)进风窗:进风窗由百叶窗和导风板组成,目的是使空气均匀分布于冷却塔的整个截面上:

4)布水器。布水器的目的是使热水均匀洒在冷却塔的填料上。

5)引风设备。在强制通风冷却塔中一般安装有引风设备i引风设备是一种低噪声铝合金宽叶轴流风扇。风壁大,效率高:

在塔体最下部布有水槽,汇集由填料落下的冷却水,用来储存及调节水量,水槽下部有排污管,水槽上部有补水管和溢流管。

46屮央空调清洗技术

3。冷却水循环泵

用于空调水系统的水泵,一般多为离心水泵和管道泵,:.

(1)离心水泵离心水泵是叶片式泵,按轴的位置不同可

分为卧式与立式两大类;根据泵的机壳形式、吸人方式和叶轮级数,又可分成若干种类,见表2-9。

表2-9离心水泵的类型

泵轴位置卧式机壳形式吸人方式!叶轮级数泵类举例

卧壳式单吸叹吸单级笮吸单级泵、屏蔽糸、G吸朵、水轮泵

多级卧壳式多级泵,两级悬W泵

单级双吸单级朱

多级A速人嘲多级汆(第•级以吸)

抒叶式_申吸多级分段多级泵

双吸多级尚速人型多级泵(第•级从吸)

立式卧克式单吸单级屏蔽泵、水轮泵、人型0:式泵

。多级立式船用架

双吸单级双吸中级涡轮汆

导喊笮吸单级作业面潜水聚

多级深井泵、潜水电呆

最常见的离心水泵是单吸单级泵,其典型结构尔意如图2-15

所示、.

它能提供的流量范围为4。5~900n?/h,扬程范围为8~150n,这种泵的泵轴水平地支承在托架内的轴承匕泵轴的另一端为悬臂端,端部装有叶轮。为f减少泵内高压液体的外泄及空气渗人,悬臂端的泵轴上还装有填料密封机构。另外,叶轮上一般开有平衡孔,以T•衡轴向推力。这种泵结构简单、工作可靠、部件较少:

尽管离心水泵的类型较多,但它们的作用原理却基本相同,因而它们的主要部件也大体相同

1)叶轮;叶轮是泵的主要部件,分为开式叶轮、半开式叶

第2草中央空调系统主要结构部件47

轮和闭式叶轮_开式叶轮多用输送含有杂质的液体,如污水泵。清水泵都采用闭式叶轮,H多为后向叶型。

图2-15典型的单吸单级泵结构小'怠阁I-架魚2-架体3—叶轮4一密封环5—轴ff6--埔;K密対机构7—泵轴8—托架9一轴承10—联轴器

2)吸人室_吸人室的作用是使液体进人泵体的流动损失最小吸入室的结构形状对泵的吸入性能影响较大,通常采用的吸人室形式有锥体管式和圆环形式,锥体管式用的较为普遍,其锥度约为7°~18°:

3)机壳、机壳用于收集来自叶轮的液体,并使部分流体的动能转换为压力能。最后将流体均匀地导向排出n单吸单级离心泵的泵壳,大都为螺旋形蜗壳式,有的还在机壳内设置了阴定的导叶_

4)密封环_为了减少机壳内高压区泄漏到低压区的液体a,通常在泵体和叶轮上分别安设密封环(又称减漏装置)。由于密封环的动环与定环间的间隙较小,容易磨损,使泵的效率降低.故应定期检查或更换

5)轴封、泵轴伸出泵体外,在旋转的泵轴与固定的泵体间设置轴封,以减少泵内压强较高的流体渗漏到泵体外,并防止空

48中央空调清洗技术

气侵人泵内常用的轴封有填料轴封、骨架橡胶轴封、机械轴封与浮动环轴封等多种。

6)轴向力平衡装置单吸单级泵和某些多级泵的叶轴,均有轴向推力存在:产生原因主要是作用在叶轮两侧的流体压强不平衡听致、如不采取措施予以消除,将会导致泵轴及叶轮的窜动,并由于受力引起相互摩擦而损伤部件.一般采取设置平衡管或在后盘上开设平衡孔,同吋采用推力轴承以平衡剩余压力3

(2)管道泵管道泵的结构示意如图2-16所示。

图2-16管道泵的结构j意图

1一电动机2—泵轴3—挡水圈4一泵盖5—机械密封6—取旭塞(安装压力表)7—泵体8—放水塞9一放气塞10—叶轮

它是适用于空调水系统的另一种水泵。与离心水泵相比,具有以下特点:

1)泵的体积小,重量轻,进出水口口径相同,并在同一直

第2章屮央空调系统4:耍结构部件49

线上.可以直接安装在管路的任何位置及任何方向:泵体下部设有安装底脚,方便泵的安装和固定-

2)采用机械密封,密封性能好.泵运转时不会渗漏水£

3)泵的效率高、耗电省、噪声低、泵轴的同心度高,叶轮的动静平衡好,保证了高速运行时无振动。

4.冷却水循环系统水处理设备

中央空调冷却水系统除了投加化学药剂外,一般设有各种水处理设备。

(1)循环水处理器循环水处理器的作用是通过循环水将化学药剂带入系统内对水质进行处理、它的主要作用是防垢、阻垢、防腐、防锈及防藻类等,广泛应用于空凋冷却水系统、海水冷却水系统及低温热水采暖系统、

循环水处理器是由加药器和除垢器两部分组成的。目前冷却水系统常用的药剂(即缓蚀剂)有铬酸盐、钼酸盐、多聚磷酸盐、硅酸盐等水处理剂铬酸盐污染环境,目前各国已逐渐淘汰使用。钼酸盐的毒性较小,对环境污染也比铬酸盐小,但需要的药量比较大,在国内应用不多。多聚磷酸盐常和硅酸盐混合使用形成复方硅酸盐缓蚀剂,提高了缓蚀效果。复方硅酸盐缓蚀剂无毒、无害、价格便宜,处理后的水可以饮用,目前在循环冷却水系统中应用最广。

(2)静电水处理器

1)结构组成。静电水处理法又称高压静电法它的核心部分是一台静电水处理器(又称静电水垢控制器、静电水发生器),其结构示意如图2-17所示c

静电水处理器由两部分组成:一是供给高压电,用于产生强电场的高压直流电源;二是使水静电化的装置。

静电水处理器是将-根绝缘良好的铁芯置于聚四氟乙烯圆筒内作正极,将镀锌无缝钢管制成的壳体作负极,在正、负极上施加高压电(大约3400V),正、负极之间保持定距离,以便要进行处理的水能从正、负极之间的腔体内流过,水在腔体内经受

50屮央空调清洗技术

强电场处理后,再进人用水设备:静电水处理的外加静电压通常为3400~6000Vc

接电源


E3

••——

高压直流整流器

图2-17静电水处理器的结构示意图

2)阻垢原理。目前认为,水是一种偶极分子,在强静电场作用下,水分子的偶极矩增大,并按正、负次序整齐排列,此时,溶解在水中的盐类的正、负离子周围被数个偶极水分子包围,于是这些正、负离子也以正、负次序进人偶极水分子群中,这样一来,它们的运动速度和彼此间的有效碰撞大为减少,从而使器壁上的水垢不易生成。另一方面,在强静电场作用下,水分子的偶极矩增大,它与盐类的正、负离了-的水和作用和水和能力也就随之增大了,其结果是加大了水垢的溶解度,提高了水垢的溶解速度,从而具有了阻垢和溶垢的作用。

3)静电水处理的优点和不足=静电水处理的优点和不足见表2-10。

表2-10静电水处理的优点和不足

优点不足

既可防(水)垢和除(水)垢,又可杀菌火藻;体积小;效果好;能耗小;设备经久耐用;管理方便,节约人力、物力和财力;不污染环境对水中金羼的腐蚀没有明显的抑制作用;对水中污垢的沉积也没有明敁的抑制作用

第2章屮央空调系统t要结构部件51

(3)电子水处理器电子水处理法的设备与静电水处理的相似,由直流电源和水处理器组成。

1)不同点。两者的不M点见表2-11。

表2-11静电水处理法与电子水处理法的不同点

静电水处理法电子水处理法

静电水处理器采用的是高压电源电子水处理器采用低压电源

静电水处理器采用的正电极是一个芯棒,芯棒外面套有聚四氟乙烯管电子水处理器之间的正极是条金属电极,它的外面并没有套上聚W氟乙烯管.而是与水直接接触

静电水处理器最高水温为sor电子水处理器最髙的工作水温可达105X:

静电水处理器运行-段时间后,正极-般易被磨损或易粘附杂质电子水处理器运行-段吋间后,会生成一定鼍的钙、镁盐类的结晶沉淀

静电水处理器正电极芯棒外面套釭聚四氣乙烯管,当水屮固体颗粒或悬浮物含量较高时,不会影响使用效果电子水处理器中的正极直接与水接触,当水中固体颗粒或悬浮物次量较髙时,会影响使用效果

静电水处理法适用的水质范围为总硬度700mg/L(以CaCO3计),甚至可卨达800mg/L(以CaCO3计)电子水处理法适用的水质范围为总硬度550mg/L(以CaCO3计)

2)相同点。两者的相同点如下:

①在一般情况下,两种水处理器都要垂直放置,以免壳内产生泥沙或杂质淤积。

②静电水处理器和电?水处理器两者都应安装在水泵出口之后,并尽量靠近需要防垢除垢的管段和用水设备。如果水泵也需要防垢除垢,则最好在水泵之前另安装一台水处理器。

(4)离子棒静电水处理器离子棒静电水处理器是一种利用高压静电作用的新型水处理设备,它具有-定的防垢,除垢、缓浊及杀菌灭藻性能I-

52中央空调淸洗技术

(5)臭氧发生器

1)臭氧的理化性质。臭氧是由3个氧原子组成的氣的同位异构体,在常态下是淡蓝色气体,具有特殊气味=臭氧在水中溶解度很高,大约是氧气的10倍。臭氧具有极强的氧化能力。

2)臭氧杀菌灭藻原理及影响因素。臭氧杀菌主要是靠其分解后产生的新生态氧的氧化能力。臭氧首先与细胞壁的脂类的双键起反应,穿破细胞壁进人细胞内,作用于外壳的脂蛋白和内面的脂多糖使细胞的通透性发生改变,最终导致细胞死亡。

臭氧杀菌灭藻受臭氧浓度、水温、pH值、水的浊度等因素影响。一般来说,臭氧浓度越高,杀菌作用越强。随着水温的增加,臭氧的杀菌效果也加强,但和其他消毒剂相比,臭氧的消毒效果受温度影响较小。当水的pH值较高时,杀菌效果不好,应增加臭氧的投放量。水的浊度对臭氧杀菌有一定影响,若浊度在5mg/L以下,则影响不大。

3)臭氧在冷却水中的缓蚀与阻垢原理

①臭氧防腐原理。冷却水系统的腐蚀主要是由于水中存在的溶解氧与金属反应形成的化学和电化学腐蚀。实验表明,臭氧是一种强氧化剂,其抑制腐蚀的原理和铬酸盐缓蚀剂的作用大致相似,主要原因是由于冷却水中活泼的氧原子和亚铁离子反应后,在阳极表面形成-•种含7_Fe2O3的氧化物钝化膜,这种膜薄、密实且与金属结合牢固,能阻碍水中的溶解氧扩散到金属表面,从而抑制腐蚀反应的进行。同时,由于这种氧化膜的产生,使金属的腐蚀电位向正方向移动,迅速降低了腐蚀速率。

另外,臭氧法水处理不需要向水中投加药剂,使排污量减少,盐分的浓缩倍数高,循环水的pH值维持在8~9之间,属弱碱性,减轻了腐蚀作用。

②臭氧阻垢原理。臭氧与水分子结合后,会立即发生还原反应,产生氧原子(0)和羟基(-OH):

0广02+(0)

(0)+H,0-^20H

第2卓中央空调系统主要结构部件53

羟基(-0H)是~种催化剂,能使有机物R发生连锁反应。

0H+RH-+R-+H,0R-+0:一叫R0,-+HH-^ROOH+R

ROOH^CO,

因此,臭氧的强氧化性有效地控制了循环水中微生物的生长,减轻了生物污垢及其引起的垢下腐浊,臭氧不能直接氧化钙、镁盐类的水垢成分,只能氧化垢层基质中有机物成分,使垢层变松脱落,从而起到阻垢的作用。

4)臭氧发生器在中央空调冷却水中的作用:中央空调冷却水系统一般是连续投加臭氧,臭氧发生器可与循环水泵联动,连

续投加的臭氧量非常小,1m3/h的臭氧即可:由于空调冷却水在循环回路中每循环一次,一般为几分钟,不会超过60min,根据经验可只设一个臭氧注入点,添加点可设在循环水泵的出口或冷却塔的水盘中。

流量的循环冷却水中加入0。lg/

图2-18臭氧发生器设在水泵出口的流程图

1一冷却塔2—冷却水循环水泵

3—臭氧发生器4—引射水泵5—文丘里臭氧注射器

①投加点设在循环水泵出口。如图2-18所示,臭氧发生器设在机房内,不需要特别保护,但由于设置了引射水泵,因而增加了水泵的耗电

量。引射水泵及文丘里臭氧注射器的选择需要计算。一般情况下,引射水泵及文丘里臭氧注射器由臭氧发生器制造商配套供应,设计人员只需按循环水流量选择臭氧发生器的产气量(按0。1()选取)即町。

②投加点设在冷却塔水盘中。如图2-19所示,这种投加方

54中央空调清洗技术

式其设计、安装十分方便,运行费用低,不需要引射水泵及臭氧注射器,但臭氧发生器需要靠近冷却塔设置.需要加设防雨措施:臭氧发生器的产气量按0.1(?为循环水泵流量)选取。

进气可采W

■>

ypC___________________,

——j制冷机冷凝器I---

图2-19臭鉍发生器没在冷却塔水盘中的流程图1一冷却塔2—冷却水循环水泵3—臭氧发生器

2.2.2冷冻水系统及设备

1。冷冻水系统的组成及工作原理

如图2-20所示为中央空调冷却水和冷冻水系统流程图;图2-21所示为中央空调冷(热)水系统流程图。

补水管

IK缩机

补水管、

do00。

溢流水管5-----

膨胀阀

CXI^Xh

冷冻(煤冰系统

冷却水系统





图2-20中央空调冷却水和冷冻水系统流程图1一蒸发器2—冷凝器3—膨服水箱4一各房|川风机盘管5—冷凝塔6—逆流风扇7—喷淋器8—填料

第2章中央空调系统上要结构部件55

冷却塔

冷冻水系统包括冷冻水循环系统和热水循环系统。

(1)冷冻水循环系统中央空调设备的冷冻水回水经集水器、除污器、循环水泵进人冷水机组蒸发器内,吸收了制冷剂蒸发的冷量,使其温度降低成为冷水,进人分水器后再送入空调设备的表冷器或冷却盘管内,与被处理的空气进行热交换后,再回到冷水机组内进行循环再处理=

(2)热水循环系统主要是提供冬季空调设备所需的热量,使其加热空气,热水循环系统需包含热源部分(这里对热源部分不再做介绍)。

总之,经制冷机(或换热器)制得的冷冻水(或热水)由水泵送到空调系统,放出冷量(或热量)后,再回到制冷机(或换热器)中进行制冷(或制热),如此循环便是冷冻水系统的工作过程。

2.冷冻水系统的种类

冷冻水系统根据不同的情况可分为不同的形式,其类型及特点见表2-12:最常见的是中央空调冷冻水闭式循环系统

3.冷冻水系统的供水方式

空气调节系统中冷冻水系统的供水方式分为开式系统和闭式系统两种。

56中央空调清洗技术

表2-12水系统的类型及特点

类型特征优点缺点

闭式管路系统不与大气相接触.仅在系统最高点设置膨胀水箱1.管道与设备的腐蚀机会少2.不需克服静水压力.低扬程、小功率水泵即可满足要求与蓄热池连接比较复杂

开式管路系统与大气相通与蓄热池连接比较简单1。水中含氧量高,管路与设备的腐浊机会多2。需要增加克服静水压力的额外能量3。输送能耗大

同程式供、回水干管的水流方向相同;经过每-环路的管路长度相等1-水量分配、调P方便2。便r水力f•衡1。需设问程管。管道长度增加2。初投资稍高

异程式供、回水干管的水流方向相反;经过每••环路的管路长度不等1.不需回程管、管路长度稍短,管路简单2.初投资稍低1.水量分配,调节较难2.不便f水力平衡

两管制供冷、供热合用同•管路1.管路系统简单2.初投资省无法同时满足供冷、供热的需要

H管制分别设置供冷、供热管道与换热器.但冷、热回水的管道共用1.能同吋满足供冷、供热的需要2.管路系统较四管制简单1.有冷、热混合损失2.投资卨于两管制3.管路布置较复杂

四管制供冷、供热的供、M水管分开设置,具冇两套独、):的系统1-能灵活实现同时供冷和供热2.没有冷、热混合损失1.管路系统复杂2.投资商3.占用建筑空间大

定流量系统中的循环水景十定,负荷变化时,通过改变供水或回水温度來匹配1。系统简单,调节方便2。不需要复杂的自控设备1。配管设计时。不能考虑同吋使用系数2。输送能耗始终处于•设计的最大值

第2章中央空调系统主要结构部件57

(续)

类型特征优点。缺点

变流量系统中的供、回水温度保持定值.负荷改变时,通过供水量的变化来适应1.输送能耗随负荷的减少而降低2.配管设计时,可以考虑同时使用系数,管径相应减小3.水泵容量、电耗也相应减少1.系统较复杂2.必须配套自控设备

单式泵冷、热源侧与负荷侧合用一组循环水泵1。系统简单2。初投资少1。不能调节水泵流量2。难以节省输送能耗3。不能适应供水分区不同压降较悬殊的情况

复式泵冷、热源侧与负荷侧分别配备循环水泵1。可以实现水泵变流量2。能节省输送能耗3。能适应供水分区不同压降4。系统总压力低1。系统较复杂2。初投资稍高

(1)开式系统如图2-22所示为开式冷冻水系统的工作流

程。

图2-22开式冷冻水系统的工作流程1_水箱式蒸发器2—卧式壳管式蒸发器3—水泵4一冷冻水供水箱5—冷冻水回水箱6—•空气处理设备

58中央空调清洗技术

图2-22a是采用开式冷冻水系统供水方式的水箱式蒸发器系统图,图2-22b是开式冷冻水系统的供水方式采用卧式壳管式蒸发器的系统图。

开式系统的共同特点是系统中有水箱,有较大的水容量。因此,水温度比较稳定,蓄冷能力大,也不易冻结。但由于冷冻水的水面与空气大面积接触,所以系统的腐蚀性较强。

(2)闭式系统闭式冷冻水系统的工作流程如图2-23所示。

图2-23闭式冷冻水系统的工作流程1一集水器2—水泵3—风机4一膨胀水箱

闭式冷媒水系统的供水方式系统中的载冷剂基本上不与空气接触,对管路设备的腐蚀较小;水容量比开式系统的小;系统中设有膨胀水箱。

4.冷冻水系统的回水方式

冷冻水系统的回水方式分为重力式回水系统和压力式回水系统两种。

(1)重力式回水系统当空气调节处理装置与冷冻站有一定的高度差,且彼此相距较近时,1一般采用重力式回水系统,使回水借助重力自流回冷冻站。重力式回水系统示意图如图2-24所示。

第2章中央空调系统主要结构部件59

回水

图2-24重力式回水系统示意图1_水泵2—止问阀3—厂通混合阀4—蒸发器

重力回水方式结构简单,在使用立式蒸发器时还可以不用设置回水泵;调节方便,工作稳定可靠。

(2)压力式回水系统压力式回水系统即利用回水泵加压以克服系统的高差和管道的沿程阻力,将回水压送至冷冻站的回水系统。

压力式回水系统可分为敞开式和封闭式两种:

I)敞开式压力回水系统。如图2-25所示为敞开式压力回水系统示意图_

冲fd水和冲洗水

立式冷水箱

冷冻水粟

亡]!CZ1三通阀

表面式

空气

冷却器


图2-25敞开式压力回水系统(配表面冷却器)示意图

60中央空调清洗技术

当空气调节处理装置用喷淋水室时,由于喷淋水室底池要求保证一定的水位,不能直接抽取底池回水,因此,要设置回水

箱。设置回水箱的敞开式压力回水系统如图2-26所示。

喷淋水室底池的水自流到回水箱中,再由回水泵压送到冷冻站。回水箱的位置通常靠近喷淋水室,一般设置在空调机房内。

2)封闭式压力回水系统。封闭式压力回水系统如图2-27所示。

图2-26设置回水箱的敞开式压力回水系统示意图

图2-27封闭式压力回水系统示意图1一膨胀水箱2—表面式空气冷却器3—三通阀4一冷冻水泵5—壳管式蒸发器

封闭式压力回水系统与敞开式回水系统比较,其结构比较简单;冷量损失比较少。由于在系统的最高点设置了膨胀水箱,使整个系统均充满了水。冷媒水泵不需克服水柱的静压力,仅需克

第2章中央空调系统t要结构部件61

服系统的摩擦阻力,减少了水泵的功率消耗、

5.软化水设备

为了防止系统及设备结垢,中央空调水系统的冷冻水常采用软化水。原水软化的方法有三种,即离子交换法、软化沉淀法和蒸馏法=这三种方法可以单独使用,也可以复合使用3使用最多的方法是离子交换法,而又以钠离子交换最为常用。

(1)钠离子交换器的交换原理在钠离子交换器中装有钠型树脂,硬水流过树脂层面后,水中的Ca2+、Mg2'被树脂中的Na+置换而软化。离子交换剂往往都是很复杂的化合物,常以IV表示离子交换剂中的复杂成分,那么,作Na+交换用的树脂的分子式,可用NaK表示。钠离子交换软化的化学反应方程式可写为

Ca(HCO3)2+2NaR->CaR2+2NaHCO3Mg(HCO3)2+2NaR->MgR2+2NaHC0,

CaSO4+2NaR^CaR2+Na,SO4CaCl2+2NaR^CaR2+2NaClMgSO,+2NaR->MgR,+Na,SO4MgCl2+2NaR^MgR,+NaCl

从以上反应式可以看出,水中Ca2+、隨#+被^3+置换出来以后,就存留在交换剂中,而交换剂就由NaR变成CaR:或MgR2。当钠离子交换剂中的Na+全部被Ca2+、Mg2+置换后(即离子交换剂都变成CaR:或MgR2后),交换剂就会失效,不再起软化作用,这时就要用食盐水进行还原,即再用Na+把交换剂中的Ca2+、Mg2+置换出来:

CaR2+2NaC“2NaR+CaCl,

MgR2+2NaCl->2NaR+MgCl,

经还原以后,离子交换剂又成为NaR,则可恢复其置换Ca2\Mg2+的能力,重新起到软化水的作用。

经交换的水,暂硬(碳酸盐)都变成NaHCO;等钠的碳酸盐。原来暂硬是碱,经钠离子交换后仍是碱、所以,钠离子

62中央空调清洗技术

交换只能软化水,不能除碱,即经钠离子交换前后水的碱度没有

变化。

(2)钠离子交换器的构造如图2-28所示为钠离子交换器的构造示意图。

图2-28钠离子交换器的构造示意图1—分配漏斗2—环形管3—喷嘴4一离?■•交换剂层5—砂层6—泄水装置7—混凝土层8—排气管

生水引入后,在交换器的顶部有水的分配漏斗1,使水分配均匀。盐水相对密度大,同时送入的速度较小,故不能用分配漏斗分配盐液,否则盐液便形成一股液流,交换剂层有的部位就不能还原。盐液送人后进人一环形管2,在环形管上装有很多使盐液喷散用的喷嘴3。4为离子交换剂层,5为砂层,砂层下为泄水装置6,泄水装置以下为混凝土层7。为了排除空气,在交换器顶部有排气管8。

泄水装置包括集水管,由集水管向两边引出很多平行的泄水管,泄水管的管端封闭。泄水管上部均匀分布着许多支管头,在支管头上用螺栓口拧紧由塑料做成的泄水罩(常称水帽)。

第2章中央空调系统t要结构部件63

泄水罩上有很多缝隙或小孔,水可以从缝隙或小孔流人泄水管,但砂粒则不能通过。用缝隙式泄水罩时,交换器内可不设砂层。软水由集水管从交换器底部引出。

水的分配漏斗最大截面面积应为交换器截面面积的2%~4%;漏斗上口至交换器封头顶的距离为100~150mm。有的交换器盐水的环形管上没有喷嘴,而只是钻有孔眼,则孔径一般为10~20mm,孔的总面积应使盐水流速在1~1.5m/s。环形管上孔眼的喷射力不能过强,其距软化剂表面的距离也不可太近,否则易使软化剂表面冲成凹凸不平,影响软化及还原效果,故有的交换器环形管的孔眼做成向上喷射,但这样做,反冲时杂质又易堵塞孔眼。环形管中心圆的直径可采取软化器直径的一半。交换器的直径在lm左右的,环形管直径采用25~40mm的管;交换器直径大的软化器可用50mm的管-

离子交换器常用规格有小500、小750、小1000、和500、小2000及(/>250()。交换剂层高度有1.5tn、2m及2.5m。

钢质离子交换器,用树脂为交换剂时,交换器的内壁必须采取防腐措施,以防树脂“中毒”及罐体腐蚀3

(3)钠离子交换器的操作运行离子交换器的运行是按反洗、还原、正洗、软化四个步骤周期性地运行的。

1)反洗(或称逆洗)。当离子交换剂失效后,就停止软化工作,由下而上进行反洗,反洗的目的是:①使交换剂层翻松,为还原创造良好条件;②将交换剂层表面的泥渣等污物及破碎的交换剂细小颗粒冲出。

若设有反洗水箱时,开始反洗是利用上一次还原时收集在反洗水箱中的正洗水,待正洗水耗尽后再用自来水进行反洗,以节约用水及充分利用食盐。反洗时一定要把交换剂搅松,使混浊物冲洗出来,一般反洗强度在3~5I7(s•n?)(相当于空罐流速11~18m/h)。如冲洗不出混浊物,则反洗强度应加强,但反洗时发现有沉淀非常快的交换剂冲出来时,应降低反洗强度。反洗强度随交换剂密度不同,也应有所不同。反洗要求一定的强度,若

64中央空调清洗技术

反洗水压过低,水量过小,则反洗不完全,会使交换剂的工作交换能力大为降低,或增加盐耗率。反洗强度也不可太大,否则交换剂易在反洗时流失。反洗系统出水要均匀,否则反洗强度大的地方交换剂层低,水流阻力小;反洗强度小的地方,交换剂层高,水流阻力大,造成水流短路而影响软化效果。反洗时间一般为10~20min,每立方米交换剂正常反洗用水约为2.5~3m2。

若生水悬浮物很少,如特别净洁的自来水,且盐水又经过机械过滤十分干净,则每次还原前也可不反洗,而是每隔一次或两次还原进行一次反洗。并且利用反洗水箱,将前两次或三次还原后正洗时的后半段正洗水加以积存,则可节约大量自来水。

2)还原(又称再生)

①还原的目的。还原的目的就是使失效的离子交换剂恢复其软化能力。

②还原的操作及注意事项。还原的操作方法基本上可归纳为两种:一是流动还原,即盐液以一定的速度流过交换剂层;二是浸泡还原,即将盐液加人交换器中,使交换剂层在静止的盐液中浸泡。

根据化学的分配定律,当还原用盐浓度一定时,被还原而存在于盐液中的钙、镁离子含量与交换剂中残存的钙、镁离子含量,有一个固定不变的平衡常数。浸泡还原达到平衡后,离子交换剂中的钙、镁离子,就不能再被盐液还原,再增加浸泡时间也就没有什么意义了。而流动还原,总是由基本不含钙、镁离子的新盐液与交换剂接触能不断置换出交换剂中的钙、镁离子。因此,流动还原比浸泡还原的再生度高,食盐能较充分地被利用。流动还原要经过调试,确定合适的流速及盐液浓度,否则,若流速过快或过慢,盐液都不能充分被利用。

在特殊的情况下,浸泡还原的效果也可能比流动还原好。例如:流动还原调节不当时;或交换器盐液分布不好,产生偏流,采用流动还原时仅一部分失效的交换剂得到还原,总的再生度较低,采用浸泡还原再生度反而高些。

第2草中央空调系统R要结构部件65

有的操作是将盐液分两次还原,第一次盐液浓度较小,第二次盐液浓度加大,这样可以提高再生度_有的先用废盐液还原,然后再用新盐液还原,以节约食盐3但需注意,收集废盐液时,必须把前次还原开始的废盐液排掉,只收"尾液”,因为开始时的废盐液中含钙、镁离子较多,不宜收集使用_

还原时必须注意避免交换器下部被抽空,而使空气漏人离子交换剂层之间。为此,有的在操作规程中规定:还原开始时,先打开交换器的放气阀门及排水阀门,待上部水流尽后,关闭排水阀门,打开盐水阀门,起动盐水泵,至放气阀门溢水时,关闭放气阀门,打开下端排水阀进行还原。

还原前必须检查运行中交换器的盐水阀门是否关闭,避免盐水流人正在运行的离子交换器中,而使软水中含盐量和Ca_大量增加,造成事故、

③还原盐水浓度。还原用盐为工业用盐,其硬度不能过大,将食盐溶成10%浓度的溶液,其硬度应小于40mnwl/L,不溶物的量小于2%。

钠离子交换,按理论计算食盐的单位耗量为58.5g/md,但实际耗量比理论耗量要大3.5~4倍,还原才能完全,:

盐水浓度对还原效果也有影响,太稀不能还原完全,太浓又浪费食盐3常用浓度为5%-10%,以5%~8%为宜.:若采用分段还原,应先用3%盐水还原,然后用8%~12%盐水还

原,可以提高还原效率。

3)正洗。正洗的目的是清除残余的还原剂及还原时的生成物(CaCl2&MgCl2等)。钠离子交换器,正洗速度约为6~8m/h左右,正洗时间为30~40min,每立方米交换剂正洗用水约为5m3。

停止正洗的标准一般规定为正洗水的残留硬度小于0。15度或小于0。05,nmol/L,氯根不超过原水中氯根含量、

如正洗后不立即投入运行,最好还原后不立即正洗,或先用20%-30%的正洗水量稍正洗一下,使交换剂浸在稀盐溶液中,

66中央空调清洗技术

停1〜2h后再正洗;或投人运行前再正洗。

若要将正洗水存集于反洗水箱中时,正洗初期的正洗水排至

排水沟中。当后半段正洗水的水样中加人几滴10%纯碱溶液(NaCO3)不再混浊时,就将正洗水送人反洗水箱。

4)软化。工作正常的离子交换器,不论进人交换器的生水硬度如何变化,其出水(软水)的残留硬度都不受影响,交换器开始运行时,软水残留硬度稍高,此情况很短时间就消失,这种现象是正常的。然后软水的残留硬度就很小,并保持平稳,直到交换剂快失效前残留硬度又稍有上升。当交换剂失效后,残留硬度迅速增高。

软化过程宜连续运行,如中断时间稍长,再进行软化,在继续软化开始时也会产生软水的残留硬度稍有升高的现象。

交换器开始运行时软水碱度和氯根都稍有升高,这与硬度的变化规律相同。开始运行的一定时间内,碱度及氯根都有波动,性能越不好的交换器波动得越厉害。

软化的效果与软化流速及交换剂的状况有关,其关系如下:

①软化流速。软化时软化流速是个很重要的因素,钠离子交换以阳树脂为交换剂时,推荐的过滤速度见表2-13。

表2-13推荐的过滤速度

生水含盐量/(mmol/L)生水总硬度/(mmol/L)采用流速/(m/h)

32。525

65。320

10.58.915

2114.510

②交换剂及石英砂颗粒的均匀性。有时交换器内石英砂及交换剂颗粒不均匀,是使交换剂工作交换能力降低的一个原因。装石英砂时应筛分,使每层砂粒都均匀;装交换剂时应使0.25mm以下粉粒不超过5%,每装750~1000mm高时,用水自下而上翻

第2章屮央空调系统fc要结构部件67

松,洗去粉状细粒,直到冲洗水澄清为止。然后继续装料,.直装到比设计高度高出70~100mmc全部装好后再进行翻松,经过2O~25min后慢慢停止,这称为水力分类,即最终使粗的交换剂在最下部,细的颗粒在交换剂表面,然后把最上层50mm左右最细的交换剂除去。*

③软化剂“中毒”=如生水中Al3'、Fe3+等阳离子量多,这些离子电荷量最大,与软化剂化合力最强,离子交换剂吸收这些阳离子后有部分是不可逆的,化合后难再分离,而使这部分交换剂失去软化、还原作用。“中毒”后必须用1%的酸冲洗,用H*才能置换掉AP+、Fe3+O

软化时必须进行化验控制、在软化前,进行2~3IT1in的校核性正洗,使cr达到标准再投人运行,这种做法是较好的。软化时软水的氯根及碱度可以每班分析•次。生水的氯根、硬度、碱度最好每班也分析-••次.软水的硬度要经常化验。

6.定压设备

中央空调水系统定压的目的有两个:一是要保证水系统中各处的压力均要高于各处水温所对应的饱和压力,以防止水系统中的水汽化;二是要保证水系统无论在运行中还是停ih运行时,管路及设备中都要充满水,以防系统中的水倒空,吸入空气。

空调水系统中采用的定压方法主要有三种:膨胀水箱定压、气压罐定压和补给水泵定压。这里,主要介绍膨胀水箱定压、

采用封闭式冷冻水供水方式的系统中设冇膨胀水箱,膨胀水箱有开式高位膨胀水箱和闭式低位膨胀水箱两种

(1)开式高位膨胀水箱开式高位膨胀水箱适用于中小型低温水供暖及空调系统。其设计安装要点如T:

1)膨胀水箱安装位置,应考虑防止水箱内水的冻结=若水箱安装在非供暖的房间内,应考虑保温。

2)膨胀管在机械循环系统中接至系统定压点,一般接至水泵人口前。。循环管接至系统定压点前的水平回水干管上,该点与定压点之间应保持不小于1。5~3m的距离。

68中央空调清洗技术

3)膨胀管、溢流管和循环管上严禁安装阀门,而排水管和信号管上应设置阀门c

4)设在非供暖房间的膨胀管、信号管和循环管均应保温:(2)闭式低位膨胀水箱当建筑物顶部安装开式高位膨胀

水箱有困难时,可采用气压罐方式。采用这种方式时,不仅能解决系统中水的膨胀问题,而且可与系统的补水和稳压结合起来。气压罐一般安装在空调机房内,其工作原理如图2-29所

图2-29气压罐工作原理图1一补给水泵2—补气罐3—吸气阀4一止回阀5—阐阀6—气压罐7—泄水电磁阀8—安全阀9—自动排气阀

W—压力控制器电接点压力表12—高位膨胀水箱

气压罐的工作原理如下:

D自动补水。按系统循环稳压要求,在压力控制器10内设定气压罐6的上限压力/\和下限压力P,,一般/、1=/>2-(0.03-0.()5)MPa.-当需给系统补水时。气压罐6的气枕压力P随水位下降.当P下降到下限压力A时接通电动机,起动水泵.把储水箱内的水压入补气罐2,使罐内的水位和压力上升:压力上升到上限压力时,切断水泵电源,停止补水.此时补气罐2内的水位下降吸开吸气阀3.使外界空气进人补气罐2。

第2章中央空调系统主要结构部件69

在如此循环工作中,不断给系统补充所需的水量。

2)自动排气。由于水泵每工作一次,给气压罐补气一次,罐内的气枕容积逐步扩大,水位亦逐步下降,当下降到自动排气阀9限定的水位时,排出多余的气体,恢复正常水位。

3)自动泄水。当系统的热水膨胀,使热水倒流到气压罐6内,其水位上升时,罐内压力Z3亦上升。当压力超过静压0.01-0.02MPa,即达到电接点压力表11所设定的上限压力时接通并打开泄水电磁阀7,把气压罐内的水泄回到贮水箱=泄水到电接点压力表11所设定的下限压力P3,一般取P,=P4-(0.02-0.04)MPao

4)自动过压保护。当气压罐内的压力超过电接点压力表11所设定的上限压力^时,自动打开安全阀8,和泄水电磁阀7一同快速泄水,迅速降低气压罐压力,达到保护系统的目的。安全阀8的没定压力尸5,一般P5=尸4+(0.01~0.02)MPa。

7。冷冻水循环泵

冷冻水循环泵同冷却水循环泵一样,-般也采用离心水泵或管道泵,具体参阅冷却水泵部分:

2.3中央空调系统热湿处理设备

本节中,我们主要就中央空调系统的热湿处理设备做一具体的了解。

2.3.1空气处理设备

1.风机盘管

这里不做介绍,可参阅其他有关图书。

2.表面式空气换热器

表面式空气换热器是在中央空调系统中水和空气通过壁面进行热交换的设备。具有结构简单、占地小、水质要求不高、水系统阻力小等特点,已成为常用的空气处理设备,,

70中央空调请洗技术

(1)分类表面式换热器包括空气加热器和表面冷却器两类,前者用空气或蒸汽作热媒,后者用冷水或冷却剂作冷媒。因此,表面式空气换热器既能对空气进行加热,又能对空气进行减湿和冷却处理。

(2)构造表面式换热器有光管式和肋管式两种:光管式表面换热器由于传热效率低已很少使用。肋管式表面换热器由管和肋片构成,如图2-30所示。

1冷(热)煤\

,「A++j门戶'丫联箱

护板

—<-^iIBl一li圭一

—,8s

'肋管

•联箱2

~0


阁2-30肋管式表面换热器

根据加工工艺的不同,肋片管又可以分为绕片管、串片管和轧片管。

1)绕片管。如图2-31a所示,将铜带或钢带用绕片机紧紧地缠绕在管上可制成皱折式绕片管.

皱折的存在既增加了肋片和管的接触面积,又增加丁空气流过时的扰动性,因而能提高传热系数。但是皱折的存在也增加r空气的阻力,而且容易集灰,不便清理。为了消除肋片与管之间接触处的间隙,可将这些换热器镀锌、锡、浸镀锌、锡还可以防止金属生锈。

有的绕片管不带皱折,它们是用延展性好的铝带绕在钢管上制成的,如图2-31b所示。

第2章中央空调系统主要结构部件71

2)串片管。如图2-31c所示,将事先冲好管孔的肋片与管束串在一起,经过胀管后可制成串片管。串片管生产的机械化程度可以提高,现在大批铜管铝片的表面式换热器均用此法生产。

3)轧片管。如图2-31d所示,用轧片机在铜管或铝管外面轧出肋片便成了轧片管。由亍轧片管的肋片和管是一个整体,没有缝隙,所以传热性能更好,但是轧片管的肋片不能太高,管壁不能太薄。

图2-3le所示的二次翻边片可进一步强化管外侧的热交换系数,并可提高账管的质量。


图2-31各种肋片管式换热器的构造


3.喷水室

喷水室是一种直接接触式的空气热湿处理设备,喷水室不仅能够实现对空气的加热、冷却、加湿或减湿等多种处理,而且还具有净化空气的能力。但它也有对水质要求高、占地面积大、水泵耗能多等缺点。因此目前在一般建筑中已不常使用,或仅作为加湿设备使用。

(1)分类喷水室的分类见表2-14。

72中央空调清洗技术

表244喷水室的分类

分类方法形式

按放置方法分类有立式和卧式

按空气的流动速度分类有低速喷水室和高速喷水室

按喷水室的级数分类有单级喷水室和双级喷水室

(2)构造如图2-32所示为目前应用较广的单级、卧式、低速喷水室的结构示意图:

图2-32喷水室结构示意图

1一前挡水板2—喷嘴与排管3—后挡水板4一底池5—冷水管6—滤水器7—循环水管8—三通混合阀9■-水泵10—供水管11一补水管12—浮球阀13—溢水器14一溢水管15—泄水管16—防水灯17—下检查门18_外壳

图2-32中,前挡水板有挡住飞溅出来的水滴和使进风平均流动的双重作用,因此有时也称它为均风板」被处理的空气进人喷水室后经喷水管流出,与喷嘴中喷出的水滴相接触进行热湿交换,然后经后挡水板流走,后挡水板能将空气中夹带的水滴分离出来,以减少喷水室的“过水量”。

在喷水室中,通常设置1~3排喷嘴,最多4排喷嘴_喷水

第2卓中央空调系统Ji要结构部件73

方向根据与空气流动方向相同与否分为顺喷、逆喷和对喷3从喷嘴喷出的水滴完成与空气的热湿交换后落人水池中:

在夏季,随着被处理空气温度的降低,空气中的水蒸气冷凝成水滴落入底池,底池中的水就会逐渐增多,达到一定位置后,就会通过溢水管被水泵吸人冷水机组,重新冷却再利用=在冬季,喷水室常用来给加热后的空气进行加湿,底池中的水就会逐渐减少,当减少到一定程度时,浮球阀开启,向底池中补水,补到一定程度,浮球阀自动关闭,以保证底池中的水位稳定。底池和四种管道相通:

1)循环水管。底池通过滤水器与循环水管相连,使落到底池的水能重复利用。滤水器的作用是清除水中的杂物,以免喷嘴堵塞。

2)溢水管。底池通过溢水器与溢水管相连,以排出水池中维持一定水位而多余的水,在溢水器的喇叭口上有水封罩可将喷水池内、外空气隔绝,防止喷水池内产生异味。

3)补水管。当用循环水对空气进行绝热加湿时,底池中的水将逐渐减少,泄漏等原因也可能引起水温降低。为了保证底池水位高低一定,且略低于溢水口,需设补水管并经浮球阀自动补水:

4)泄水管。为了检修、清洗和防冻等目的,在底池的底部需设泄水管,以便在需要泄水时,将池内的水全部泄至下水道。

为丁观察和检修的方便,喷水室应有防水照明灯和密封检查门3

4.电加热器

在中央空调系统中,除了用表面式换热器加热空气外,还可采用电加热器对空气进行加热:

电加热器是通过电阻丝将电能转化为热能来加热空气的设备:它具有结构紧凑、加热均匀、热量稳定、控制方便等优点:但由于电加热器是利用高品位能源,所以只适合在一部分空调机

74屮央空调清洗技术

组和小型空调机组中使用。在恒温精度要求较高的大型空调系统屮,也常用电加热器控制局部或作末级加热器使用。

电加热器有裸线式和管式两种。

(1)裸线式电加热器裸线式电加热器加热迅速、惰性小、机构简单;但易断线和漏电,安全性差,所以使用时必须要有可靠的接地装置,并应与风机连锁运行,以免发生安全事故:,

抽屉式电加热器是一种常用的裸线式电加热器:

(2)管式电加热器管式电加热器由管状电热元件组成,这种电热元件是将金属丝装在特制的金属套管中,中间填充导热性好的电绝缘材料。

管式电加热器加热均匀、热量稳定、经久、耐安全性好,可直接装在风道内,但其惰性较大,结构复杂_

5.空气加湿设备

(1)蒸汽加湿器

1)蒸汽喷管蒸汽喷管是最简弟的加湿装置,它由直径略大于供汽管的管段组成。管段上开有多个直径为2~3mm的小孔。蒸汽在管网压力的作用下,由这些小孔喷出,混合到流经喷管周围的空气中去。小孔的数目及直径大小应根据需要的加湿量来确定。

2)干式蒸汽加湿器。干式蒸汽加湿器是由蒸汽喷管、分离室、干燥室和电动或气动调节阀组成的装置,如图2-33所示。

干式蒸汽加湿器的工作原理如下:

蒸汽先进人喷管外套,加热管壁,再经挡板进入分离室,由于蒸汽流向的改变,通道面积的增大,蒸汽流速降低,所以有部分冷凝水析出。分离出冷凝水的〒蒸汽,由分离室顶部的调节阀节流降压后进人干燥室,第二次分离出冷凝水,处理后的干蒸汽经消声腔进入喷管,由小孔喷出,对被调节空气进行加湿。分离出的冷凝水由疏水器排出。

干蒸汽加湿器具有加湿速度快、均匀性好、能获得高湿度、安装方便、节能等优点。

第2章屮央空调系统t要结构部件75

蒸汽进水

^

控制器

度拕节

开度调

孔湿器

^■*'制\

设〒孔管

风道

•离筒遇挡板扩容面分离去水滴

Q0060


设有套筒的蒸汽干燥宇

接间水管

Q

图2-33干式蒸汽加湿器示意阌

(2)电加湿器

1)电极式加湿器6电极式加湿器的结构如图2-34所示。

图2-34电极式加湿器的结构示意图

76中央空调清洗技术

电极式加热器是利用三根铜棒或不锈钢棒插人盛水的容器中作电极,将电极三相电源接通后,就有电流从水中流过。在这里水是导体.由于水的电阻比较大,因而能被加热蒸发成蒸汽。

除了三相电外,也有使用两根电极的加湿器:

电极式加湿器结构紧凑,而且加湿量也容易控制,所以用得较多。它的缺点是耗电量大,电极上易结水垢和腐蚀=

2)电热式加湿器。如图2-35所示,电热式加湿器是用管状

元件通电之后将水加热而产生蒸汽:补水靠浮球阀自动控制,以免发生断水空烧现象。此种电热式加湿器的加湿量大小取决于水温和水的表面积。

电热式加湿器的排污周期与电极式基本相同,其除垢周期比电极式加湿器应稍短些。

6.空气去湿设备

(1)加热通风去湿机加热通风去湿机由加热器、送风机、排风机组成。它将室内湿度较高的空气排到室外,而将室外空气吸入并加热后送入室内,以达到对室内空气去湿的目的

(2)制冷式机械去湿机制冷式机械去湿机由制冷系统和通风系统组成,如图2-36所示、

制冷系统采用单级蒸汽压缩制冷,由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器等实现制冷剂循环制冷,并使蒸发器表面温度降到空气露点温度以下.这样当空气在通风系统的作用下经过蒸发器

第2章屮央空调系统上要结构部件77

时,空气中的水蒸气就凝结成水而析出,使空气中的含湿M降

低。而后,空气又经冷凝器,其相对湿度下降后,经通风系统返回室内达到去湿的目的。

(3)吸收式去湿机按除湿物质的状态,吸收式去湿机可分为固体去湿机和液体除湿机两类。这里我们仅就固体去湿机做具体的了解。

固体去湿机可分为硅胶去湿机、氯化锂除湿机两类。

吸收其散发的热量后温度升高,使

图2-36制冷式机械去湿机I一风机2—冷凝器3■-毛细管

s’

1)硅胶去湿机。硅胶去湿机是利用硅胶来吸收空

气中的水蒸气,达到给空气4一空气过滤器5-蒸发器6-集水盘去湿的目的:常见的硅胶去7—冷冻机8—机壳

湿机有三种形式:抽屉式,固定转换式和电加热转筒式。

①抽屉式去湿机的结构如图2-37所示。



r。

—-L

1

图2-37抽屉式去湿机的结构1-■外壳2—抽屉式除湿层3—分风隔板4_密封门

抽屉式去湿机的工作原理如下:

需要去湿的空气在风机的作用下由分风隔板进人硅胶层除

78中央空调清洗技术

湿,除湿后的干燥空气由风道送入房间。

硅胶的吸水能力有一定限制,没有吸水的硅胶为淡紫色颗

粒,随着吸收量的增加,颜色逐渐变为淡粉色,最终失去吸水能力。当硅胶失效后,应取出抽屉,取下硅胶,通过加热的方法,将失去吸水能力的硅胶再生或更换新的硅胶。

②固定转换式去湿机的结构如图2-38所示:

8

图2-38固定转换式去湿机的结构1_湿空气人口2、7—风机3、5—转换开关4.9一硅胶筒6—加热器8—再生空气人口

固定转换式去湿机的工作原理如

工作时,它的两个硅胶筒轮流进行吸水工作,空气经风机及转换开关进人左边的硅胶筒吸水后经转换开关5排出后由风道送入室内:同时空气还由风机7作用,经加热器升温后进人另一个硅胶筒给硅胶加热使其再生。它们通过转换开关控制3

③电加热转筒式去湿机的结构如图2-39所示。

电加热转筒式去湿机的工作原理如下:

电加热转筒式去湿机中装有一个硅胶筒,工作时硅胶筒就缓

第2章中央空调系统主耍结构部件79

W2-39电加热转筒式去湿机的结沟1一箱体2—硅胶转筒3_电加热器4—密闭隔风板5—湿空气进U6—蒸发器7—离心式风机8—干空气出风[丨9一再生空气进口10—再生空气出口

慢转动.由密闭隔风板分成再生区和除湿区。空气经蒸发器降温后进人除湿区,除湿后由风机送入室内,与此同时,再生区的硅胶则被加热而恢复吸水能力后再转到除湿区进行除湿。

2)氯化锂除湿机。氯化锂除湿机的结构如图240所示。氯化锂除湿机的除湿系统由吸湿转轮、风机、过滤器等组

成,吸湿转轮是将吸湿剂和铝均匀地吸在两条石棉纸上,再将纸卷成具有蜂窝通道的圆柱体,其中吸湿剂是用来吸收水分的,而铝的作用是将吸湿剂固定在石棉纸上。

其再生系统由电加热器、风机和隔板组成,隔板将转轮分成再生区和吸湿区。

氯化锂转轮除湿机的工作原理如图241所示。

80中央空调清洗技术

再生空气入口

处理空气出口

图240氯化锂除湿机的结构1一机壳2—电动机3—减速器4一传动装置5—转芯6—除湿空气用过滤器(楔形、泡沫塑料)7—再生风机

8—电器控制箱9一电加热器10—调风阀11一再生空气用过滤器(板式,泡沫塑料)12—动力配电箱13—电接点温度计

图241氯化ffl转轮除湿机的L作原理

第2章屮央空调系统fc要结构部件81

需要除湿的空气在风机的作用下进人吸湿转轮,失去水分后送入空调房间:再生空气在再生风机的作用下进人再生区,经加热器加热至120丈后,将转轮内水分汽化后带出箱外并排出室外,可以连续地取得干燥空气。

2。3。2空气质量控制及净化设备

1.活性炭吸附器

(1)活性炭活性炭的主要材料为硬质植物和果核等,经过加工活化后,碳的内部形成极小的非封闭孔隙.lg活性炭的有效接触面积高达1000m2,而每升活性炭就有485g,因此,它具有很强的吸附能力对•些气体而言,活性炭的吸附量等于它本身质量的1/6~1/5。

活性炭的吸附量在接近或达到吸附保持量时,其吸附能力将下降或失效,这时就需要更换已饱和的活性炭或对其再生。表2-15中提供了服务对象不同的通风空调所需的活性炭用量及其寿命(或再生周期)。

表2-1S活性炭用量及其寿命

用途每lOOOm'/h所需活性炭用量平均使用寿命

居住建筑10>2年

商业建筑10-121.0~1.5年

工业建筑160.5〜1.0年

(2)活性炭吸附器活性炭呈颗粒状,可以装在不同形状的多孔或网状的容器内形成活性炭吸附器。为防止活性炭吸附器被灰尘堵塞,应没置初效过滤器加以保护:

活性炭吸附器是用活性炭吸附有毒有害成分的特性来净化空气的,可利用不同的浸渍剂来有针对性地净化空气。活性炭不能再生,或者再生不经济,仅能一次性使用。因此,活性炭空气净化器多用于小型空调系统,

82中央空调淸洗技术

2.负离子发生器

在雨后森林中,人们普遍感觉空气清新,这主要是由于空气中负离子增多。通常在洁净的山区离子浓度可达2000个/cm3以上,在农村可达1000~1500个/cm3,而在城市则只有200~400个/cm3。一般空气中正离子数大于负离子数。

一些研究结果认为:负离子对人体有良好的生理作用,可降低血压、抑制哮喘、对神经系统有镇静作用并有利于消除疲劳等。

为增加负离子的浓度,可采用人工产生负离子的方法,即利用电晕放电、紫外线照射或利用放射性物质使空气电离。比较常用的方法是利用电晕放电法。人工负离子发生器类似于静电集尘器的原理,不过不是要使负离子不被吸引中和,而是通过离子流或通过专设的风扇使空气中的负离子增加,达到改善空气质量的目的。

负离子发生器随其功率的大小所产生的负离子数量有悬殊差异,同时也与距离有极其密切的关系,并且容易吸附灰尘堵塞而难以清洗,因而使得该技术的应用受到很大的局限-

3。光触媒型空气净化器

它是国外推出的新型高效空气净化材料光触媒,应用于健康空调。

一般认为,光触媒就是经过光敏剂严格处理的活性炭,光敏剂是光触媒的核心。光触媒的工作原理是利用涂敷光敏剂的活性炭微孔来吸附有害气体。连续使用0。5~1年,达到一定饱和程度后,将其拆卸下来,置于阳光下暴晒6~8h,再置于室外大气中晾晒8~16h即可重新使用3

应该指出的是,光触媒装置同时必须设置初效过滤器,以保护光触媒空气净化器的使用寿命。

4.生物透析膜片除臭系统

它是美国的VAPORTEK公司研制的一种新式生物透析膜片除臭系统。该膜片释放的脱臭离子不仅可以除去空气中的臭气成

第2章中央空调系统主要结构部件83

分,并且更能积极地渗透到墙壁、家具、床、器具、地毯等内部于根源处切断臭味的产生可用于办公室、饭店、住宅等臭味强度比较低的场合,也可用于生产过程中产生臭味强度比较大的场所。

5.空气过滤器

空气过滤器可分为初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。此外,也有用静电的,还有结合各种新技术的。

(1)初效过滤器初效过滤器主要过滤10~100(jini的大颗粒物质,多以粗、中孔泡沫塑料和无纺布等为原料,用F空气预处理。

(2)中效过滤器中效过滤器主要过滤1~lOpjn的灰尘,多以细孔泡沫塑料和合成纤维为原料。

(3)高效过滤器高效过滤器主要过滤微小颗粒物质,多以玻璃纤维和合成纤维为原料。

6。静电集尘器

在空调净化中,常用的静电集尘器为两段式:第一段为电离段,第二段为集尘段。

在电离段,由电源输出的高电压使正电极表面电场非常强,以致在空间内产生电晕,形成数量相等的正离子和负离子。正离子被接地负极所吸引,负离子被放电正极所吸引,由于放电正极和接地负极之间形成的电位梯度是很大的不均匀电场,负离子易被放电正极所中和。因此,当气溶胶粒子通过电离段时,多数附有正离子,使微粒带正电,少数带负电3

在集尘段,由平行金属板相间构成正负电极,在正极板上加有高电压,以产生一个均匀平行的电场,带正电的粒子流入该平行电场后,则被正极板排斥,被负极板吸引并最终被捕集。带负极的粒子正好相反,被正极所捕集。

静电集尘器的集尘效率主要取决于电场强度、气溶胶流速、尘粒大小及集尘板的几何尺寸等。

积在极板上的灰尘需要定期清洗,小型静电集尘器的集尘段

84中央空调清洗技术

可整体取出清洗。清洗后需烘干再用。

2。3。3空气输送设备

1。风机

风机是确保空气在系统中正常流动的动力源,它提供的动力包括动压和静压两部分。动压是空气产生流动的压力;静压则是用于克服空气在管道中流动的阻力,二者之和称为全压。

风机主要分为离心风机、轴流风机和其他风机。

(1)离心风机离心式风机具有风压高、风量可调、相对噪声较低、可将空气进行远距离输送的特点,适用于噪声要求较低、高风压的场合。

1)结构。离心风机的空气流向垂直于主轴,它主要是由叶轮、机壳、出风口、进风口和电动机组成:叶轮安装在电动机主轴上随着电动机高速转动。叶轮上的叶片将空气从进风口吸入,然后被甩向机壳,并由机壳收集、增压后由出风口排出。

2)分类。离心风机按出口方向可分为左旋和右旋,从电动机一端正视,叶轮顺时针方向旋转称为右旋,逆时针方向旋转称为左旋。

(2)轴流风机轴流式风机风压较低、风量较大、噪声相对较大、耗电少、占地面积少、便于维修。

轴流式风机的空气流向平行于主轴,它主要由叶片、圆筒形出风口、钟罩型进风口、电动机组成。叶片安装在主轴上,随着电动机高速运动,将空气从进风口吸入,沿圆筒形出风口排出。

(3)其他风机

1)贯流式风机。贯流式风机采用一个筒形叶轮,其噪声介于离心风机和轴流风机之间,可获得扁平而高速的气流,出风口细长,结构简单,常用于风幕机、风机盘管和家用空调室内侧风机:

2)混流式风机。混流式风机又称子午加速轴流风机。它兼有离心风机和轴流风机的优点,其出风筒为锥形,空气在其中被

第2茯中央空调系统主要结构部件85

加速,它既能产生高风压,又能维持轴流风机的高风量。另外,混流式风机还具有结构简单、造价低、维护方便等特点。

2.风道

(1)材料

1)金属风道。金属风道的材料有镀锌铁皮、薄钢板和不锈钢板等=

2)非金属风道。非金属风道的材料有玻璃钢、塑料、混凝土风道等。

3)新型材料风道。在新型空调中也有用玻璃纤维板或两层金属间加隔热材料的预制保温板做成的风道,但造价较高。

(2)形式风道按几何形状有圆形风道和矩形风道两种。

1)圆形风道。圆形风道的强度大、消耗材料少,但加工工艺较复杂,占用空间大,不易布置美观,常用于民用建筑的暗装,或用于工厂厂房、地下人防的暗装管道。

2)矩形风道。矩形风道易亍布置,便于与建筑空间配合,且容易加工,因而目前使用较为普遍。

(3)风道保温风道的保温是为了减少管道的能量损失,防止管道表面产生结露现象,并保证进入空调房间的空气参数达到规定值。

目前常用的保温材料有阻燃性聚苯乙烯或玻璃纤维板,以及较新型的高倍率的独立气泡聚乙烯泡沫塑料板。

风道的保温结构由防腐层、保温层、防潮层和保护层组成。防腐层一般为1~2道防腐漆。常用的保护层和防潮层有金属保护层和复合保护层两种。金属保护层常采用镀锌薄钢板或铝合金板;而复合保护层则有玻璃丝布、复合铝箔及玻璃钢等。

3.送、回风口

(1)风口的作用经过热湿处理的空气通过送风口送入室内,进行热湿交换后,空气通过回风口回到空调机组中再进行处理。合理地选择送、回风口的形式,确定送、回风口的位置,就可以在整个房间形成均匀的温度、湿度、气流速度和空气洁净

86中央空调清洗技术

度,以满足生产工艺的要求和人员的舒适要求。

(2)风口的类型空调工程中常用送风口的类型、特点及

适用范围见表2-16:常用的回风口有网格式、固定百叶式和活动百叶式。

表2-16常用送风口的类型、特点及适用范围

空气分离器的类屯送风口类型形式气流类型及调节性能适用范围备注

侧送风U格栅送风口有叶片固定和叶片可调两种,不带风量调节阀1.属圆射流2.叶片可调格栅,可根据需要调节上H顷角或扩散角3.不能调节风口风量要求不高的一般空调叶片固定的格栅送风口可做回风口用.也可做新风「I

单层百叶送风口叶片横装为H型,竖装为V型,均带有对开式风量调节阀1.属圆射流2.H型可调竖向扩散角度,V型可调水平扩散角度用T-般精度的空调工程单层百叶风口与过滤器配套使用可做回风U

双层百叶送风口外层叶片横装,内层叶片竖装为HV型.外层叶片竖装,内层叶片横装为VH型,两种形式均带有对开式风量调节阀.也可装配町调式导流片1.属圆射流2.外层叶片可调,可根据需要调传竖向以及水平扩散角度用于公共建筑的舒适性空调,以及较高精密的工艺性空调叶片可调成四种吹出角,调整范闱为0°~180°

条缝形百叶送风n长宽比大于10。叶片横装可调的格栅风U,或者与对开式风量调节阀组装在一起的条缝百叶风口1。属平面射流2。根据需要可调节上下倾角3。必要时可调节风量可做风机盘管出风口

第2卓中央空调系统主要结构部件87

(续)

空气分离器的类屯送风口类型形式气流类型及调节性能适用范围备注

散流器圆形(方形)直片式散流器扩散圈为三层锥形面,拆装方便,可与单开阀板式或双开阀板式风量调节阀配套使用1。扩散圈挂在上。面一档呈下送流型,挂在下面一档呈平送流型2。能调节送风量用于公共建筑的舒适性空调和]:艺空调

圆盘形散流器圆盘呈倒磨菇形,拆装方便。可与单开成双开阀板风量调疚阀配套使用1.圆盘挂在上面一档呈下送流型,挂在下面•档呈平送贴附流型2.能调节送风置

流线型散流器散流器及其扩散圈呈流线型,可调节风量气流呈下送流裀,采用密集布置用于净化空调

方形(矩形)散流器扩散圈的形式有十多种,可形成1〜4个不同的送风方向。可与对开式多叶调节阀或单开阀板式调节阀配套使用,拆装方便1。平送贴附流型2。能调节送风量闬f•公共建筑的舒适性空调

条缝(线形)形散流器长宽比很大,叶片单向倾斜为-•面送风,叶片双向倾斜为两面送风气流呈平送贴附流型用于公共建筑的舒适性空!调

88中央空调清洗技术

(续)

空气分离器的类型送风口类型形式气流类型及调节性能适用范围备注

喷射型送风口圆形喷□出口带较小的收缩角度属于圆射流,不能调控送风量用于公共建筑和高大厂房的一般空调

矩形喷匚1出口渐缩。与送风主管流量调节阀配套使用属于圆射流,能调控送风量用T公共建筑和高大厂房的一般空调

球形旋转喷口带较短的圆柱喷U,与转动球体相连接属于圆射流,既能调节气流方向乂能调节送风量用于空调和通风位送风

无芯管旋流送风口圆柱形旋流送风□由风口壳体与无芯管起旋器组装而成、带风量调节阀向下吹出流型用于公共建筑和工业厂房的一般空调

旋流吸顶散流器可调成吹出流型和贴附流型

旋流凸缘散流器可调成吹出流型、冷风散流型和热风贴附流型

条形送风口活叶条形散流器J长宽比十分大,在槽内采用两个可调叶片来控制气流方向可调成平送贴附流型,也可调成垂直F送流型,可使气流朝一侧送出。也可朝两侧送出用于公共建筑的舒适性空调

第2章中央空调系统主要结构部件89

(续)

空气分离器的类型送风口类型形式气流类型及调节性能适用范围备注

孔板送风口扩散孔板送风口由铝合金板和髙效过滤器组成的高效过滤送风□乱流型用于乱流洁净室的末端送风装置,也可作为净化系统的送风口

4。风阀

中央空调系统的风阀可分为一次调节阀、自动调节阀和防火排烟阀。

(1)一次调节阀一次调节阀主要用于系统调试,调好后阀门位置就保持不变,如三通阀、蝶阀、对开多叶阀、插板阀等。

(2)自动调节阀自动调节阀是系统运行中需要经常调节的阀门,它要求执行机构的行程与风量成正比或接近成正比,多采用顺开式多叶调节阀和密封对开多叶调节阀。新风调节阀常采用顺开式多叶调节阀;系统风量调节阀多采用密封对开多叶调节阀。

(3)防火排烟阀

1)防火阀。防火阀用于与防火分区贯通的场合。当发生火灾时,火焰侵入烟道,高温使阀门上的易熔合金熔解,或使合金产生变形而使阀门自动关闭。防火阀与普通的风量调节阀结合使用可兼起风量调节的作用,则可称为防火调节阀.防火阀的动作温度为70T。

2)防烟阀。防烟阀是与烟感器连锁的阀门,即通过能够探知火灾初期发生烟气的烟感器来关闭风门,以防止其他防火分区

90中央空调清洗技术

的烟气侵人本区:

3)排烟阀。排烟阀应用于排烟系统的管道上,火灾发生吋,烟感探头发出火灾信号,控制中心接通排烟阀上的电源,将阀门迅速打开进行排烟。当排烟温度达到280T时,排烟阀自动关闭=排烟系统停止运行。

2.3.4空气分配设备

空气分配设备是安装在不同位置的各种类型的送风末端设备与排风设备(送风口和进风口),它们起合理组织分配室内气流的作用,使室内的空气温度场及速度场满足要求。

如图242所示为空调房间的几种送风方式。

a)c)

图242空调房间的几种送风方式侧送风b)散流器送风c)条缝送风d)地板送风

第3章中央空调系统污垢的成因及危害

中央空调在运行过程中,其水系统、通风系统不可避免地会产生各种污垢一水垢、腐蚀、微生物藻类等,这些污垢的存在增加了设备的维修费用,大大缩短了设备的运行寿命。本章中,我们来对中央空调系统污垢的成因及危害做详细的了解:

3.1中央空调水系统的污垢和腐蚀

中央空调中有冷却水和冷冻水。水是一种良好的冷却介质,比较价廉,但即使经过自来水厂等处理过的水仍然不同程度地含有溶解固体、气体及各种悬浮物。这些溶解固体、气体及悬浮物能引起诸如沉积物腐浊、微生物(藻类、菌泥)繁殖等问题,而这些问题的存在,会给中央空调的安全运行带来危害。

3。1。1中央空调冷却水系统生成的污垢

中央空调冷却水系统在日常运行过程中,会生成以下一些污垢。

1。沉积物

中央空调的冷却水系统在运行过程中,会有各种物质沉积在换热器的表面,这些物质统称为沉积物。

(1)沉积物的分类不同的文献对沉积物的分类也不完全一致,有的将沉积物统称为污垢,污垢也包括水垢。有的将沉积物分为污垢和水垢两大类,污垢中不包括水垢。这里我们选择后一种分类方法。

实际上,沉积物是各类垢的混合物,习惯上常将其称为污

92屮央空调清洗技术

垢。例如,沉积物的取样分析就是通常所说的污垢分析;垢样分析或污垢成分、污垢密度、污垢热导率及污垢沉积速率中的“污垢”实际上都是指包括水垢在内的沉积物、一般认为,英语foulwg是不包括水垢的软垢,但习惯上又将其译为“污垢”,与上述又有矛盾。本书采用了某些文献的译法,将水垢以外的软垢译为“污泥”,以与污垢区别。

沉积物通称为污垢,分为水垢和污泥两大类。污泥中又包括淤泥、黏泥和腐蚀产物。各类沉积物的大致组成见表3-1。

表34各类沉积物的大致组成

污泥相对水垢而言较疏松,又称软垢。常含有泥渣、粉尘、沙粒、腐浊产物、天然有机物、微生物菌落和分泌物、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁及一般碎渣等

淤泥以泥沙为主的软垢

黏泥又称生物沉积物。由微生物及其分泌物和残骸组成,为具有滑腻感的胶状黏泥或黏液

腐蚀产物它们主要由水垢、淤泥、腐蚀产物和生物沉积物构成:通常人们把淤泥、腐蚀产物和生物沉积物三者称为污垢

(2)沉积物的来源中央空调冷却水系统沉积物的来源有以下几个方面。

1)来自补充水。未经预处理或预处理不良的补充水会将泥沙、悬浮物、微生物带入中央空调水系统,即使澄清、过滤、消毒良好的补充水也会有一定的浑浊度并带有少量的微生物。澄清过程中还可能将混合凝剂的水解产物、铝或铁离子留在补充水中。另外,不管是否经过预处理,补充水中的溶解盐都会带人循环水系统。

2)来自空气。泥沙、粉尘、微生物及其孢子会随着空气带入循环系统,有时昆虫(如甲壳虫)也会大量带人系统,引起

第3章屮央空调系统污垢的成W及危害93

换热器堵塞。当冷却塔周围环境受到污染时,硫化氢、二氧化硫、氨等腐蚀性气体有可能随空气进人循环水中发生反应而间接造成沉积。

3)来自工艺介质泄漏。水冷器泄漏,特别是漏油或某些有机物会导致污泥沉积。

4)来自化学处理药剂。如在循环水中加锌盐或聚合磷酸盐缓蚀剂,则有结锌垢或磷酸盐垢的可能性。

5)来自系统腐浊所形成的腐蚀产物。

(3)沉积物的危害不管是硬垢(水垢)还是软垢(污泥)沉积在换热器上都会影响传热,使得换热器效率下降。严重时甚至使换热器堵塞,系统阻力增大,水泵和冷却塔效率下降,能耗增加。此外,软垢还会促进垢下腐浊。这种局部性的腐蚀比全面腐蚀的危害性更大,能够导致换热器腐浊穿孔,特别是微生物黏泥引起的垢下腐蚀,能在短时间内使换热器泄漏,甚至造成非正常停产。

2.水垢

水垢一般都由具有反常溶解度的难溶或微溶的无机盐组成,又称为硬垢、水生垢、碱垢或矿物垢。

在中央空调循环冷却水系统中,最常见的难溶及微溶盐类有碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、硅酸镁、磷酸锌等。当这些盐类呈过饱和状态时,在一定条件下,可能在换热器的表面以水垢的形态析出。水垢是具有固定品格的无机盐类,以垂直于换热器表面的方向定向生长,与金属表面牢固结合,单一的水垢一般比较硬、厚且致密。

在直流冷却水或不加阻垢剂的循环冷却水系统中,当补充水中的钙硬度大时,常产生这种硬垢。水垢使换热器效率下降、系统阻力增加,严重时甚至使换热器堵塞,水垢对冷水机组性能的影响参见表3-2。

从表3-2中可看出:水垢热阻对制冷机性能影响很大,特别是对溴化锂吸收式冷水机组影响更大。

94中央空调清洗技术

表3-2水垢对冷水机组性能的影响

水垢层厚度8/mm水垢热阻V(m2•K/W)换热器传热系数/[U7(m2•K)]换热量增减情况(%)溴化锂冷水机组压缩式冷水机组

冷却水侧增减制冷量(%)冷冻水侧增减制冷量(%)机组总增减制冷量(%)冷却水侧增减制冷量(%)冷冻水侧增减制冷量(%)机组总增减制冷量(%)

003880129108106114102.9104.7107.6

0。0750。0000433326114104103107101。4102。2103。6

0。150。0000862915100100100100100100100

0.300.0001722331809294.586.59896.894.8

0.450.000258194266.686.59076.596.794.691.3

0。600。000344166457。181。586。56895。793。188。8

一般冷水机组额定制冷量是按3=0。15mm,000086m2

•K/W标定,出厂的新机组由于换热管一般均经过钝化处理,所以新机器的水垢热阻#0,近似为5=0.075mm,Rf=0.000043m2•K/W。因此,出厂的新机组制冷量应比额定值大,对溴化锂机组应大7%,对压缩式冷水机组应大3.6%左右。所以选用的新机组,不仅要达到额定值,而且应该大于额定值。出厂的LiBr机组比额定制冷量要大7%。

水垢不易发生垢下腐蚀,一般不会使换热器造成腐蚀泄漏。换热器经酸洗除垢后,可以完全正常使用并恢复正常传热效率。通常水垢在沉积过程中,常与淤泥、黏泥、腐蚀产物混合在一起成为污垢,并不是单一的水垢。水垢的致垢离子基本上来自天然水,如Ca2+、Mg2\SO:_、SiO”、HCO;等离子均由补充水带入。也有一部分致垢离子是由循环水带入的,如POl、Zn2+等离子。其中正磷酸根P0]_多由聚合磷酸盐(六偏磷酸钠或三聚磷酸钠)水解而来。

(1)难溶或微溶盐的溶度积在一定温度下,饱和溶液中

第3章屮央空调系统污垢的成因及危害95

所含某些盐类的量称为该温度下该盐的溶解度。一般在室温下(2or),每ioog水中该盐类的溶解度小于o。ig的为难溶盐,在0。1~i。og的为微溶盐。水垢的组成多为难溶盐或微溶盐。难溶盐或微溶盐的溶解度都很小,常用溶度积来表示其溶解平衡状况。表3-3中为部分难(微)溶盐的溶度积。

表3-3部分难(微)溶盐的溶度积(251气温条件下)

分子式溶度积&分子式溶度积心分子式溶度积&

CaCO34.8xlO-9Fe(OH)21xlO"15Mn(OH)21.1xlO-13

Ca(OH)25.5xlO-6Fe(OH)33.2xl0~38ZnCO31.5xlO-11

CaS042.5xlO'5MgCO,1x10-5Zn(OH)27.1xlO-18

Cu(OH)25.OX1O'10Mg(OH)21.8xlO-"Ca3(PO4)3sxio-^oor)

FeCO35.7xl0-11MnCO33.8xlO'11

难溶或微溶盐的饱和溶液中,当温度一定时,其离子的物质的量浓度乘积为一个常数,称为溶度积或溶解平衡常数。多离子的溶解平衡通式为

M^Ay^xM'+yA'~

式中?I、M——阴、阳离子的物质的量浓度(mol/L)(M=xS,.4=yS);

x、v阴、阳离子的价数;

S——溶解度(mol/L)。

当水中某些盐类离子的物质的量浓度乘积等于溶度积时,为饱和溶液;小于溶度积时,为不饱和溶液;大于溶度积时,为过饱和溶液。过饱和时,可能发生水垢沉淀。

(2)难溶或微溶盐的过饱和应该说是中央空调循环冷却水系统的条件使难溶或微溶盐类可能达到过饱和。其原因主要有以下方面。

1)由于浓缩倍数的提高,使补充水带入的大部分离子都成倍增长,也就是使一些难溶或微溶盐类在水中的含量提高了数

96中央空调淸洗技术

倍。但应说明,碳酸氢根(HCOf)在水中的含量不是成倍增长的,如果用酸调节pH值,HCO3_甚至还可能下降。

2)由于系统水温的升高,使部分溶解度盐类的溶解度降低了:碳酸钙及隣酸钙就是这种反常溶解度盐类,其溶解度随温度的升高而降低。以碳酸钙的溶度积为例,20%;时为5.22x10_9,25冗时为4.8xl0-9、40T时为3.03xl0_9。因而水温升高后碳酸钙更容易过饱和。

3)由于碳酸氢盐是很不稳定的盐类,其在换热器表面上受热分解为碳酸盐和二氧化碳。而碳酸钙的溶解度很低,因而很容易在换热器表面形成碳酸钙垢,其反应式如下。

Ca(HCO3)2—CaCO3;+H2O+CO2?

冷却水通过冷却塔相当于一个曝气过程,溶解在水中的C02

会溢出,因此,水的pH值会升高。此时,重碳酸盐在碱性条件下会发生如下反应。

Ca(HCO3)2+2OH-=CaCO“+2H2O+C02t+02_

当水中溶有氯化钙时,会产生下列置换反应。

CaCl2+CO”CaCO3|+2C1—

如水中有适量的磷酸盐时,磷酸根将与钙离子产生磷酸钙,其反应为

2PO4-+3Ca2+=Ca3(PO4)2

上述一系列反应产生的CaCO;和Ca3(PO4)2均属微溶性盐,它们的溶解度比CaCl3和Ca,(PO4)2要小得多3此外,CaCO3和Ca3(PO4)2是随着温度的升高而降低。因此,在冷凝器的传热表面上,这些微溶性盐很容易达到过饱和状态而从水中结晶析出。当水流速度比较小或传热面比较粗糙时,这些结晶沉积物就容易沉积在传热表面上形成水垢。

这些水垢都是由无机盐组成,其结晶致密,比较坚硬,故又称无机垢或硬垢。它们通常牢固地附着在换热器表面或管道壁,不易被水冲洗掉。

第3$屮央空调系统污垢的成凶及危害97

大多数情况下,中央空调水系统中形成的垢是以碳酸钙为主的,这是因为硫酸钙的溶解度远大于碳酸钙。例如在01时,硫酸钙的溶解度是180()mg/L,比碳酸钙大90倍,所以碳酸钙比硫酸钙更容易析出。同时,天然水中溶解的磷酸盐较少,因此,除非向水中投入过量的磷酸盐,否则磷酸钙水垢将较$出现。

中央空调冷冻水系统一般为封闭式。冷冻水在•闭系统中循环,水分不蒸发,不浓缩,不存在溶解盐的过饱和问题,水温也很低。因此,冷冻水系统中的水垢可以说是很少的。

3.污垢

污垢一般是由颗粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、杂质碎屑、油污、细菌和藻类的尸体及黏性分泌物等组成。这些物质本身不会形成污垢,但它们在冷却水中起到了CaCO3微结晶的晶核作用,这就加速了CaCO3结晶析出的过程。当含有这些物质的水流经换热器内表面时,容易形成污垢沉积物,特别是流速较慢的部分污垢沉积物更多。这种沉积物一般体积较大,质地疏松稀软,故称为软垢。它们是引起垢下腐蚀的主要原因,也是某些细菌生存和繁殖的温床。

当防腐措施不当时,换热器的换热表面经常会有锈瘤状腐蚀产物形成的沉积物,此类沉积物除了影响传热外,更严重的是助长了某些细菌的繁殖,最终导致换热表面腐蚀穿孔而泄漏Q

4.微生物垢

中央空调循环冷却水的工作温度下,微生物生长旺盛.许多阻垢剂常常是微生物的营养源,因此,微生物黏泥的生长和污垢堵塞是冷却水及低温换热器的危害之一。

(1)微生物的类型微生物是低等生物的统称,中央空调冷却水系统中常见的微生物有真菌、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌、硝化细菌和原生动物3它们繁殖速度快,在一段时间内可形成很大的群体-

(2)微生物的来源冷却水中微生物的来源有以下几个方

面:

98中央空调清洗技木

1)空气及携带的灰尘等杂物。冷却水和空气在冷却塔中充分接触,把空气中的尘粒杂物洗涤进了水中。一座较大的冷却塔每天进人水中的灰尘可能为几十到上百千克,在有风或干燥时可能会更多3灰尘中黏附着大量的微生物及其孢子,lg普通的土壤可能含有5x102~1x103个,lg肥沃的土壤可能含有1x109个以上的微生物及其孢子。

2)补充水。补充水中或多或少地都会含有微生物,较清洁的水中细菌总数为102~103个/mU这些微生物也随着补充水进人冷却水系统。

3)工业污染和泄漏3工厂的泄漏也会使微生物进人冷却水,雨水和其他冷却水也会带进微生物。

(3)微生物的生存条件不同种类的细菌对生存条件的要求差别很大,微生物的生存一般需具备以下几个条件3

1)营养。细菌由蛋白质、碳水化合物、脂肪及微量元素组成,故需要碳、氢、氧、氮、硫、磷及微量元素为营养3根据营养来源不同,可分为两类:

①自养菌。能直接利用空气中的二氧化碳及无机盐类作为营养来源,为无机营养型。

②异养菌=其营养来自于有机物质。

一般认为中央空调循环冷却水中COD大于10mg/L,就容易引起异养菌繁殖。

2)氧气。细菌体内也有氧化还原的呼吸作用,在呼吸过程中吸收营养,排放废物。按其呼吸方式可分为好氧菌和厌氧菌。

①好氧菌。好氧菌呼吸时必须有分子态氧存在,以便将有机物氧化成二氧化碳和水。

②厌氧菌。厌氧菌呼吸时不利用分子态氧,而是利用含氧的有机物或无机物,其呼吸产物不是二氧化碳和水。

此外,有一类细菌,在有无分子态氧的环境下都能生存。

在中央空调循环冷却水系统中,水在冷却塔里的喷淋、曝气过程为好氧微生物的生长提供了充足的溶解氧,好氧菌成为优

第3章中央空调系统污垢的成W及危害99

势,占总菌数的90%。

3)温度。每种细菌都有一个最佳的繁殖温度,大部分细菌适合于30~451下生存繁殖、有的细菌嗜冷,在0~251下容易生长繁殖;有的则嗜热,在45下容易生长繁殖。

4)湿度。微生物细胞中含水73%:85%,其生存及繁殖需要水分,干燥时生长能力减弱,甚至停i生长。不同微生物对干燥的抵抗力也不同。

5)酸碱性。大部分细菌适合于pH值6~9的中性或弱碱性条件下生存繁殖,丝状菌易在酸性条件下生存繁殖。

6)光线。一般微生物不需要光线就可以生存,况且光线中的紫外线对某些微生物(如霉菌)有杀灭作用;而光能自养微生物需依赖光线起光合作用才能生存,如藻类含叶绿素即能利用阳光将二氧化碳合成有机碳营养物。

7)其他。微生物对电磁波、X射线、放射线都很敏感。超声波也能造成微生物细胞破裂而死亡。微生物对许多化学药剂也很敏感,许多药剂可用作对微生物的杀生剂。

3。1。2中央空调冷却水系统的金属腐蚀

中央空调冷却水系统的腐蚀通常是一些金属腐蚀。

1.冷却水中金属腐蚀速度的表示方法

腐蚀速度又称为腐蚀速率或腐蚀率。文献中有各种表示腐烛速度的方法和单位。过去工业冷却水处理的文献中广泛使用mpy(密耳/年)作为腐浊速度的单位。其中,m代表mil(密耳),是千分之一英寸(in),y则代表year(年),故mpy这一单位的物理意义是:如果金属表面各处的腐浊是均匀的,则金属表面每年的腐蚀深度将是多少mil。

近些年来,随着SI制(国际单位制)的推广,工业冷却水处理的文献中已经采用SI制的mm/a(毫米/年)和pn/a(微米/年)作为腐浊速度的单位。它们的物理意义是:如果金属表面各处的腐蚀是均匀的,则金属表面每年的腐蚀深度是多少mm

100中央空调清洗技术

(毫米)或|xrn(微米)。它们与mpy之间的换算关系如下1mpy=0。025mm/a=25|im/a

2.冷却水中金属腐蚀的分类

金属腐蚀有多种分类方法,见表34。

表34金属腐蚀的分类

分类方法类型

按腐蚀所处的环境分类可分为干腐蚀、湿腐蚀、无水有机液体和气体的腐蚀、溶盐和熔渣中的腐蚀、熔融金属中的腐蚀五大类

按腐蚀机理分类可分为化学腐蚀、电化学腐浊以及物理腐蚀三大类

按腐蚀的形态分类可分为全面腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀e应力腐蚀也常归于局部腐蚀的范畴。一般情况下采用腐蚀形态的分类法

此外,还有按金属材料、按应用范围或工业部门、按防护方法等来分类。

(1)全面腐烛即腐蚀分布在整个金属表面上,它可以是均匀的,也可以是不均匀的。由于金属表面从微观上存在阴阳极,形成极微小的腐蚀电池。这些微阳极和阴极大量分布在整个金属表面上,形成了全面腐蚀。由于这些阴阳极在碳钢组织中排列卜分紧密,阴阳极并不分离,所以阴阳极的电位差极微小,也可以认为等于零因其阴阳极面积基本相等,又覆盖在整个金属表面上,所以虽有腐蚀,但腐蚀相对较均匀。腐蚀产物在整个金属表面形成之后,又可能具有一定的保护作用,使腐蚀速度减慢。所以,全面腐蚀的危害性不是很大。设计时可以适当增加壁厚,留出金属允许腐蚀的速度,以保证一定的使用期、

(2)局部腐蚀局部腐蚀只集中于金属的一定部位。局部腐蚀电池中的阴阳极通常可宏观地辨认出来,阴阳极是分离的,并有电位差。般阴极面积大于阳极面积,腐蚀面积较小较集中。腐蚀产物覆盖不全面,没有保护作用。因此,局部腐蚀的速度比全面腐蚀的速度快,可以在短期内使金属腐蚀穿孔或龟裂.

第3章屮央空调系统污垢的成因及危害101

故危害性也比全面腐烛大。

点蚀、斑点腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀以及微生物腐浊均属于局部腐蚀。防止局部腐浊是中央空调冷却水中金属防腐的关键。

对中央空调冷却水系统来说,局部腐蚀可能是由于以下原因引起的:

1)用保护膜或涂料抑制腐蚀时,保护膜局部破裂或涂料局部脱落,这些破裂或脱落的地方属阳极,因而受到腐蚀。

2)金属本身有缺陷,如表面有切割、擦伤、缝隙或应力集中的地方,这些局部和其他地方相比,电位特别低,因此造成阳极而受到腐蚀。

3)致密的碳酸钙水垢,可以保护碳钢不受水的腐蚀因此,当水垢局部剥离时,露出的金属部分就成为阳极,腐蚀便在这些地方进行因此,旧的中央空调冷却水系统在开启前必须将老垢清洗干净,以减少局部腐蚀。

4)金属表面所接触的水溶液中,由于氧的浓度不同,形成氧的浓差电池,富氧部分为阴极,而缺氧部分则成为阳极受到腐蚀。

5)金属表面局部附着的沙粒、氧化膜、沉积物等使干净的表面成为阴极,而粘附杂质的不干净部分则由于缺氧而形成阳极,在这些粘附杂质的下面.容易形成缝隙腐蚀。

3。冷却水中金属腐蚀的影响因素

不同冷却水系统中金属的腐蚀形态和腐蚀速度是不同的为此,需要了解冷却水系统中影响腐浊的各种因素,从而设法避开不利的因素,利用有利的因素,以减轻和防止冷却水中金属设备的腐蚀。

冷却水中金属换热设备腐蚀的影响因素很多,概括起来可以分为化学因素、物理因素和微生物因素:

(1)pH值冷却水的pH值对于金属腐蚀速度的影响往往取决于该金属的氧化物在水中的溶解度对pH值的依赖关系。因

102中央空调清洗技术

为金属的耐腐蚀性能与其表面上的氧化膜的性能密切相关。如果该金属的氧化物溶于酸性水溶液而不溶于碱性水溶液,例如镍、铁、镁等,则该金属在低pH值时就腐蚀得快一些,而在高PH值时就腐蚀得慢一些。必须指出的是,将铁列入这一类金属是有条件的,因为pH值很高时,铁要溶解而生成铁酸盐。

图3-1表示充气软水的pH值对铁的腐蚀速度的影响。

5U1E)/超趔荽婆

1.00

(),

5057/52O。O。O。

V,„,,v.4

pH值

图3-1软水的pH值对铁的腐蚀速度的影响

有些金属的氧化物既溶于酸性水溶液中,又溶于碱性水溶液中。这些氧化物被称为两性氧化物,而这些金属则被称为两性金属,例如铝、锌、铅和锡。这些金属在中间的pH值范围内具有最高的腐蚀稳定性。图3-2中表示出水溶液的pH值对铝腐蚀速度的影响,并可以作为水的pH值对两性金属腐蚀速度影响的一个例子。

(2)阴离子金属的腐浊速度与水中阴离子的种类有密切关系。水中不同的阴离子在增加金属腐蚀速度方面具有以下的顺序:

no3_<ch,coo'<so;_<cr<cio;

冷却水中的cr、Br'r、so;-等活性离子能破坏碳钢、

不锈钢和铝等金属或合金表面的钝化膜,增加其腐蚀反应的阳极

第3章中央空调系统污垢的成因及危害103

ooooo76543

>.ds/趔驾荽婆

100

90

80

20

10

c-HF

e-H;PO4

/-H2SO4

g-NH4OH

a-t'HsCOOH

h-HCl

500

250

7891011121314

2250

2000

3-/11|3/鸪趔劳<

175015001250100()750

2500


pH值

图3-2铝的腐蚀速度与PH值的关系

过程速度,引起金属的局部腐蚀。

水中的铬酸根、亚硝酸根、钼酸根、硅酸根和磷酸根等阴离

子则对钢有缓蚀作用,其盐类是一些常用的冷却水缓蚀剂。

(3)络合剂络合剂又称配体3冷却水中常遇到的络合剂有:NH3、CN_、EDTA和ATMP等。它们能与水中的金属离子(例如铜离子)生成可溶性络离子(配离子),使水中金属离子的游离浓度降低,金属的电极电位降低(向负极方向移动),从而使金属的腐蚀速度增加。例如,冷却水中有氨存在时,由于它能与铜离子生成稳定的四氨合铜络离子Cu(NH3)^而使铜加速溶解3

(4)硬度水中钙离子浓度和镁离子浓度之和为水的硬度。钙、镁离子浓度过高时,则会与水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用,生成碳酸钙、磷酸钙和硅酸镁垢,引起垢下腐蚀。

(5)金属离子冷却水中的金属离子对腐蚀的影响大致有以下几种情况:

1)冷却水中的碱离子,例如钠离子和钾离子,对金属和合

104中央空调清洗技术

金的腐蚀速度没有明显的或直接的影响。

2)铜、银、铅等重金属离子在冷却水中对钢、铝、镁、锌这几种常用金属起有害作用。水中的这些重金属离子通过置换作用,以一个个小阴极的形式析出在比它们活泼的基体金属(钢、铝、镁、锌等)的表面上,形成一个个微电池而引起基体金属的腐蚀。

在酸性溶液中,Fe3+是一种阴极反应加速剂。某些矿物水具有强烈的腐蚀性,其原因就在于此。在中性溶液中,Fe2+却可以抑制铜和铜合金的腐蚀。

锌离子在冷却水中对钢有缓蚀作用,因此锌盐被广泛用作冷却水缓浊剂。

(6)溶解的气体

1)氧。氧在中性水(其中包括工业冷却水)中对一些金属的腐蚀起着重要的作用.在腐蚀着的金属表面上,它起着阴极去极化剂的作用,促进金属的腐蚀。除去氧后,水就变得没有腐蚀性了。

在某些情况下氧又是一种氧化性钝化剂,它能使金属钝化,免于腐蚀。

氧对水腐蚀性的影响随金属种类而变化:

①钢铁。在水对钢铁的腐蚀过程中,溶解氧的浓度是腐蚀速度的控制因素3图3-3中表示出了淡水中低碳钢的腐蚀速度与氧含量和温度间的关系。由图可知,在实验的温度和氧含量的范围内,低碳钢的腐蚀速度随氧含量的增加而增加。

②铝。铝的表面在水中有生成氧化膜的倾向,甚至在没有溶解氧的存在时也是如此。氧化膜的生长有助于防止腐蚀。在铝的腐蚀过程中,水中的氧并不是一种腐蚀促进剂。

③铜和铜合金、用铜合金管制造的凝汽器广泛应用于淡水冷却水中,其腐蚀速度较低。在很软的水中,氧和二氧化碳含量高时,能使铜的腐浊速度增加_

2)二氧化碳。二氧化碳溶于冷却水中,生成碳酸或碳酸氢

第3章中央空调系统污垢的成因及危害105

05050552-075276.5.3.2.1

0VEE)/避驾衷婆

012345678910

氧含量/(mg/L)

图3-3淡水中低碳钢的腐蚀速度与氧含量和温度问的关系盐,使水的pH值下降。水的酸性增加,将有助于氢的析出和金属表面膜的溶解破坏。

没有氧的存在时,溶解状态二氧化碳的存在会引起钢和铜的腐蚀,但不会引起铝的腐蚀。

3)氨。氨往往在工艺系统泄漏时进人冷却水中。当冷却水中存在氧化剂时,氨就选择性地腐蚀铜,生成可溶性的四氨合铜络离子Cu(NH3)^o

4)硫化氢。硫化氢是能进人冷却水系统中的最有害的气体之一。它是由于工艺过程污染、大气污染、有机体污染而进入的,或是由于硫酸盐还原菌还原水中的硫酸盐后生成的。

硫化氢会加速铜、钢和合金钢的腐蚀,尤其是加速凝汽器铜合金的点蚀,但硫化氢对铝没有腐蚀性。

5)二氧化硫。循环冷却水系统中的喷淋式冷却塔在运行过程中,会收集工业性大气中的二氧化硫。溶解在水中的二氧化硫会降低循环冷却水的pH值,增加它对金属的腐蚀。

6)氯=氯是控制冷却水中微生物生长最常用的杀生剂。氯进入水中后,水解生成盐酸和次氯酸。

Ck+H,0=HC1+HC1O

其中的次氯酸是一种弱酸,在水中它将进行电离,

HC1O=H++C1CT

106中央空调清洗技术

当水中的pH值=7.5时,水中的HC1O和CIO—的浓度相等;当PH值<7.5时,HC1O的数量占优势;当pH值>7.5时,则CIO_的数量占优势。

在水中,对于一些金属和有机化合物而言,氯是一种非常强的氧化剂。它与水中的亚铁离子相遇时,会发生下面的反应而使亚铁离子氧化成高铁的氢氧化物析出。

HC10+2Fe2++5H2O一2Fe(0H)3;+CP+5H+

这些氢氧化铁通常会沉积在管壁上形成污垢。与此同时,水

的pH值将下降,水的含氯量将增加。此外,氯还会氧化水中的二价锰离子。

与水中的一些金属离子反应后,剩下的氯还会与水中的氨和有机化合物反应,生成氯胺和含氯有机化合物。

(7)悬浮固体冷却水中往往存在由泥土、砂粒、尘埃、腐蚀产物、水垢、微生物黏泥等不溶性物质组成的悬浮物。这些悬浮物或者是从空气进人的,或者是由补充水带入的,也可能是在运行中生成的。当冷却水的流速降低时,这些悬浮物容易在换热器部件的表面生成疏松的沉积物,引起垢下腐蚀;当冷却水的流速过高时,这些悬浮物的颗粒容易对硬度较低的金属或合金(例如凝汽器中的黄铜管)产生破损腐蚀。

(8)流速在淡水中,金属的腐蚀主要是耗氧腐蚀。因此,在流速较低的时候,金属的腐蚀速度随水流速的增加而增加。这是因为水的流速增加,水携带到金属表面溶解氧的量也随之增加。当水的流速足够高时,足量的氧到达金属表面使金属部分或全部钝化。如果钝化发生,金属的腐蚀速度将下降。这种情况如图34所示。

如果水的流速继续增加,这时水对金属表面上钝化膜的冲击腐蚀将使金属的腐蚀速度重新增大。

超高速的流体设备中,例如离心泵的叶轮,还会引起空泡腐蚀。

(9)电偶在冷却水系统中不同金属或合金材料间的接触

第3章中央空调系统污垢的成因及危宵107

.250C75501丨O.O.O.

00。61。2182。4

流速/(m/s)

图34淡水的流速对碳钢腐蚀速度的影响

或连接常常是不可避免的,尤其是在复杂的设备或成套的装置中。发生连接的两种(或两种以上)金属或合金,如果彼此的腐蚀电位相差较大,它们再与冷却水相接触,就会形成一个腐蚀大电池或电偶而发生电偶腐蚀。

(10)温度一般来讲,金属的腐蚀速度随温度的增加而增加。温度升高,水中物质的扩散系数增大,而电极反应的过电位和溶液的黏度减小。扩散系数增大,能使更多的溶解氧扩散到腐蚀金属表面的阴极区。过电位的降低可以使氧或氢离子的阴极还原过程和金属的阳极溶解过程加速。这些都使金属的腐蚀速度增加。另一面,温度升高会使氧在水中的溶解度降低,从而使金属的腐蚀速度降低。

在开式循环冷却水系统中,在温度较低的区间内,金属的腐浊速度随温度的升高而加快。此时,虽然氧在水中的溶解度随温度的升高而下降,但这时氧扩散速度的增加起着主导作用,因而到达金属表面的氧的流量增加。这一倾向一直延续到77T。之后,金属的腐蚀速度随温度的升高而下降。此时,氧在水中溶解度的降低起主导作用,如图3-5所示。

108中央空调清洗技术

在闭式循环冷却水中,金属的腐蚀速度随温度的升高而加

快这是因为在密闭系统中,氧在有压力的状态下溶在水中而不

逸出。温度升高,扩散系数增大,氧扩散到金属表面的流量增

大,如图3-5所示、

0.75

50

ra/ELU}/靼贺茸莖

02040608010012014016018()

温度/r

图3-5含济解氧的淡水中温度对铁腐蚀速度的影响

如果在同一金属或合金上存在温度差,则温度高的那一部分将会成为腐浊电池的阳极而腐蚀,温度低的那一部分则成为腐蚀电池的阴极:这些情况常发生在已经结垢的换热器中

在温度升高的过程中,某些金属或合金之间的相对电位会发生明显的电位极性逆转:例如,当水的温度升高到大约65T时.渡锌钢板上的锌镀层将由阳极变为阴极。此时,锌镀层对钢板就不再有保护作用了:

(11)微生物中央空调冷却水中生长的细菌主要是假单胞扦菌科、肠杆菌种、硫细菌科和芽孢杆菌科等四科。按其对冷却水系统产生的危害来分主要有以下几类。

1)细菌。细菌是单细胞生物,每个细胞是一个独立的生活个体.许多单细胞个体往往聚集为群体(菌落),其中单细胞依然是独立生活:细菌极其微小,其直径一般只有0.5-l.Optm,长度•般为3〜5pn,少数可能达到80~150pn,每个细胞的质量大约为l(T1;g,即109个细胞的质量仅为lmg,但细胞的形状

第3章中央空调系统污垢的成因及危害109

各异,有球状的、杆状的、弧状的和螺旋状的。

①产黏泥细菌。产黏泥细菌是中央空调冷却水系统中数a最多的一类有害细菌,包括假单胞菌属、气单胞菌属、微球菌属、葡萄球菌、产碱杆菌属、棒状杆菌属、肠杆菌科、黄杆菌科和布鲁氏菌属。在中央空调冷却水中,它们产生一种胶状的或黏泥状的附着力很强的沉积物。这些沉积物覆盖在金属表面上,其中夹着死亡细菌的残骸、沙石及金属腐蚀的产物,易造成堵塞,阻止药剂到达金属表面,并使金属发生沉积物下腐蚀(垢下腐蚀)。但是这些细菌中大部分本身并不直接引起腐蚀。产黏泥菌多是异养菌,它们从水中的醇、糖、酸等有机源中获取能量,从碳氢化物中摄取养分,完成新陈代谢过程,并产生多糖类物质。

②铁细菌。铁沉积细菌常简称为铁细菌.有60多种,包括嘉氏铁杆菌、球衣细菌、鞘铁细菌等。铁细菌在含铁的水中生长,当在总铁为0.5mg/L的水中生长时,它能把Fe2'转变为不溶于水的&203的水合物,从而使腐蚀速度增加。铁细菌的铁瘤遮盖了金属表面,使缓蚀剂难以与金属表面作用生成保护膜,并使铁瘤下形成氧浓差腐蚀电池,引发腐浊

③产硫化物细菌产硫化物细菌又称硫酸盐还原菌(SRB).是在无氧或缺氧状态下用硫酸盐中的氧进行氧化而得到能量的细菌群它能把硫酸盐还原成硫化氢:常见的硫酸盐还原菌有脱硫弧菌,梭菌和硫杆菌:SRB最适宜生长的温度为20-301,pH值为5~8.6

在中央空调冷却水中的SOf既可以是天然存在的,也可以是由于加硫酸控制冷却水结垢时引人的。硫酸盐还原菌将这些硫酸盐转变成硫化氢,硫化氢对碳钢、不锈钢、铜合金、镍合金都会产生腐浊硫酸盐还原菌中的梭菌不但能产生硫化氢,而且能产生甲烷,从而为周围的产黏泥菌提供T营养,促进其增殖。

④产酸细菌、硝化细菌是常遇到的-种化学能自氧型产酸细菌,它能将水中的氨转变成硝酸,从而使一些在低pH值条件下易被侵浊的金属(如碳钢、铜)遭受腐烛:另外,硫细菌能将

110中央空调清洗技术

可溶性硫化物(H2s、Na2S2O3)转变为硫酸:

中央空调冷却水系统中常见的细菌及危害见表3-5。

表3-S中央空调冷却水系统中常见的细菌及危害

类型举例生长条件危害

温度,VpH值

好氧性荚膜细菌气干细菌、黄杆菌属、普通变形杆菌、铜绿色假单胞菌、赛氏杆菌属、产碱杆菌属20-404-87.8最佳形成严重的细菌黏泥

好氧芽孢细菌枯草芽孢细菌20-405~8产生难以消灭的细菌黏泥和黏液芽孢

好氧硫细菌嗜硫氧化杆菌20-400.6-6氧化硫化物为硫或硫酸

厌氧硫酸盐还原菌脱硫弧菌属20-404〜8在好氧黏泥下生长,导致硫化氢的形成,引起腐蚀

铁细菌铁锈细菌纤毛铁细菌属嘉氏铁柄杆菌属20-407。4-9。5在铁细菌的外膜沉淀氢氧化铁形成大量的黏泥沉积物

2)真菌:真菌与细菌不同之处是真菌有细胞核,结构比细菌复杂,形态与细菌也有很大差异,有单细胞和多细胞两种形式。它不含叶绿素,不能进行光合作用;系腐生或寄生生物,属于异养菌。

菌丝是真菌吸收营养的器官,有数微米大小,没有真正分枝。整个菌丝构成一个细胞。真菌以生产的孢子进行繁殖,孢子可随空气或水流散播,当温度、水分、营养等条件适宜时,便萌

第3章屮央空调系统污垢的成闻及危宵111

发出菌丝。真菌最适宜生长的温度是25~3(rt,pH值为6.0左右。

真菌的种类繁多,中央空调冷却水系统中常见的有半知菌类、子囊菌类和担子菌类,见表34。

表34中央空调冷却水系统中常见的真菌及其危害

真菌类型特性生长条件危害

丝状型黑、灰、棕、蓝、黄、绿、白、黄褐等色0-38T.pH值2~85.6最适宜木材表面腐烂,产生细歯类黏泥

酵母型革质或橡胶状.一般带有色素0~38^pH值2~85.6最佳产生细菌状黏泥,使水和木材变色

担子型白或棕色0~38rpH值2〜85.6最佳木材内部腐烂

真菌大量繁殖将发生黏泥危害。例如,地霉和水霉的菌落,好像棉花状,很容易挂在任何粗糙面上;黏聚泥沙,影响输水,降低传热效率,甚至引起管道堵塞。有些真菌利用木材的纤维素作为碳源,将其转变为葡萄糖和纤维二糖,从而破坏冷却塔中的木结构。真菌还可能参与氨化、硝化或反硝化作用,引起电化学和化学腐蚀。

3)藻类。藻类是低等植物,细胞内含有叶绿素,能进行光合作用,它吸收了太阳的光能将二氧化碳和水等合成葡萄糖及所需营养物并释放出氧气,是光能自养微生物。

中央空调循环冷却水中的藻类主要有绿藻、蓝藻和硅藻。它们以细胞分裂或产生孢子的方式繁殖。藻类生长需要空气、水、阳光和营养物,尤其以光的影响为最重要。因而只能生长在能照到阳光的地方或能反射到一些阳光的地方,如冷却塔顶、水池和进出水总管等处。冷却塔里面不直接照到阳光的地方也存在一些藻类,是因为有一些反射光能照到。

112中央空调清洗技术

藻类能适应多种生存环境。藻类的最适宜生长的温度是30~35^,但也有一些藻类可在60~85丈的高温下生长。藻类对pH值的要求不高,能在很广泛范围内生长,最适宜的pH值为6~8。藻类对营养条件也不苛刻,只要水中含有适量的磷酸盐就能迅速地繁殖、一般认为最适宜藻类生长的氮磷比为30:1。当水中硅酸盐含量大于0。5mg/L时,易繁殖硅藻。

许多藻类外面是黏多糖成分的果胶,因此,藻类大量繁殖之后就形成了黏泥。藻类不断繁殖又不断脱落,脱落的藻类又成为冷却水系统的悬浮物和沉积物,因而堵塞管道,影响输水,降低传热能力、藻类死亡腐化后使水质变坏,发生臭味,又为细菌等微生物提供养料。一般认为,藻类本身并不直接引起腐蚀,但它们生成的沉积物所覆盖的金属表面,则容易形成差异腐蚀电池而常会发生沉淀物下的腐蚀。

中央空调冷却水系统中常见的藻类及其危害见表3-7:

表3-7中央空调冷却水系统中常见的藻类及其危害

种类举例生长条件危害

温度/TpH值

绿藻丝藻、水绵、毛枝藻、小球藻、栅列藻.绿球藻30~355.5-8.9常在冷却塔内蔓延滋生,或附着在壁t,或浮在水中.弓1起配水装置和过滤网堵塞,减少通风,形成污泥等

蓝藻颤藻、席藻、微鞘藻、微囊藻32~406.0-8.9在冷却塔壁上形成厚的覆盖物,由于细胞中产生恶臭的油类和甲醇类,死亡后释放而使水恶臭.引起过滤网堵塞,减少通风,形成污泥等

硅藻尘针干藻,华丽针干藻。细美舟形藻18~365。5-8。9形成水花(含棕色颜料),形成污垢

第3章中央空调系统污垢的成因及危害113

(续)

种类举例生长条件危害

温度/TpH值

裸藻静裸藻、小眼虫藻、尖尾裸藻、附生柄裸藻出现裸藻,说明循环水中含氮量增高,作指示生物

3.1.3中央空调循环水系统污垢、腐蚀的危害

中央空调循环水系统存在的结垢、腐蚀及微生物繁殖会给中央空调的安全运行带来以下严重的危害。

1.降低换热效率

多数换热器由碳钢构成,碳钢的热导率为46.4~52.2[W/(m■K)],但碳酸盐垢的热导率为0.464~0.697[W/(m•k)],只有碳钢的1%左右,由此可见,水垢或其他沉积物的热导率比金属低得多。因此,当水垢或其他沉积物覆盖在换热器的换热表面时,就会大大地降低换热器的换热效率。

2.使循环水量减少

沉积物或微生物黏泥覆盖在换热器的换热管壁上甚至堵塞换热器管,使得循环水通道的截面面积和通水量减小,从而使换热效率进一步下降。

3.降低水处理药剂的使用效果

沉积物以及微生物黏泥覆盖在金属表面,阻止了水中的缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂到达金属表面发挥缓蚀、阻垢和杀菌的作用,并且有些微生物还会同一些水处理药剂发生反应,从而破坏和降低了这些药剂的使用效果。

4.加速腐蚀

沉积物和微生物垢的产生,促使了浓差腐蚀电池的形成及垢

114中央空调清洗技术

下腐浊的产生,从而使金属的腐蚀加速加剧=

5.缩短设备的使用寿命

一方面,沉积物和微生物黏泥等覆盖在换热器表面,阻碍了设备的有效换热,从而使换热面上的金属处于长期高温热负荷状态,导致金属疲劳;另一方面,腐蚀的发生会导致设备换热管管壁变薄,尤其是垢下腐蚀会导致设备穿孔泄漏,这些情况的发生,使得设备的使用寿命被缩短。

6。增加运行成本

为使设备保持足够的换热效率,必须采取诸如增加水量等措施,同时为维修因腐蚀等原因造成的设备损坏,必然会增加费用,从而增大了设备的运行成本。

3。2中央空调通风系统的污染

中央空调的通风管道在运行过程中,由于是依靠风道及出风口将处理后的空气送入房间,风道属密闭空间,而室外空气中各类悬浮颗粒物不能完全被空调过滤装置所阻隔,因此微细灰尘便进人风道黏附在风道内壁上,加之大多数风道狭小,日积月累便形成大量积尘,积尘极易滋生各类有害微生物,如:病毒、细菌、真菌、军团菌、冠状病毒等,而这些细菌给处于空调房间工作和生活的人们健康带来极大的威胁。

3。2。1中央空调通风系统污染物的来源

中央空调通风系统污染物的来源包括中央空调系统内部和外部来源,外部来源又可细分为室内和室外来源。表3-8中列出了中央空调通风系统中常见污染物的来源、分布和种类。

生物性污染是中央空调系统中十分普遍的严重问题。从表3-8中可以看出,在中央空调通风系统中的很多部位,均存在着生物性污染。

第3章中央空调系统污垢的成因及危害115

表38中央空调通风系统中常见污染物的来源、分布和种类

污染物来源污染物分布污染物的种类

中央空调系统内部新风口细菌、真菌、纤维、昆虫、动物残骸、沙尘

过滤器细菌、真菌。螨虫、MVOCS、粉尘

送风、回风风机渗风带来的各种污染物

通风管道纤维、粉尘、细菌、.真菌、螨虫、MVOCS

空气分布系统纤维、mvoc9

回风静压室渗风带来的各种污染物

静电式空气净化器臭氧、粉尘

中央空调系统外部(室内)人类灰尘、纤维、细菌、vocs、co、co2

动物细菌、灰尘、寄生虫、《)2、氨

室内装修和建筑材料真菌、石棉、纤维,氡、VOC,

家具氨、VOC,

复印机、打字机臭氧、墨粉,vocs

家用化学品重金属微粒、vocs

中央空调系统外部(室外)室外空气粉尘、花粉、细菌、真菌、co、co2、VOCB

汽车尾气有机物、硫氧化物,氮氧化物、co

工业废气臭氧

3.2.2造成中央空调通风系统污染的原因

1.通风管道

通风管道的微风速使得一些污染物容易集中在其中,如图3七所示。同时,空调管道中的适宜温度和聚集的尘埃为生物提供了一个良好的生存环境。

因此,在中央空调通风管道里容易滋生一些生物,如螨虫、

116中央空调清洗技术

图3名通风管道的内部集尘

细菌、真菌、病毒和昆虫。当中央空调系统起动时,由于受到送风机运行引起的振动作用,残留在管道中的灰尘和生物会被气流卷起,以气溶胶的形式被气流携

带到空调房间里,造成严重的室内空气污染。为了防止空调风道造成的室内空气污染,必须定期和及时地清洗中央空调通风管道:

通风管道主要分为新风管道、回风管道和送风管道。风管污染状况与通风管道的位置和形状有关。微小的沙粒、羽毛、树

叶、微生物等会随进风一起被吸人到新风管道内,在风管底部、衣服上沉积.当新风口的位置设置不当时,会加重新风管道的污染.譬如,当新风口设置在污染物发生较多的场所附近时,有的污染物就会积累在新风管道内壁上。

回风口一般不设过滤器=室内空气中的粉尘、纤维、微生物等直接随着回风进人回风管道,地毯、纸张等纤维和粉尘呈棉絮状大量附着,沉积在回风管道内壁,污染一般要比送风管道严重_没有被过滤器过滤掉的粉尘和微生物在送风管道内来回碰撞,附着和积累在管道内。送风管道内常见的污染物包含粉尘、铁锈、玻璃纤维、微生物。管道底部、弯头、变径等气流紊乱的部位更容易被污染。由于粉尘压缩后保湿性提高和带有营养成分.积尘中的微生物就有可能在其中生长繁殖3

通风管道内生物性污染对室内空气影响,除了生物本身产生的污染之外,还包括生物在繁殖时产生的副产物(臭气)和生物性可挥发性有机物。

2.冷却盘管

空气处理设备的某些部位以及风机盘管都配有凝水盘,用于收集冷凝水并将其排人下水系统。

第3章屮央空调系统污垢的成因及危宵117

当冷凝排水管和凝水管的排水不畅,或灰尘的积聚造成堵塞时就会在其中积水,为微生物的生长、繁殖创造良好的环境3特别是当空气过滤系统效率降低或维护清洁不善时,这种高湿的环境,使进入冷却盘管的灰尘和微生物粘附在积聚于盘管表面的水滴上,然后进人排水管和凝水盘的积水中。

灰尘为微生物生长提供了营养物质,加上潮湿的环境和适宜的温度,使得微生物能够大量繁殖。从冷却盘管检出的高浓度的微生物有青霉、枝孢菌、曲霉等,当空调机组中止运行时,随着机组温度的逐渐升高,更为微生物的迅速、大量繁殖创造了良好的环境。当机组再次起动时,大量繁殖的细菌、霉菌等微生物,以及微生物大量繁殖时生成的气体与空气中的水滴一起分散成气溶胶,随着送风气流进入空调房间,造成室内空气的微生物污染。

在有水残留的冷却盘管表面,也同排水管和凝水管一样,可能成为微生物生长繁殖的地方。

3.热交换盘管

热交换盘管中的微生物生长繁殖的原因和上述冷却盘管类似。由于热交换盘管、肋片及其周围部分滞留的凝结水慢慢蒸发形成盘管四周高温条件,而成为适合微生物繁殖的环境,繁殖时产生的大量气体由于系统起动而突然释放出来,成为恶臭之源。由新风带来并沉积下来的大量尘埃不仅携带了微生物,还为微生物生长繁殖提供不可缺少的营养条件。当空调通风系统起动时,室内粉尘浓度、细菌浓度和臭味反而增加:

4。新风口

新风口是空调系统采集新鲜空气的部位,新风口位置设置不当时,容易吸人高浓度的污染物。譬如,当新风口设置在工厂、停车场、垃圾站等发生较多污染物的场所附近时,室外空气中污染物浓度可能超过室内空气污染物浓度_在此情况下,新风的补充不仅达不到“新鲜”室内空气的目的,反而“老化”、“恶化”室内空气。

118中央空调清洗技术

如果新风口在冷却塔附近,冷却塔生成的致病微生物气溶胶就可能由新风口进人空调风管系统,最终进人室内。这时的空调系统实际上成了污染物的传输渠道=

新风口设置的隔栅能够阻挡较大的污染物,否则会有更多的污染物,甚至有一些动物进入空调通风系统、

5。加湿器

加湿器的作用是增加空气中的湿度,以提高上呼吸道的舒适性。

加湿器有两种类型:一种是绝热加湿器,另一种是等温加湿器。在绝热加湿过程中,体系与外部环境之间不发生热交换,空气的显热被转化为水的汽化热,由于绝热加湿器内外之间没有直接接触,即使加湿器内部微生物大量生长,也不会污染空调系统。在等温加湿过程中,系统与外部环境之间发生热交换,来自系统内部的水蒸气被加入到空气流中,因此,一旦等温加湿器系统内部受到微生物的污染,加湿器中的微生物很可能随着蒸汽以气溶胶的形式扩散到空调送风中。

在加湿器中繁殖的细菌多数是弱致病性病原菌,但绿脓杆菌和革兰氏阴性菌很适宜在加湿器的水槽中生长,是影响人体健康的潜在危害因素。有报告指出,在加湿器中的嗜肺军团菌的浓度为100~10000cfu/mL,假单胞菌的浓度为480~12000cfu/mLo在加湿器内生长和繁殖的非致病性细菌达到一定浓度时,就可能引起过敏性的疾病,如“加湿器热”,或者使免疫力低的人和新生儿诱发其他疾病。

由此可见,如果中央空调系统的加湿器中水量足够多而没有及时更换时,或者加湿器里没有杀菌装置,来自加湿器的大量细菌便以气溶胶形式随空调送风加人空调房间成为“加湿器热”的诱导。

6.过滤器

空气过滤器主要是通过物理阻断来过滤出气流中的颗粒

物。

第3章中央空调系统污垢的成因及危害119

过滤器按有效过滤粒径和过滤效率分为粗效、中效、高中效、亚高效和高效五类。

粗效过滤器可过滤粒径大于5pn的微粒。通常在中央空调系统中使用的是粗效过滤器。粗效过滤器多采用玻璃纤维、人造纤维、金属丝网及粗孔聚氨酯泡沫塑料。过滤器长期使用后,玻璃纤维可能脱落随着送风进入空调房间。长期没有清洗的过滤器会积累大量的灰尘,增加空调系统的阻力,造成风量不足。在积尘中的细菌、真菌等生物可利用灰尘中的有机物等营养物而长期生存甚至繁殖并穿过过滤器。已有一些报告指出在过滤器的积尘中有青霉属等微生物。如果过滤器发生破损,过滤器截留的积尘会以相当高的浓度随送风进人室内。

7.空气净化器

近年来,用于空调系统的空气净化器研究正在受到重视3这些净化器采用的技术有生物髙效杀菌、过滤、光催化、臭氧、紫外线等。

空气净化器在空气净化过程中有可能截留或积累污染物,若不能得到及时和适当的清洗,也会成为污染源。有些空气净化器本身,由于技术、操作等问题也造成污染,如利用臭氧的空气净化器。臭氧是一种强氧化剂,是高效杀菌剂,臭氧的强氧化性也会伤害人体健康。使用臭氧净化器时,臭氧浓度必须严格控制在一定的标准范围以内,但由于臭氧浓度的测定及消除过量臭氧量方面的难点,如何在空调系统中有效地控制臭氧浓度至今仍然是难题。

8.新风量

当人们长期生活、工作在封闭的空调房间里,可能导致室内的一氧化碳、二氧化碳、可吸入颗粒物、挥发性有机化合物等污染物浓度增加,室内空气质量恶化。人在这样的环境中会引起烦闷、头痛、乏力、易患感冒、注意力分散、容易疲劳等不良反应。

补充新鲜空气量是稀释室内空气污染物浓度、改善室内空气

120中央空调清洗技术

质量的简单而重要的手段。采用封闭式中央空调,由于无室外空气补充,容易引起室内空气污染物蓄积问题。有新风的中央空调,也可能因设计不当或管理不善而造成新鲜空气量不足。从一项关于不良建筑综合症原因的调查结果来看,通风不良、送人新鲜空气不足和效果不好占50%~52%。可见新风量对室内空气质量是相当重要的。

3.2.3中央空调通风系统污染的危害

中央空调风道不及时清洗会造成以下一些危害:

1。空气置换效果差

在使用中央空调环境下,大多数均为封闭、半封闭空间,室内空气属循环利用,空气的清洁度依靠空调本身的过滤和定时输送适量新风来维持,因此,相对于室外空气来讲新鲜度较为浑浊。

2.滋生细菌、传染疾病

由于中央空调是依靠风道及出风口将处理后的空气送入房间内,风道属密闭空间,而室外空气中各类悬浮颗粒物不能完全被空调过滤装置所阻隔,因此,微细灰尘便进人风道粘附在风道内壁上,加之大多数风道狭小,日积月累便形成大量积尘,而积尘极易滋生各类有害微生物,如病毒、细菌、内霉素、真菌、军团菌、冠状病毒等。

由于风道布置大多处于楼宇吊顶板内,加之风道内温度、湿度较为适宜,因此常常成为寄生动物和昆虫的活动空间(如老鼠、蟑螂等)。

3.风阻加大,增加能源消耗

空气在风道内流动时,由于粘附物和气流的相对运动产生了内摩擦,空气在风道内运动过程中,就要克服这种阻力而消耗能量,风道随着时间的推移和设备使用年限的增加,它的表面会附着大量的灰尘。这使边壁形成的边界层发生破坏,即破坏了流体在风道内的层流状态,从而形成了揣流,增加了内摩擦力,使风

第3章中央空调系统污垢的成因及危害121

力受阻,风机的负荷加大,机组的使用效率下降,使设备使用寿命降低,增加能源的消耗。

3.3中央空调水系统垢样的采集、储存及鉴别

中央空调水系统污垢的种类繁多,特性千差万别,垢样的采集、化验鉴别是化学清洗的前提工作。只有弄清垢的性质和结垢原因,以及用什么药剂溶解污垢后,才能选用清洗方式——是用物理清洗、化学清洗还是其他方法清洗。

记录下要清洗的中央空调的设备、管线、材质、设备的使用年限,形成污垢的工艺介质、生产工艺、污垢的厚度、污垢的形状,这些都是判断垢类型和成分的最原始的依据。

3.3.1中央空调水系统垢样的采集和储存

1.水系统垢样的采集方法

采集垢样时,最好是在中央空调停用期间,对设备垢的采集应选三个具有代表性的地方。

2。水系统垢样的采集数量及储存

(1)垢样采集数量垢样的采集数量,应以100g以上500g以下为宜。

(2)垢样的储存采集的垢样应密封在塑料袋中运输,在实验室里应放在广口瓶中,应做好编号、记录工作,以免丢失和误拿。

3。3。2中央空调水系统垢样的鉴别

对采集到的垢样,先做定性分析,根据其基本形状、特征和对设备的结构和生产工艺的了解,可以做出初步的定性鉴别。定性鉴别后做溶垢实验,如果有误再进行定量鉴别。

表3-9中以常见垢样为例说明怎样进行定性鉴别和定量鉴

别。

122中央空调清洗技术

表3-9水垢类别的鉴别方法

水垢类别颜色鉴别力•法

碳酸盐水垢占50%以上闩色在5%盐酸溶液中大部分可溶解.同吋会产生大量气泡,反应结束后.溶液中不溶物很少

硫酸盐水垢CaSO4占50%以上黄白色或ft色在盐酸溶液中很少产生气泡。洧解很少,加人io%氯化钡溶液e。生成大戤的m色沉淀物

砘酸盐水垢SiO:占20%以上灰n色在盐酸中不溶解,加热后其他成分部分缓慢溶解,有透明状沙粒沉淀物,加人19HF可有效溶解

氧化铁垢,以铁的氣化物为主,央杂其他盐类掠褐色加稀盐酸可缓慢溶解,溶液9黄绿色加硝酸能较快地溶解,溶液¥黄色

油垢含油57<■以L黑色将垢样研碎。加人乙醚后,溶液4黄绿色

1.碳酸盐垢

碳酸盐垢是•种较为常见的垢种,在中央空调水系统中沉积的垢绝大多数是碳酸盐垢碳酸盐垢主要产生在热交换系统中。

(1)基本性状碳酸盐垢多为白色或灰白色,有时由于伴有腐蚀发生,会染上腐蚀产物的颜色,氧气充足时以Fe2O;为1•:,呈粉红色、红褐色;氧气不足时,以Fe.,04为£,呈灰白色或灰色

碳酸盐垢质坚而脆,附着牢固,难以剥离,其断口呈颗粒状,比较厚a当夹杂有腐浊产物或其他杂质时.断口处可观察到层状沉积

(2)特征及鉴别方法通过化学成分分析,可以准确地辨别垢样,但需要较长的时间且费用较高.要求不高时,可根据垢样的基本性状结合其特点来对垢样进行定性判別。

1)定性鉴别。碳酸盐垢是所有垢中最易溶于稀酸的,常见的无机酸和有机酸均可以将其溶解,并产生大量泡沫,即C02气体

另一个特点是,在800~900tK灼烧时,水垢质量损失近

第3草中央空调系统污垢的成凶及危害123

40%.这主要是水和二氧化碳分解的缘故,通过观察水垢溶解后的少量残渣及注意垢样灼烧时的气味,可以了解垢中所含杂质的大致类别:

①如果残渣呈tl色则是硅酸盐3

②如果呈黑褐色则是腐蚀产物、

③灼烧时如果嗅到焦糊气味则是有机碳或碳水化合物,,

2)定量分析

①垢样的制备和处理在研体中放人垢样研细至140~170目(颗粒直径在0.1mm左右),称取4份试样,2份用于化验,2份用于灼烧减量的测定,每份试样以0.5g为宜,过多不利于灼烧,也难以分离洗涤、

将用于化验的2份试样分别置于2个100mL烧杯中,加入10mL水湿润,再加入10mL盐酸,盖上表面皿,使其在室温下溶解,等反应较慢时,用玻璃棒轻轻搅动使其溶解,如含有部分磷酸盐或铁的腐蚀产物时,可加热助溶,

②1灼烧减量的测定,碳酸盐垢以碳酸钙为主,在灼烧时碳酸钙可失重44%而变成氧化钙,如含有氢氧化镁,则在灼烧时可失重41%而变成氧化镁。具体方法是:将两组试样在烘箱中烘去表面水分,各称取0.5g置于已恒重的坩埚中,在850弋下灼烧2h,冷却后称重,以相差0.4mg以内为恒重,两份试样的测试结果相差小于0.1%为合格:

3)氧化钙与氧化镁含量的测定。由于试样已全部溶解,可直接测定经盐酸溶解的试液中的钙、镁量,对大量碳酸盐垢测定的经验表明,这种垢中90%以上是碳酸钙,如果水中硅酸盐及碳酸盐含量较低且设备不发生严重腐蚀吋.其含S可达95%左右:因此,可用EDTA二钠盐滴定试样..将与其作用的物质折算为钙.再另取试样加人氢氧化钠.使镁以氢氧化镁沉淀形式除去,从而分别测出钙、镁含量。具体化验操作方法可参考相关的分析化验书籍:

如果测量碳酸根的含量,可采用酸碱滴定法或管式炉灼烧吸

124中央空调消洗技木

收法测量。

2.硅酸盐垢

硅酸盐不是单4的垢种,在垢中的含量较低,一般仅为20%左右,当硅酸盐含量在20%以上或含20%以上的二氧化硅时,就将其称为硅垢,以与易溶垢相区别。

(1)基本性状硅酸盐呈白色,有时呈灰色,与碳酸盐、硫酸盐的颜色很相近,当设备有腐蚀现象时,尤其是局部腐蚀时,硅酸盐垢可被染成灰黑色:

硅酸盐水垢产生于原水二氧化硅含量高的中央空调循环冷却水系统中,有的水处理工艺中使用水玻璃作为助凝剂或分散剂、缓蚀剂,因此更容易结硅酸盐水垢。

硅酸盐一般常与硫酸盐垢、碳酸盐垢、磷酸盐垢共存。当硅酸盐含量高时,会使垢层难以清除,

(2)鉴别方法将垢样置于5%稀盐酸中,甚至酸度增至20%时,并辅以加热处理,如果仍有一定量的白色沉淀不能溶解,则可认为剩余物是硅酸盐或硫酸盐

将不溶物滤出并清洗,直到滤液中加入1%硝酸银不产生浑浊时,加入氯化钡溶液也不出现浑浊和沉淀,则表明垢中含硅酸

mi-o

为了避免硅酸盐水垢的生成,通常限制冷却水中SiO2的含量,一般以不超过150~175mg/L为宜。为除去硅垢常采用热浓碱煮或氢氟酸洗,使其生成易溶的硅化物而除去

(3)分析方法将硅酸盐垢按(2)中的处理方法熔融并溶解,然后将处理后的试样定容到1L。分别移取试样,用分光光度法测;二氧化硅、铁(及铝),用EDTA二钠盐滴定法测钙、镁,用分光光度法测硅酸根(酐)与铜。

3。硫酸盐垢

硫酸盘垢也不是单一的垢种,它一•般与其他垢种同时存在,并且通常所占的比例较少,约占1/3以下:但是由于它不溶于盐酸、硝酸、硫酸以及其他有机酸,也不溶于络合剂,垢中有硫酸

第3章中央空调系统垢的成M及危#125

盐存在时就变得极难清除,因此,在许多文献和书籍中常将其作为单独垢列出。

由于硫酸盐垢难以溶解除去,对受热面和传热面的热阻影响较大。因此,当它的含量在垢中达20%时,可以认为这种垢是硫酸盐垢。

(1)基本性状硫酸盐垢通常为白色或灰白色,有时呈粉红色,在受热面或传热表面上结成硬质薄层,附着牢固,质硬而脆,敲击铲刮时能成小片状剥离,难以用常规的机械方法清除,也不能用酸洗除去。。

当设备无腐蚀现象时,硫酸盐水垢与其他碳酸盐、磷酸盐等较接近,但比它们更坚硬,附着更为牢固,当有腐浊现象时,尤其是产生附着物下的局部腐蚀时,硫酸盐垢可能被染成黑红色或砖红色。

(2)鉴别特性首先用10%的盐酸溶解,如溶解速度较慢,则应加热助溶,经过上述溶解操作,试样仍有白色残留物不溶时,可将试样与碳酸钠以1:8的比例混合,在900T下加热2h,则硫酸盐与碳酸钠作用而转化为碳酸盐和硫酸钠,再用盐酸溶解时,即可以完全溶解。

此项操作最好在坩埚中进行,为了使熔融物容易由坩埚中溶解脱出,可先将3倍垢样的无水碳酸钠与垢拌均匀,倒人其中,再在固体混合物上覆盖与垢大致等量的无水碳酸钠:,灼烧应在盖着盖的坩埚中进行,坩埚盖稍微错开一些,防止《)2大量产生时将盖掀掉。

将按上述处理过的试样用盐酸溶解,定量到1L,移取200mL试液以沉淀法测硫酸根,换算为硫酸酐。再分别移取适量试液,用分光光度法测二氧化硅(偏硅酸酐),用分光光度法测铁,用EDTAC钠盐络合滴定法测钙、镁,用分光光度法测磯酸根和铜。

如果仅是定性处理硅酸盐垢,也可在用盐酸溶解后,将不溶物减少,向其中加人1%(质量分数)氯化钡溶液,若有大量白

126中央空调沾洗技水

色沉淀产生,表明硫酸盐含量较高、

4.磷酸盐垢

在天然水中,磷酸根含量很低,一般不会生成磷酸盐垢,但在许多水质处理过程中,常在循环冷却水系统中投人聚磷酸盐作为缓浊剂或阻垢剂,而聚磷酸盐在水中会水解成为正磷酸盐,使水中有poL存在,它与钙离结合会生成溶解度很低的磷酸钙析出附着在基体表面上,就形成了磷酸钙垢::这种垢影响传热不易清除,因此,在投加聚磷酸盐药剂的循环冷却水系统中,必须注意磷酸钙水垢生成的问题_

磷酸盐垢也可产生于进行磷酸盐防垢处理的2+5~3.8MPa及以上的锅炉中.也产生于采取水质稳定处理的热水锅炉和中央空调供热系统中

磷酸盐垢往往和碳酸盐垢共存,在锅炉中,当软化水残余硬度过高或凝汽器管泄漏时,锅炉受热面既会沉积碳酸盐水垢,乂会由f产生的大姑磷酸盐水渣未能及时排除而形成二次水垢

(1)基本性状磷酸盐水垢外观为灰白色。质地较为疏松。仅有碳酸盐和磷酸盐的水垢呈灰白色,这是由丁+磷灰石是灰色:如果伴有腐蚀产物。则呈灰红色或红褐色锅炉或给水中加有氧化剂吋,垢的颜色多呈灰黑色。

磷酸盐水垢附着力较差,容易用机械方法人工除去_不受热部分的磷酸盐垢松软,呈堆积状。磷酸盐垢随受热面的热流强度和金属温度升高而结垢严重,垢质也变得坚硬难除。

(2)鉴别特征磷酸盐水垢与碳酸盐水垢外形相似,而li常常含有一定量的碳酸盐垢.两者的区别在f磷酸盐垢在常温下,不能在5%以下的稀酸中全部溶解,需要加热助溶或苕用10%以上的酸且在较高温度条件下使之全溶。在用酸溶解磷酸盐垢时.由产生的泡情况可以T解其中碳酸盐垢听占比例大小,如果基本不冒气泡,则是单独的磷酸盐垢.

由水处理工艺也可判断磷酸盐垢,天然水中基本不含磷酸盐,除非人I:投加磷酸盐.否则在受热面或传热面上不会产生磷

第3荸屮央空调系统污垢的成凶及危尨127

酸盐垢。

(3)分析方法磷酸盐垢溶解之后,不能按照常规的系统分析方法进行分析测定,对测定二氧化硅后的滤液以氢氧化铵沉淀铁、铝离子,这是由于试液中的钙、镁阳离+和磷酸根离了•,会在试液碱化时以磷酸盐沉淀的形式析出,容易误把钙、镁的磷酸盐沉淀当成氢氧化铝.即所谓的“铝垢\

当测定二氧化硅的滤液通过氢型强酸阳离子交换柱时,川比交换树脂体积略多的无机盐水冲洗,冲洗液与滤液混合在-•起,用以测定磷酸根、硫酸根;用5%的盐酸再生和淋洗交换柱,将进入阳树脂的铁、铝、钙、镁、铜等阳离了•置换出来,使其成为对应的氯化物,然后对其分析测定,

磷酸盐垢往往混有碳酸盐垢,因此,也有必要进行灼烧减量测定,以便于分析结果的效果..

如前所述,将磷酸盐垢的阴阳离子分离之后,滤液用F测阳离子时可将其定溶到11。,再从其中移取少位试液以比色法测定磷酸根,折算为磷酸酐(P2()5)的百分含景。硫酸根的测定’呵使用沉淀法,以硫酸钡的形式测试后折算为硫酸酐(S02),阳离子由离子交换树脂置换出来后。可分别用H)TA二钠盐滴定法测定铁、铝、钙、镁,铜可用碘量法测量,铁、铜含量低时可用比色法测定或用分光光度法测定。

5.铁铜垢

当水垢中铁和铜的氧化物含量超过90%时,尽管还有钙镁等碱土金属氧化物和碳酸酐、磷酸酐等成垢物质,也将其作为腐蚀产物看待

事实上,在腐蚀坑中采集的附着物是以没备腐蚀产物为上,在•般受热面上采集的垢样,则兼有设备腐蚀产物和外来沉积物两部分,腐蚀产物与设备、系统的材质有关,常见的成分是铁、铜的氧化物和其他Ca:+、Mg'"盐类,

(1)基本性状铁铜垢可以产生于任何受热面和传热金属丧面.但是在介质温度较低的没备上,它仅作为垢中夹杂物存

128中央空调清洗技术

在。随着介质温度升高,设备腐蚀加重,腐蚀产物即铁、铜的氧化物在垢中含量也显著增加,在高参数锅炉的受热面上,附着物以腐蚀产物为主。

铁铜垢以黑褐色为主,当水中含有丰富的氧时多呈红色;在-般的锅炉和热交换器中氧的供应不足,多呈黑色。如果铁铜垢中含铜较多,铜可由于电化学作用而以金属形态存在,腐蚀产物呈紫红色,并能看到金属光泽。如果在腐蚀坑中采集得到的附着物层常呈贝状,边缘薄而中间厚。

(2)鉴别特征铁铜垢的外观与钙镤垢明显不同,容易鉴别_.由颜色变红或变黑,可以得知是以高价铁为主还是低价铁为主。如果垢样呈紫红色金属光泽,则其含铜量可达到50%以上,可以认为是铜垢。水垢灼烧时质量减小,铁铜垢灼烧时质量则常增加。这是因为灼烧时垢中铜氧化为氧化铜,氧化亚铁被氧化为氧化铁,另外,磁性氧化铁可以看作是氧化铁和氧化亚铁的复合物,它在灼烧时质量也有所增加。

铜氧化为氧化铜时质量增加25.14%,氧化亚铜氧化后质量增加11.18%,氧化亚铁氧化为氧化铁时质量增加11.5%;磁性氧化铁氧化为氧化铁时质量增加3.44%,在粗略地定量垢中铁铜的存在形式时,可由其含量与灼烧增量按上述关系推知。

铁铜垢较硅酸盐垢和硫酸盐垢易溶,但是比碳酸盐垢和磷酸盐垢难溶解得多,它甚至难溶于常温的盐酸中。加热接近沸腾温度时,它可溶于20%以上的浓盐酸中,但耗时较长。在盐酸中加人少量硝酸并加热可使之溶解,这是由于在溶解过程中,亚铜离子和亚铁离子被氧化为高价化合物,破坏了溶解平衡的缘故。

铁铜垢溶解后溶液中常呈现一定的颜色,如果垢中以铁为主时,溶液呈淡黄色,如果以铜为主时,呈淡绿色、

用氨水中和铁铜垢的酸溶液可辅助鉴别,铁在中和至pH值>6时,可产生棕红色絮状氢氧化铁沉淀;若pH值继续升高,铜可生成蓝色氢氧化铜沉淀;如果含铜量较高时,在过量的氨水中可生成深蓝色的铜氨离子。

第3章中央空调系统污垢的成因及危宵129

(3)分析方法铁铜垢实际上是腐蚀产物,其中混杂有钙、镁盐类和对应的磷酸根,其他成分较少。

1)灼烧增量的测定。可利用前述的灼烧反应进行定量分析。铜铁垢的灼烧氧化反应比碳酸盐垢灼烧热分解速度慢:因此,应使用底面积较大的瓷石坩埚盛试样,将试样尽量摊开成薄层,灼烧时间延长到3~4h。

2)试样的溶解与分析操作铁铜垢即使在热的10%盐酸中其溶解速度也较低,因此,应将磨细的试样#于100mL烧杯中,用水湿润后,加入10mL15%的盐酸在水浴加热分解,再加少许浓硝酸以加速垢样分解。

将试液稀释定容到1L后,分别称取试样,用EDTA二钠盐测定铁、铝、钙、镁、锌,由于铝、铜、磷酸根等的含量较少,可用分光光度法测定。

6.细菌的鉴别测定

为r有效地防止冷却水系统微生物垢的形成,往往要了解细菌的种类、数量,以便有针对性地将其杀灭。鉴别时,先从冷却水系统取出样品.将样品接种在细菌可以迅速生长的培养基中,经过一定时间后,可以测量细菌增殖的效果或计数正在生长的细菌菌落。选择对于所关心的细菌生长具有的某种专一性的培养介质和培养条件,就可在不同的细菌之间做出区别:用显微镜检查,或者试验所生长的细菌菌落,可更肯定地做出鉴定:

(1)铁细菌的培养与鉴定用铁细菌培养基进行培养。常用的培养基为柠檬酸铁铵log,含结晶水的硫酸镁0.5g,硫酸亚铁铵o.5g,磷酸氣钾0.5s,氯化钙o.2g,硝酸钠0.5g,琼脂20g,共溶人1L去离子水中,调pH值〒6.8~7.1200%:温度下火菌20mi„做成平板后,将适度稀释的水样接种在平板上,在培养3d,如果有黄白色菌落即是铁细菌。也可用硫

酸锰0.lg,琼脂20g在1L水中,调PH值到7.8-8,灭菌20mino在上述同样条件下培养,在培养基上出现棕黑色菌落即是铁细菌。镜检时.会发现铁细菌为丝状,盖氏铁柄杆菌则纠结

130中央空调清洗技术

在•起。用化学方法检査时,锰培养基的菌落检出有铁离子则可确认。

(2)硫细菌的培养和鉴定用硫化钾8g,磷酸氢二押0.2g,氯化铵0.lg,氯化镁0.lg,琼脂20g,在1L去离子水中,120T下灭菌20mm。将适度稀释的水样接种在该培养基平板上,于30r培养3~5d,或者先在液体培养基中以同样条件培养3~5d,再把液体培养物转接于固体培养基平板上,如果出现黄白色或红褐色菌落,可能分别是硫丝菌及红硫菌。在液体培养基中加人1%氯化钡溶液,如果有白色沉淀产生:表明是硫细菌。如果反应不明显,可延长培养吋间到10d以上,或使用10%:氯化钡溶液检验.硫酸盐还原细菌是厌氧菌,应在缺氧条件下培养为此,可使用大试管盛培养液,接种后用胶塞塞紧,再以石蜡封固。溶液应盛满试管而不存留气泡。所用的培养基为氯化钠5g,含结晶水硫酸镁2g,硫酸钠lg,氯化铵lg,磷酸二氢钾0.5g,氯化镁0.lg,硫酸亚铁铵0.lg,70%的乳酸钠溶液5mL,去离子水1L,调pH值为7.2,在120T,下灭菌20min,装人试管中接种适度稀释的水样ImL。在30T下培养7d,观察是否出现黑色的硫化铁或嗅到有硫化氢的气味。应和不接种的空白培养液对比.以此确定。

(3)微生物垢的判断微生物垢呈淡红色时,可能有铁细菌存在,将微生物垢用盐酸处理,加入硫氰酸铵后呈红色,证明有铁离子存在。将溶液用氢氧化铵中和后,红色褪去而产生氢氧化铁絮状沉淀。未经酸处理的微生物膜直接加硫氰酸铵则检不出铁离子,表明铁存在。

3.4中央空调通风系统污染的检测

中央空调通风系统污染的检测包括中央空调风道系统积尘量的學测,通风系统微生物的检测,送风中细菌、真菌的检测等几项士容。

第3章中央空调系统污垢的成因及危害131

3.4.1中央空调风道系统积尘量的检测

中央空凋管道积尘量检测分为F1常检测和风管清洗效果(风管清洗后)检测。日常检测是评价空调系统的卫生状况和污染状况;风管清洗效果检测是评价空调风管经过机械清洗后所达到的清洁程度。

1.检测方法和采样时间

中央空调通风管道积尘量的检测是以称重方法得出风管内表面单位面积尘粒的重量,n常检测为单位面积内全部积尘量;风管清洗效果检测为清洗后单位面积内残存尘粒的重量。检测方法为人工擦拭法和机器人采样法,为避免人工擦拭法采集对样品的影响,宜采用机器人采样法。

日常检测可在任何时间进行,风管清洗效果检测应在清洗后7<1内进行。

2。人工擦拭法

(1)使用器材包括正方形擦拭取样框——内边长有100mmxlOOmin和200mmx200mm两种、无纺布、称量天平(精度为o.oooig)、密封袋、一次性塑料手套。

(2)检测前的准备’

1)将无纺布裁成100mmx100mm和200nimx200mm两种正方形的布块,每2片放人一个密封袋中为1套。

2)将每套无纺布在干燥器中存放24h。

3)将每套无纺布与塑料袋同用天平称量两次,取其平均值为擦拭前的重量(初重)。

(3)检测取样点

1)在检测的每套空调系统风管中随机至少抽取3~5个检测断面(如送风管、回风管、新风管)。

2)在风管积尘日常检测时,如果检测断面无法在风管中没置,可擇规定的抽样比例在风口处设置。

3)在每个检测断面的风管内表面的底面设置1~2个采样

132巾央空调清洗技本

点D

(4)取样

1)在确定的风管检测断面处开工作口,或将风口拆下。

2)根据风管断面大小选择取样框,并将取样框放在风管的检测位置上。

3)用2片无纺布将取样框内风管内壁上的灰尘擦拭干净,如果需要可再用2片无纺布,直至擦拭干净为止。当风管内积尘较多时,可先用其他工具将取样框内风管表面的大量积尘取到密封袋中,然后再用无纺布擦拭。

4)将取样后的无纺布放回原密封袋中保管,并进行编号。

3.机器人采样

定量采样机器人积尘采样结果与人工擦拭法的相对误差小于等于20%;在相同的积尘条件下,采集样品的平均相对误差小于等于10%。

(1)使用设备与器材称量天平(精度为O。OOOlg),密封袋、一次性塑料手套。

(2)检测前准备根据机器人采样原理,将所用的收集风管积尘的用品进行编号、恒重、称量。

(3)检测取样点在抽取检测的每套空调系统风管中随机取出5个检测断面,每个检测断面在风管底面设置一个取样

点。

(4)取样将采样机器人由风管开孔处放入风管内,使机器人行至取样点处开始取样,取样完毕将样品完好带至风管处。

(5)实验室分析

1)将取样后的样品以采样前同样方法处理。

2)将取样后的样品在天平上称重两次,取平均值为终重。

3)人工擦拭法取样:将每个检测断面取样的各套无纺布终重与初重之差的平均值作为该检测断面的灰尘重量。

4)人工擦拭法取样:将每个检测断面的灰尘重量换算成每

第3章中央空调系统污垢的成因及危苫133

平方米风管内的积尘量,即用100mmx100mm的取样框,断面灰尘重量乘以25。

5)机器人采样:将增重除以取样面积(m:)得出检测断面积尘量。

6)取各个检测断面积尘量的平均值作为风管积尘量的检测结果,以g/m*表不。

3.4.2中央空调通风系统微生物的检测

中央空调风管内表面细菌总数和真菌总数的检测分为日常检测和风管消毒效果检测。日常检测评价空调系统微生物污染状况,消毒效果检测评价空调风管经过消毒后所达到的效果,

1.检测原理

通过擦拭法和机器人采样法,采集风管内表面单位面积的微生物,得出空调风管细菌总数和真菌总数。

2。采样方法

(1)采样点数量和分布同风管积尘量采样。

(2)采样面积每点采样面积为50m2-

(3)采样方法空调风管内表面积尘较多时采用刮拭法采样,积尘较少不适宜刮拭法采样时用擦拭法采样。整个采样过程应为无菌采样:为避免人工采样对采样环境的影响,可采用机器人采样。

3.真菌样品分析

(1)刮拭法将采集的积尘样品无菌操作称取lg,加人到0。01%Tween-80水溶液中,做10倍梯级稀释,取适宜稀释液ImL,倾注法接种平皿。

(2)擦拭法将擦拭法取得的样品无菌操作加人到0。01%Tween-80水溶液中,做W倍梯级稀释,取适宜稀释液ImL倾注法接种平皿3

(3)培养和计数细菌和真菌的计数方法见后文细菌、真菌总数的计数部分;培养方法见后文细菌、真菌的培养部分:

134中央空调清洗技术

3.4.3中央空调送风中细菌总数的检测

1.检测取样点和采样环境条件

一般在距送风口下方15~20nn处,按规范要求采样,应用安德森氏六级撞击式空气采样器。

采样时必须在空调系统正常运转的条件下,关闭门窗Ih以上,尽量减少人、畜的活动频率,记录室内人员数足、温湿度与天气状况等」

2。细菌总数的计数

用撞击式空气采样器法采集室内空气,汁数在营养琼脂培养基上经37丈.48h培养所形成的菌落数,换算成每平方米室内空气中菌落总数,以cfu/m:(每立7/米空气菌落形成单位)报告。

3.细菌培养

采样应用营养琼脂培养基,(37±2)T培养(48±2)h,观察并记录结果(37丈培养24h应进行观察,不必记录结果)。

4.制备培养基

(1)培养基的成分营养琼脂培养基成分包括:蛋白胨10g,氯化钠5g,肉膏5g,琼脂20g,蒸馏水lOOOmU

(2)培养基的制法将上述成分加热溶化于蒸馏水中,校正pH值为7.4~7.6,加人琼脂.121弋、20min灭菌备用。

3。4。4中央空调送风中真菌总数的检测

1。检测取样点和采样环境条件

■-般在距送风口下方15-20cm处采样,按规范要求采样.应用安德森氏六级撞击式空气采样器。

采样时必须在空调系统正常运转的条件卜\关闭门窗lh以上,尽量减少人、畜的活动频率。记录室内装修状况(如观察织物包厢、地毯布置、花草养植等,为分析结果提供参考)、人员数量、温湿度与天气状况等。

第3章屮央空调系统污垢的成H及危宵135

2。真菌总数的计数

用撞击式空气采样器法采集室内空气。汁数在沙氏琼脂培养基上经28X:、5~7d培养所形成的菌落数。换算为每立方米室内空气中真菌总数。以cfu/m2报告:

3。真菌培养

采样应用营养琼脂培养基,(28±2)T培养5~7d,逐日观察并于第7天记录结果(如培养至5d时,霉菌或故线菌的菌丝生长掩盖周围菌落或菌丝长至满皿,可停止观察并记录结果,但在报告时需注明);

4。制备培养基

(1)培养基的成分沙氏琼脂培养基成分包括:蛋白胨10g,葡萄糖40g,琼脂20g,蒸馏水1000ml,。

(2)培养基的制法将蛋白陈、葡萄糖溶解子蒸馏水中,校正pH值为5.5~6.0,加入琼脂,1151、15mm灭菌备用。

第4章中央空调清洗药剂、设备及工具

中央空调清洗主要是对水系统和通风系统的清洗,在清洗过程中,必须要使用到一些相关的清洗药剂和清洗设备,使清洗工作顺利开展。本章中,我们来具体了解中央空调水系统以及通风系统清洗都要用到哪些清洗药剂和清洗设备:

4.1中央空调水系统水处理、化学清洗药剂

在中央空调水系统运行过程中和清洗中要选用合适的药剂对水系统进行水处理和定期的化学清洗,下面我们来具体了解中央空调水系统水处理以及清洗工程中所使用的药剂:

4.1.1中央空调水系统水处理药剂

中央空调水系统水处理药剂常用的有阻垢剂、缓蚀阻垢复合药剂、杀生剂等。

1。阻垢剂

(1)定义阻垢剂是指具有能分散水中的难溶性无机盐,阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能,并维持金属设备有良好的传热效果的-•类药剂.

(2)分类目前市场上阻垢剂的分类见表4-1

(3)选用选用阻垢剂应遵循以下原则:

1)阻垢效果好,即使在Ca2+、Mg'SiO^含量较大时,仍有较好的阻垢效果

2)化学稳定性好,在高浓缩倍数和高温情况以及与缓浊剂、杀生剂共用时,阻垢效果也不明显下降i

第4章屮央空调清洗葯剂、没备及工具137

表4-1阻垢剂的分类

类别化(聚)合物用量/(mg/L)特性

聚磷酸盐六偏磷酸钠[(WPO3)6:卜51.在结垢不严重或要求不太高的情况下可单独使用2.低剂量时起阻垢作用,卨浓度时起缓浊作用

三聚磷酸钠(Na5P3O1Q)

有机瞵酸盐系含氮氨基三甲叉膦酸(AT-MP)1~51.不宜单独使用,-般与锌、铬或磷酸盐共用2.含氮的不易与氯杀菌剂共用

乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)

不含氮羟基乙叉二隣酸(HEDP)

磷酸酯类单元醇磷酸酯多元醇磷酸酯氨基磷酸酯5~30与其他抑制剂联合使用吋效果最好

聚羧酸类聚内酸酯聚4來酸酯聚甲基丙燔酸1~5铜质设备使用时必须加缓蚀剂

3)符合环保要求,无毒与低毒,易生物降解:

4)配制、投加、操作等简便:

5)价格低廉,易于采购,运输储藏方便

通过长期使用的情况表明,绝大多数的阻垢剂在单独使用时效果较差,几种阻垢剂复合使用时阻垢效果会显著提高。表4-2中列出f各种阻垢剂单独使用时的使用情况,供选择阻垢剂时参考

2。缓蚀阻垢复合药剂

(1)复合药剂的定义将具有缓蚀和阻垢作用的2种或2种以上的药剂联合使用,或将缓浊剂和阻垢剂以物理方法混合后所配制成的药剂,都称为复合药剂,也称为复合水处理药剂

138屮央空调请洗技术

表4-2各种阻垢剂单独使用时的性能表

名称适宜的pH值允许Ca2+含量/(mg/L)拧制钙垢的添加量及效果/(ing/U明

CaSO3Ca。,SO4Ca,(PO4)2

聚磷酸盐6-7<2004~6>20无效商产生垢的危险控制n•:常p(〕r<6FL磷酸钙指数>1

聚內烯酸(钠)彡50()10打效仃效对铜咬铜合金釘腐蚀作川

磷酸盐系7~9400-5002-6有效4、易产牛.垢对锏及锏合金也腐蚀作用

聚马来酵8~9500-4003-5有效(i效

磷酸酯类8~9彡50020-25卉效

复合药剂尽管类型品种繁多。但都是按照水质特性和冷却水系统运行中存在的主要问题。以-•两种药剂为主配制而成的、具有突出功能的复合药剂

-般来说,复合药剂的缓浊阻垢效果均比其中一种药剂单独使用时的效果好。

(2)复合药剂的种类

I)磷系复合药剂

①聚磷酸盐+锌盐5聚磷酸盐用量为30~50mg/L,锌盐用量宜小于4mg/L(以Zn2+计),pH值宜小于8。3,--般控制在

6.8〜7.2。

②聚磷酸盐+锌+芳烃唑类化合物、掺加芳烃唑类化合物的主要目的是保护铜及铜合金,一般掺加1~2mg/L即可起到有效的保护作用,同时亦可起防止金属产生坑蚀的作用。常用的芳烃唑类化合物有巯基苯并噻唑(MBT)和苯并三氮唑(BZT)。它们都是很有效的铜缓蚀剂,pH值的范围为5。5~10:

③聚鱗酸盐+聚丙烯酸。主要用于处理结垢趋势不大的中央空调循环水,使用的配合比为(4~6mg/L):(3.5~7mg/L),适用的范围不如带有HEDP的有机膦系复合抑制剂广泛,但对微生

第4孝中央空调消洗药剂、设济及fJt139

物产生的影响及控制能力相同_

④六聚磯酸钠+钼酸钠。可以形成阴极、阳极共有防护膜,

大大提高丁缓蚀效果和控制点浊的能力,钼酸盐在温度高厂70%;,pH值大于9的水中缓浊效果最好,使用量通常为3mg/L左右钼酸盐的毒性小,对环境不会造成污染,

2)有机膦系复合药剂

①锌盐+磷酸盐:用35~40mg/L的磷酸盐和lOmg/L的锌盐,在pH值为6.5~7.0的条件下可以有效地控制金属腐蚀,1改变上述两种药剂的组成比例,使锌盐的用垃为磷酸盐质量的30%时,则可获得最佳的缓蚀作用衍在使用时应注意以下几点:

A.pH值不应大于8.5,当用于合金材质的水系统时,如pH值小f6-5,则磷酸盐会损伤金属

B.不宜用在有严重腐蚀金属产物的冷却水系统中..

C。不适合用亍闭式冷却水系统。

D.水的温度不宜高于40^r

②巯基苯并噻唑+锌+磷酸盐+聚丙烯酸盐_推荐的巯基苯

噻唑使用浓度为I而钙的硬度最大允许值为400mg/

L

③以聚磷酸盐、聚丙烯酸和有机膦酸盐为主的组合vA•偏磷酸钠+聚丙烯酸钠+羟基乙叉二膦酸

B。八•偏磷酸钠+聚丙烯酸钠+羟基乙叉二膦酸+巯基苯并噻唑:

C。六偏磷酸钠+聚丙烯酸钠+羟基乙叉二膦酸+巯基苯并噻唑+锌,

D.三聚磷酸钠+聚丙烯酸钠+乙:.胺四甲叉膦酸+巯基苯并噻唑。

在上述四种组合中,聚磷酸盐的用量为2~10mg/L,聚丙烯酸钠为2~16mg/L,羟基乙叉二膦酸为().8~5mg/L,巯基苯并噻哇为0.4~lmg/L,锌盐(以Zn23十)为2~4mg/L,乙二胺

140屮央空调诸洗技术

四甲叉膦酸为2mg/L_具体各组分的配合比和投加量应根据水质特性和运行情况,通过试验并结合实际运行效果确定。

应该引起注意的是,这四种组合中均含有磷,为菌藻类微生物的生长提供了营养物质。所以在使用时必须同时投加杀生剂,控制菌藻类微生物的大量繁殖。

这种有机膦系复合抑制剂使用范围较广,实际应用中被证明是一种比较有效的复合抑制剂,在中央空调循环水中总硬度以碳酸钙(CaCOJ计为130~520mg/L、总含盐量为250〜1540mg/L时,均能比较稳定地控制腐蚀与结垢。

3)其他复合药剂

①多元醇+锌+木质磺酸盐。在有大量污泥产生的循环水系统中,采用此复合抑制剂比较有利,其使用浓度一般为40~50mg/L,pH值可达到8左右。如再摻加巯基苯并嗟唑,则可提高缓蚀阻垢性能,而基本功能与不掺加时相似。另外,只用多元醇+锌组成的复合抑制剂,也能获得较好的缓蚀阻垢效果。

②亚硝酸钠+硼酸盐+有机物。该复合抑制剂主要用于闭式循环冷却水系统,在PH值为8.5~10.0时,投加剂量可为2000mg/L.

③有机聚合物+硅酸盐。这种复合抑制剂对所有类型的杀生剂都无影响,适用于pH值为7.5~9.5的冷却水系统,在高温(70~80^C)和低流速运行条件下一般不会有结垢现象。

④锌盐+聚马来酸酐。聚马来酸酐是有效的阻垢剂,所以这种复合抑制剂主要用于有严重污垢的冷却水系统,不宜用于硬度较低且具有腐蚀趋势的冷却水系统。在运行中应使水的pH值控制在8.5以下。

⑤羟基乙叉二膦酸钠+聚马来酸=缓蚀阻垢效果好,加药量少,成本低,药效稳定且停留时间长,没有因为药剂引起的菌藻问题。

⑥钼酸盐+葡萄糖酸盐+锌盐+聚丙烯酸盐,对不同水适应性强,有较好的缓蚀阻垢的效果,耐热性好,克服了使用聚磷酸

第4葶中央空调淸洗药剂。议济及r具141

盐时存在的促进菌藻繁殖的缺点,要求pH值在8~8。5的范围,C1~+SO4小于400mg/Lp

⑦硅酸盐+聚丙烯酸钠。对环境污染小,价格便宜

⑧钼酸盐+聚磯酸盐+聚丙烯酸盐+BZT。对不同水质适应性较强,操作简单,价格便宜,使用浓度为10~15mg/L。

(3)复合药剂的选用复合药剂的选用应有针对性,一般需考虑以下几个原则:

1)根据水质特性,通过模拟试验筛选出适宜的复合药剂,在实际运行过程中,视其效果再调整各组分的配合比及投加量。在无试验条件的状况下,可以参考同类冷却水系统的运行数据。但不宜直接套用其配方,因为水质特性、系统组成、运行条件、操作方式等不同,可能会使缓蚀阻垢效果产生较大差异

2)要注意协同效应,优先采用有增效作用的复合配方,以增强药效,降低药耗。

3)承受得了复合药剂的使用费能,而且购买要方便。

4)配方中各药剂不应有相互对抗的作用,而且与配用的杀生剂相容。

5)含有复合药剂残液的冷却水排放时,应符合环保部门的规定,对周围环境不造成污染。

6)不会造成换热表面传热系数的降低:

(4)阻垢缓蚀剂的加药量

1)首次加药量。中央空调循环冷却水系统阻垢缓蚀剂的首次加药量,可按下式计算。

1000

式中G——系统首次加药量(kg);

V—系统容积(m3);

g--单位体积循环冷却水的加药量(mg/L)

2)运行时的加药量

①中央空调敞开式循环冷却水系统运行时,阻垢缓蚀剂的加

142中央空调淸洗技术

药量可按下式计算

'1000(A-1)

式中G'系统运行时的加药最(kg/h);

Q、-蒸发水量(m3/h);

-V——浓缩倍数(-•般不小于3):

浓缩倍数的计算公式为

Q,+Q,

式中<?,„——补充水量(m3/h),敞开式系统<?„=R+<?b+久

=密闭式系统1=什’(《为经验系数,

!\-1

4取o。ool);

Qb-排污水量(m3/h);

Qw——风吹损失水量(m3/h)。

2中央空调密闭式循环冷却水运行时。阻垢缓蚀剂的加药量可按下式计算。

G,=-

1000

式中各符号含义同前:

3.杀生剂

为广淸洗剥离中央空调水系统中由微生物引起的黏泥,结垢。就需要添加适当的杀菌灭藻剂和污泥剥离剂,投放到水中以杀死微生物或抑制微生物生K或繁殖的化学药剂•般称为杀生剂,又称为杀菌灭藻剂、杀菌藻剂、杀菌剂等:

(1)常用的杀生剂常用的杀生剂按其作用机理可分为氧化性杀生剂和非氣化性杀生剂两大类

1)氧化性杀生剂。常用的氧化性杀生剂有氯、次氯酸盐、氧化异氰尿酸、二氧化氯、臭氧、溴及溴化物以及一些过氧化物

第4章屮央空调淸洗药剂.没济及143

等。

①氯。氯用于水处理中杀菌消毒的历史最为悠久e它具有杀菌力强、价格低廉、来源方便等特点:

氯进人水中,就会与水发生水解反应,生成盐酸和次氯酸。Cl2+H,O=HC1+HC10

次氯酸还可以在水中发生电离,产生H+和CIO—

HC1O==H++CIO'

作为微生物杀生剂.次氯酸的杀生效率比次氯酸根离子要高20倍,、一般以氯为主的微生物控制方案的溶液pll值范围以6.5~7.5为最佳:另外,氯能程度不同地氧化(破坏)水中的某些有机阻垢剂或缓蚀剂,例如氨基三甲叉膦酸(ATMP)和巯某苯并噻唑(MBT),

在循环水系统进行微生物的生长控制时,水中游离活性氯的浓度一般控制在0.5~I.(WL范围内,这时水屮绝大多数微生物的生长将得到抑制。当与非氯化性杀生剂联合使用时,水中游离活性氯的浓度可控制在0.2~0.5mg/L范围内。

为使氯作为杀菌剂达到最大的杀生效果,应注意以下几1•方面的问题:

A.通氯时,水的pH值不能太高,在水中应保持一定的余氯量,一般在一段时间内须保持余氯量在(o.5~i)xi(r6。

B.要防止碱性物质如氨等进人循环系统、

C.当有大量污泥和污垢积聚时,会消耗大量的氯气,使余氯量很难保持在要求的范围内,因此应适当多添加一些氯

②次氯酸盐:常用的次氯酸盐有次氯酸钠(NaClO)、次氯酸钙[Ca(C10)2]和漂白粉[CaCl(ClO)]。

次氯酸盐在水中能生成次氯酸,所以.它们的杀生效果与氯极相似。目前在中央空调水处理药剂中,次氯酸盐主要用于处理和剥离设备或管道内的黏泥。因此,次氯酸也是一种黏泥剥离药剂_

③氧化异氰尿酸。氧化异氰尿酸又称氯化三聚异氰酸。它能

144屮央空调清洗技术

在水中水解,生成次氯酸和异氰尿酸,所以,它的杀生作用与次氯酸盐和氯相似。

、1二氧比氯二氧化氯是一种杀生能力比氯强、杀生作用比氯快、剩余剂量和杀菌性能持续时间长的氯化性杀生剂:它不仅具右和氯1相似的杀生性能,而且能控制黏泥生K_

二氧化氯的用量少,用2。Omg/L的二氧化氯作用30min能杀灭10()%的微生物,而且剩余的二氧化氯尚有0。9mg/h二氧化氯适用的pH值范围广,它在pH值6~10的范围内能有效地杀灭绝大多数微生物它不与水中大多数有机胺类水处理药剂发生化学反应_-

⑤臭氧臭氧是一种氧化性很强但又不稳定的气体:在水溶液中,臭氧保持着很强的氧化性_

臭氧作为杀生剂不会增加水中的氯离子浓度,排放时不会污染环境或伤害水生物,因为臭氧在光合作用下会分解生成氧:在一般情况下,水中残余臭氧的浓度应保持在0.5mg/L左右。

⑥溴及溴化物:在酸性或低pH值的水中,人们常用氯作为杀牛.剂但是在碱性或pH值偏高的水中,由于氯和水反应生成的次氯酸会水解生成杀生能力很差的CICT,从而使其杀生作用大为减弱.因此,在碱性或pH值偏高的水中,以溴及溴化物作为氯的替代品.溴的杀生能力非常快在相同的条件溴可以在4,nin内使细菌的存活率降低到0.0001%.而氯则不能

H前可供选择的溴化物杀生剂存卤化海因(溴氯甲基海因、二溴:甲基海因、溴氯甲乙基海因等)、活性溴化物和氯化溴(BrCl)<大类.

2)非氧化性杀生剂_在某些方面,非氧化性杀生剂比氧化性杀生剂更有效或更"便:因此。在许多中央空调循环水系统中,常常是非氧化性杀生剂与氧化件杀生剂两者联合使用:

常用的非氧化性杀生剂有以下儿种:

①季铵盐氏碳链的季铵盐是•些阳离了衣而活性剂,其结构式可表小—为

第■(克中央空调淸洗药剂.设备及[其145

-rjrI

R'—N—R'X

_R2_

其中,R1、R:、IV和IV代表不同的烃基,其中之一必须为长碳链,X常为卤素阳离子。

季铵盐杀生剂中最常见的两种药剂是洁尔灭(十二烷基3甲基苄基氯化铵)和新洁尔灭(十二烷基二甲基苄基溴化铵).由于洁尔灭和新洁尔灭的阳离子相似,故其杀生性能相似,:.新洁尔灭的杀生作用比洁尔灭的强一些。

洁尔灭和新洁尔灭两者都具有杀生能力强、使用方便、毒性小和成本低的优点=这两种药剂还具有缓蚀作用、剥离黏泥的作用和去除水中臭味的功能,

洁尔灭和新洁尔灭这两种药剂并不是季铵盐中杀生作用最强的有机化合物,但由于其毒性小、成本低、具有杀菌灭藻的性能,故得到了广泛的应用。

洁尔灭和新洁尔灭的使用浓度通常为50~lOOmg/L,

使用季铵盐作为杀生剥离剂时需要注意以下几点:

A.避免与阴离子表面活性剂共同使用,因为往往易产生沉淀而失效,但与非离子型表面活性剂共存时则无不良影响。

B。在一定范围内温度高时杀菌能力增强,50T时的杀菌力约为常温时的十几倍。

C.在弱碱性的水质(pH值=7~9)中效果较好。

D.不能与氯酚类杀生剂共用,

E.大量金属离子Al3’、Fe2'的存在会降低药效:

F.水中有机物较多时会吸附消耗一些季铵盐药剂。

G.起泡较多,常须使用消泡剂:,

H.投药方式:一般采用每天少量投药的方法.这样有利于抑菌;每隔数日后再进行一次冲击式大剂量投药,这有利于杀菌。为了杀灭已有一定耐药性的微生物,采用与其他杀菌剂交替

146屮央空调清洗技水

使用的方式,可获得较好的结果:

②氯酚类-氯酚类杀生剂上要冇双氯酚、三氯酚、£氯酚的化合物,《氯酚制成的水溶液是一种高效广谱的杀生剂;对铁细菌、硫酸盐还原菌等都有较好的杀生作用;氯酚类杀生剂由r-其毒性大、易污染环境,故近年来应用已经很少。

③有机锡化合物::常用的有机锡化合物有氯化3丁基锡L(C4H9),SnClj,氢氧化三丁基锡[(C4HJ3SnOHJ和氧化双三丁基锡[(CJI9)3Sn]O。

有机锡化合物在碱性pH值范内的使用效果最好:它们常与季铵盐或有机胺类配合或复配成复合杀生剂

④有机胺类某些有机胺类化合物是效率很高的生物杀生剂常用的有机胺类杀生剂有松香胺盐、(T胺和胺等。

⑤有机硫化合物_常用的有机硫化合物杀生剂有:硫氰基甲烷、二甲基二硫代氨基甲酸钠和亚乙基双-二硫代氨基甲酸二钠等它们都具有低毒、水溶和易于使用等特点。

二硫氰基甲烷又称二硫氰酸甲酯,是•种使用广泛的有机硫杀生剂:它对抑制藻类、真菌和细菌有效,并且价格低廉,杀生效果好:经过水解后的化合物毒性低,没有污染的麻烦,常波推荐使用于排放限制严格的主要需要柠制黏泥细菌的冷却水系统,用量为10~25mg/L;

⑥异噻唑啉酮-异噻唑啉酮是•种较新的杀生剂作为杀生剂使ffl吋常使用它的衍1:物,如2-甲基4-谇噻唑啉酮-3-酮和5-氯-2-甲基4-异噻唑啉-3-酮」

异噻唑啉酮的使用浓度相对比较低,即使浓度在0.5xlWg/L吋,它仍然能有效抑制水中细菌、真菌和藻类的生长,故使用它作为杀生剂时可以有效降低水处理药剂的成本。

异噻唑啉酮足•种广谱杀生剂,它能迅速穿透粘附在设备表面的生物膜,对生物膜下面的微生物进行有效地控制异噻唑啉酮在较宽的pH值范围内具有良好的杀生性能。它们是水溶性的,町以和有些药剂复配使用:在通常的使用浓度下,异噻唑啉

第4葶中央空调清洗药剂.设备及L具147

酮与氯、缓蚀剂和阻垢剂在水中是彼此相容的。

(2)杀生剂的选择及影响杀生效率的因素选用杀生剂时.除了一般要考虑的高效.广谱、易溶、杀生速度快、余毒持续时间长、操作简便、价廉易得、使用费用低等问题以外,还要考虑以下一些问题、

1)冷却水的PH值.微生物的繁殖都有适宜的pH值范围,一般藻类在5.5~8.5范围内,而细菌则多数在5~8范围内,但总的看来绝大多数微生物一般都能在pH值为6.5-8.5的环境下繁殖-因此,选用杀生剂时其适用范围尽量宽•些

2)药剂的停留时间。药剂在循环冷却水系统中的停留吋间与排污率和系统的水容积有关,排污率大,而系统水容积小时,停留时间就短;反之,则停留时间就长。如果停留时间短.就要考虑选用低剂量、杀生速度快的药剂;如果停留时间长,则可选用杀生作用慢或稳定性好的杀生剂

3)与其他化9药剂的相容性、杀生剂与其他加人冷却水的化学药剂(如阻垢剂和缓蚀剂)不互相干扰、杀生效率不变或提高.则表明有较好的相容性;如果效力降低则表明它们之间不相容

4)与有机物的吸附作用:某些有机杀生剂具苻表面活性,易被水屮的有机物质.细菌黏泥和悬浮的有机物听吸附,从而降低其杀生活性,具有这种吸附作用的杀生剂主要是季铵盐类化;>物。在排污率比较小的系统中,即杀生剂停留时间长的情况下应慎重考虑这个问题

5)稳定性无论是有机还是无机杀生剂,在水中常受到pll值和温度的影响,pH值过高或过低都会使其杀生性能降低或产生水解的可能性-不受这些影响或影响较小的杀生剂即认为其稳定性较好、

6)起泡:具有表面活性的季铵盐类有机物在水中易产生泡沫,泡沫多会降低杀生剂的作用,尤其是在高浓缩倍数的冷却水系统中应考虑这一影响因素,它不仅降低杀生剂的杀生效力,而

148屮央空调清洗技术

且还导致系统中的水污染=

7)水中污染物质3水中悬浮物和污泥较多的系统,采用任何杀生剂都会降低其杀生效力,如果采用产生泡沫少的表面活性剂或分散剂则可弥补此影响:

8)环保要求。有些杀生剂的杀生力较强,如氯酚类和一些重金属盐的杀生剂,但由于其本身的毒性太大,在排污时不可避免地要带出一些残余量,会对环境甚至人身安全造成危害,因此要格外慎重地对待。最好使用杀生后容易生物降解,不会产生毒性累积的杀生剂。此外,各种杀生剂不可能对所有的微生物都有满意的杀生效果,因此应多选择几种药剂配合使用、为了防止微生物的抗药性,还应选择几种药剂轮换使用、

(3)投放药量和投药方式

1)投放药量。投放杀生剂要保持足够的剂量,剂量低了反而会刺激微生物的新陈代谢,促进其生长,因此,要保证药剂投入水中一定时间后还有一定的剩余浓度。

2)投药方式。投药方式一般有连续投加、间歇投加和瞬时投加,其中采用最多的是定期间歇投药方式。在投药量相同的情况下,采用瞬时投加可以造成某-段时间内的高浓度,往往可以得到良好的杀生效果。连续投药消耗量大,只有在瞬时投加与间歇投加都不起作用时才采用。

非氧化性杀生剂每月宜投加1~2次,每次加药量可按下式计算。

Vs

G-"1000

式中——非氧化性杀生剂的加药量(kg)。

非氧化性杀生剂宜投加在冷却塔集水盘的出水口处

4.1.2中央空调清洗工程常用的化学清洗药剂

中央空调清洗工程常用的化学药剂有酸洗药剂、碱洗药剂、清洗用有机溶剂和各种助剂等、

第4章中央空调清洗药剂、设备及X具149

1。酸洗药剂

中央空调清洗中,常用的酸包括无机酸、有机酸两大类。

(1)无机酸

1)硫酸(HjO4)D硫酸是三氧化硫的水合物,是一种无色黏稠的液体。化学清洗中所用的硫酸,通常是将95%~98%浓度的浓硫酸稀释后使用的。

用硫酸作清洗液的优点是其价格便宜,对不锈钢和铝合金设备没有腐蚀性,适合清洗这些特殊金属设备。硫酸又是一种不易挥发的强酸,所以可以通过适当加热来加快清洗速度。一般用5%~15%浓度的硫酸作清洗液时,可以加热到50-60T以加快清洗速度。

缺点是一些硫酸盐在水中溶解度较小(如硫酸铁、硫酸钙),所以硫酸溶解铁锈的速度相对要慢一些。也不能溶解含有硫酸钙的水垢,所以硫酸通常不用于除中央空调水垢,只用于除铁锈。用硫酸清洗含有沉积物的设备表面时,酸洗后表面状态不理想。另一大问题是,硫酸清洗金属,容易发生氢脆——酸与金属反应产生的氢气被金属吸收引起金属发脆、性能变坏的现象..

工业上利用硫酸进行清洗时通常加人非离子表面活性剂配合以提高其除锈能力。硫酸中加入适量硝酸可去除焦油、焦岩、海藻类生物等多种污垢。为了降低硫酸对金属物体的腐蚀性,要在清洗剂中加人一定量的缓蚀剂。

2)盐酸(HC1)。盐酸是氯化氢(HC1)的水溶液,15丈时氯化氢在水中溶解度最大,可生成42。7%(质量分数)的盐酸。目前市场上出售的浓盐酸浓度为37。2%(质量分数)。

盐酸为易挥发性酸,在40T以上温度使用时,氯化氢气体会从盐酸溶液中挥发出来,使应用时产生困难3

盐酸与金属反应生成的氯化物水溶性大都很好,但盐酸与卤化物对金属都有腐蚀作用,在使用时要引起注意。

使用盐酸作中央空调清洗液时,一般使用10%以下浓度,并在常温下使用,尽量避免升温使用,以防产生酸雾。由于大多

150中央空调清洗技木

数氯化物都是易溶于水的,因而呈碱性的碳酸盐水垢、铁锈、铜锈、铝锈都可以很好地溶解在盐酸中。

盐酸价格便宜,所以被广泛用于上述污垢的清洗中。盐酸清洗液适用于碳钢、黄铜、紫铜及其他铜合金材料的设备清洗.它对碳酸盐水垢和铁锈的清洗最有效而且经济,所以已广泛用于中央空调清洗换热器各种反应设备,

因盐酸中存在有cr,对于普通不锈钢及铝材来说,cr是能局部破坏钝化膜的活性离子,是造成孔蚀及应力腐蚀的主要原因,因此盐酸不宜作为清洗不锈钢和铝材金属表面污垢的清洗液。

由于盐酸对钢铁等不少金属材料有强烈的腐蚀作用,因此,在中央空调清洗中为保证设备不被腐蚀,在盐酸中要添加缓蚀剂3

3)硝酸(HNO3h硝酸是一种易挥发、易分解的酸。硝酸在光、热作用下或在某些化学物质作用下分解,并有一.氧化氮和氧气放出,因此应密闭保存。

工业上使用的浓硝酸是65%(质量分数)的水溶液。在中央空调清洗中,用于酸洗的硝酸浓度一般在5%左右。

在浓度较低的情况5,硝酸比较稳定,不易分解,氧化性减弱,主要发挥酸性的作用。由于硝酸盐大多易溶于水,硝酸本身又具有一定氧化作用,对垢物和金属氧化物有很强的溶解性,些用盐酸溶解不了的金属氧化物和垢物常用硝酸溶液来清洗,因此在中央空调清洗中普遍采用硝酸作酸洗剂。特别是用硝酸清洗不锈钢作基体的没备,不会像盐酸那样有导致孔蚀的危险;而且硝酸清洗铜诱效果特别好,所以在清洗不镑钢以及铜设备时常用硝酸、

在中央空调清洗中,硝酸主要用下清洗不锈钢、碳钢、黄铜、铜及碳钢-不锈钢设备以及黄铜-碳钢焊接的组合体设备。硝酸可去除水垢和铁锈,对碳酸盐垢、Fe2(),和Fe,O4锈垢有良好的溶解能力,去除氧化铁皮、铁垢的速度快、时间短,并且对碳钢、不锈钢、铜的腐蚀性较低。.

第4草屮央空调済洗药剂,没备及r具151

由f硝酸在低浓度下对大多数金属均有强烈的腐蚀作用,因此,用硝酸作中央空调酸洗剂时,为防止其对金属的腐蚀应加入缓浊剂。H前广泛采用的km-826和Lan-5两种缓蚀剂,效果很好,而-般缓蚀剂容易被硝酸分解而失效

4)磷酸(H,POJ。纯磷酸是无色透明的固体,工业上使用的浓磷酸是85%~90%(质量分数)的水溶液。磷酸是较弱的酸,甚至比氨基磺酸和草酸等有机酸的酸性还弱当磷酸与其他强酸配合使用时,它起到缓冲试剂的作用,用以控制溶液pH值,使其保持稳定。

磷酸是难挥发性酸,在高温和高浓度情况下溶解能力很强,能与钨、锏、铌等不活泼金属反应生成杂多酸型配合物,而使它们溶解它也可溶解铬铁矿、金红石(TiO2)等矿石1

在屮央空调清洗中,一般酸洗时采用的磷酸浓度为8%~10%,温度40~60T:由于溶解铁锈产物磷酸铁在水中溶解度小,酸洗时会产生磷酸铁沉淀而影响清洗效果。为避免酸洗时产生此种沉淀,应保持磷酸浓度超过25%,使形成溶解度较大的含磷杂多酸配合物,但这样会提高酸洗成本,也增加对废洗液处理的困难,因此。用磷酸清洗比用其他无机酸清洗的成本高,。

磯酸还可用于预处理钎焊工件。因为在高温高浓度情况Y,磷酸对金属氧化物的溶解能力可用于钎焊及其氧化区表面的酸洗。用磷酸清洗生诱的金属表囲时,在去诱的同时可形成磷化保护膜对金属起保护作用。

由r•磷酸清洗存在其钙盐rca,(p()4)j难溶的问题,因此磷酸不适用r凊除水垢;其铁盐在低浓度磷酸中溶解度低也是一个缺点,除在一些特殊情况下,通常不使用磷酸作酸洗剂

5)氢氟酸(HF)..与盐酸相类似,氢氟酸是氟化氢气体溶丁•水形成的溶液。市场出售的氢氟酸一般为30%-60%(质量分数h它是一种弱酸,酸的强度与有机酸中的甲酸相似。

氢氟酸的最大特点在于它能与二氧化硅发生激烈反应并使它溶解:而二氧化硅对其他所有无机酸都是十分稳定和耐腐浊的:

152屮央空调清洗技术

由于氢氟酸有与硅化合物反应的特点,在主要成分含有二氧化硅的半导体元件硅的腐蚀清洗和酸洗过程中发挥重要作用。

在中央空调清洗中使用氢氟酸作酸洗剂时的含量一般在5%以下。由于温度升高,反应速度明显加快,所以温度常控制在50%;左右:用氢氟酸清洗铁锈和溶解氧化皮具有清洗时间短、效率高的特点。这是因为氢氟酸有很强的溶解氧化铁的能力,此溶解能力是靠离子的特殊作用,如氢氟酸与四氧化三铁接触时会发生氟-氧交换,接着厂发生络合反应而使氧化皮溶解

中央空调清洗中清除含二氧化硅的难除水垢采用碱洗与酸洗相结合的工艺,先用NaOH等碱洗液使部分二氧化硅生成可溶性硅酸盐溶解.为酸洗除硅创造条件,再用氢氟酸清洗,进一步去除水垢,从而取得较好效果。含二氧化硅的水垢导热性极差,对换热器危害也大,因此常用氢氟酸加以清除。

氢氟酸对金属有腐蚀性,对含铬13%~15%的高合金钢的腐蚀性比低合金钢髙约10倍,因此常配合适当的缓蚀剂使用。

氢氟酸清洗具有酸洗后残液易于处理的优点。在氢氟酸清洗后,再用石灰水中和残酸生成氢氧化铁和氟化钙沉淀即可除去。

中央空调清洗中氢氟酸通常不单独使用,而是与氟氢化铵、盐酸、硝酸等配合使用,如氢氟酸-氟氢化铵清洗剂主要用于清洗硅垢,也可再加入盐酸和硝酸用于清洗铁锈:而盐酸-氢氟酸清洗液主要用于除去碳酸盐水垢、硅酸盐水垢和氧化铁皮的混合物,其中盐酸溶解碳酸盐水垢速度很快,但不能溶解硅酸盐水垢,而用氢氟酸可溶解硅垢和氧化铁。有吋在盐酸酸洗液中加人一定量的氟化氢铵,目的是利用氟化氢铵与盐酸反应生成氢氟酸形成盐酸-氢氟酸混合清洗剂以加快碳酸盐垢、硅酸盐垢及铁垢混合物的溶解能力。而硝酸-氢氟酸对碳酸盐水垢、硅酸盐水垢、各种铁诱均有良好的溶解能力,而且去垢速度快,特别适合不耐盐酸的碳钢-不锈钢、碳钢-铜组合的没备清洗。具有腐浊率低、不产生渗氢、常温清洗速度快、节省能源和原料来源方便的优

第4章中央空调诏洗药剂、没备及工具153

点,是目前国内换热器及各种化工设备中碳酸盐水垢、硅酸盐水垢及铁垢的最佳酸洗剂.

氢氟酸对人体有很强的毒性和腐蚀性,取用时应十分注意,要戴好橡胶手套、防护面罩或口罩。要防止氟化氢气体在环境中扩散。对已经扩散到空气中或水中的氟化氢,要设法用氢氧化钠水溶液加以吸收,再用钙盐与它反应生成不溶性氟化钙沉淀加以回收。

可以代替氢氟酸用于同样目的的是氟氢酸铵,它是由氢氟酸与氟化铵反应生成的酸性缓冲溶液。氟氢酸铵的作用比氢氟酸要温和-

(2)有机酸

1)乙酸(H2C2O4)。俗称醋酸,是一种一元有机弱酸,其熔点为16。7T。纯醋酸在低温下结晶成固体,所以又称为冰醋酸:乙酸常温下为无色、有一定刺激性醋味的液体,与水、乙醇、乙醚都可以混溶、

醋酸对金属腐蚀性低,对人体毒害作用小,它的盐易溶于水,所以适合清洗水垢和铁锈等腐蚀产物,特别是黄铜和对晶间腐蚀敏感的材料适合用乙酸清洗3

2)氨基磺酸(NH2SO3H)。目前,市售氨基磺酸商品为固体,工业上用尿素与发烟硫酸反应制取,其密度为2.126g/Cm3(25^),熔点205T。它具有不挥发、无臭味和对人体毒性极小等特点。

氨基磺酸的水溶液具有与盐酸、硫酸等同的强酸性,故别名叫固体硫酸。

氨基磺酸易溶于水,当相对湿度大于70%时,开始具有潮湿性,其溶解度见表4-3。

表4-3氨基磺酸在水中的溶解度

温度/V020406080

溶解度/g12.817.622.827.132.0

154中央空调清洗技术

氨基磺酸的水溶液在常温下较稳定,但在较高温度下,会水解成硫酸铵和硫酸氢铵

NH,SO3H+H,0―*NH4HSO4NH4HSO4+NH;—>(NH4)2HSO4+H*

当温度大于130T时,浓氨基磺酸水溶液在密闭容器中会快速分解,并产生大量蒸汽而引起爆炸。有研究表明,氨基磺酸水溶液在60T以下几乎不分解,但在80T时分解量较大。在使用氨基磺酸进行清洗时,温度•一般控制在60丈以下。表中列出了氨基磺酸水溶液在801时的分解量。

表44氨基磺酸水溶液的分解量

氨基磺酸水溶液的含量(%)

时间/h11030

分解量(%)

14.57.87.9

516。928。327。5

837.343.7

氨基磺酸对碱土金属盐有很好的溶解性,氨基磺酸与钙镁垢反应剧烈。通常在中央空调清洗中使用7%~10%含量的氨基磺酸水溶液作清洗剂,在601以下温度下除垢,一般在lh内可将90%的钙镁垢转变成可溶性氨基酸盐而去除。

氨基磺酸对铁锈作用较慢,可添加一些氯化物如NaCl等,使之缓慢产生盐酸,从而有效地溶解铁锈。

由于氨基磺酸盐的多数金属盐在水中溶解度较高,不会在清洗液中产生沉淀,而氨基磺酸对金属腐浊性小,所以常被用来清洗钢铁、铜、不锈钢、铝以及陶瓷等材料制造的设备表面上的铁镑和水垢。

此外,氨基磺酸还是唯一可用作镀锌金属表面清洗的酸.

3)乙二胺四乙酸(CmUA:)。乙二胺四乙酸(EDTA)又称乙底酸,它是一种重要的络合剂。乙二胺四乙酸能与许多金属离子形成稳定而易溶于水的整合物,因此可用于金属化合物垢

第4章中央空调清洗药剂、没崙及I:具155

类的清洗。

EDTA是一个四元酸,常用H4Y表示其分子式

EDTA溶解去除金属锈垢主要不是靠H+离子的溶解作用,面是靠Y4—离子的螯合作用。EDTA离子与一至四价金属离子都是按1:1的比例进行络合。

EDTA在室温下水中溶解度是很小的,100g水仅能溶解0.02g,为了加大其溶解度,清洗温度需要提高至100T以上,所以通常使用在水中溶解度较大的乙二胺四乙酸二钠盐,把乙二胺四乙酸的钠盐也简称为EDTA(注意不要混淆)

EDTA对不同金属离子螯合能力是不同的,对Fe3+离子的螯合能力要比对Ca2+、Mg24离子强,所以在较低pH值溶液中游离的Y4"离子较少时即可把Fe3*完全螯合。为防止溶液中Fe3+与离子结合成Fe(OH)3沉淀,要控制溶液pH值和0H_离子浓度,所以一般溶解铁锈垢时要控制pH值<9。5。而EDTA对Ca2+、Mg"离子整合能力较差,要控制PH值>10,使溶液中游离的V"离子浓度较大时才能完全去除碳酸钙等水垢。

由于EDTA水溶性差,实际工业生产中都是用其二钠盐,通过对铁、钙、镤、锌、铜等离子的螯合作用实现清洗污垢。

4)羟基乙酸(HOCH2COOH)。羟基乙酸是一种很好的酸性清洗剂,又名乙醇酸或甘醇酸,是a-羟基竣酸族的第一个成员。水果中如甘蔗、甜菜、葡萄等都含有微量的天然羟基乙酸,而市场上所需的大量羟基乙酸主要依靠人工合成的方法制造。

羟基乙酸的分子量为76.05羟基乙酸易溶于水、甲醇、丙酮、乙酸和乙酸乙酯,但几乎不溶于碳氢化合物溶剂;熔点78-79^0

羟基乙酸具有腐蚀性低、不易燃、无臭、毒性低、生物分解性强、水溶性高等特点,是几乎不挥发的有机合成物,因此用途广泛,使用方便、

羟基乙酸对碱土金属类的垢物有较好的溶解能力,与钙、镁等化合物作用较为剧烈,羟基乙酸钙、镁盐在水中的溶解度较

156中央空调清洗技术

大.所以羟基乙酸适合于清洗钙、镁盐垢。

在试验过程中发现,若锈垢所占比重较大时,单纯的羟基乙

酸溶解效果不显著,改用2%的羟基乙酸和1%甲酸的混合酸其清洗效果良好。甲酸具有强刺激性,在应用上受到限制。

每lOOOmLZ%的羟基乙酸+1%甲酸溶液能够去除13.4g的氧化铁垢,1000mL12%的EDTA二钠盐则能去除6.23g的垢;每1000mL3%和6%EDTA的铵盐溶液则分别能去除3.0g和6.Og的垢。清洗剂溶解不同水垢的情况见表4-5。

表4-5清洗剂溶解不同水垢的情况

水垢的组成1kg清洗剂所能溶解水垢的质量/kg水垢的组成1kg清洗剂听能溶解水垢的质量/kg

羟基乙酸EDTA羟基乙酸EDTA

Fe2O'2.180.65MgCO31.110.40

CaCO31.320.48MgSO41.630.58

CaS041.800.65

注:清洗剂为100%的原料。

实验室研究表明:2%羟基乙酸+1%甲酸溶液不到4h就能除掉氧化铁垢(水垢賓400g/m2);而EDTA则需要6h以上。

在清除三价铁垢时,羟基乙酸不用任何附加的化学处理就能够去除;而EDTA则需用N2H4等还原剂将三价铁转化为二价铁。

5)柠檬酸(H3C6H5O7•H2O)o拧檬酸的分子式为H,C6H5O7-H2O,化学名称为3-羟基-3-竣基戊二酸(1,5)或2-羟基丙烷-1、2、3-三羧酸,分子量为210,为易溶于水的晶体。

柠檬酸是在中央空调设备运行前清洗中使用最多的有机酸,它可以溶解氧化铁、氧化铜等锈垢,其作用原理一方面是利用H+离子与碱性的金属氧化物作用,另一方面是柠檬酸的络合作用(柠檬酸是分析化学中常用的一种络合掩蔽剂)。它与铁锈生成的拧檬酸铁在水中溶解度小,如在拧檬酸溶液中加入氨,俗称

第4窄中央空调清洗芮剂。设备及£具157

氨化拧檬酸,这时它就通过络合作用生成溶解度很高的拧檬酸亚铁铵和柠檬酸高铁铵盐等而达到提高去除氧化铁的效应。其反应过程为拧檬酸与氨水反应生成柠檬酸单铵盐,再发生络合反应。佇檬酸单铵与铁的氧化物反应生成柠檬酸亚铁铵和拧檬酸铁铵离子等易溶物质而把锈垢溶解。

当设备中同时存在铁锈和铜锈时,可以通过控制pH值(加氨水)使之等于3。5,使容易络合的铁离子形成拧檬酸亚铁铵和柠檬酸铁而被去除,同时也可防止溶度积很小的Ke(OH)3沉淀产生:在铁化合物被溶解之后再测量pH值=9,提高溶液中的柠檬酸根离子浓度以络合铜离子而去除铜锈污垢,

柠檬酸在中央空调化学清洗中常被用于去除铁锈为主的锈垢。清洗时为加快清洗速度,缩短酸洗时间,常保持较高温度:另外,为防止酸对金属的腐浊还要加入缓蚀剂,

2。碱洗药剂

在中央空调循环水系统中有油污时,必须要进行碱洗。因为油脂层的热导率很低[(0.117W/(m•K)),仅为碳钢的0.25%,油脂的存在会大大降低换热器的换热效率;另外.碱洗与酸洗交替使用可以去除酸洗难以去除的硅酸盐等沉积物;碱洗用于酸洗之后,可以中和水中或设备中残留的酸,降低其腐浊性。

(1)碳酸钠(Na2CO3)碳酸钠俗名苏打、纯碱、洗涤碱,它是一种强碱弱酸盐。由于其水溶液呈碱性,在实际运用中,已更多地作为碱使用。在中央空调化学清洗中,碱洗、碱煮、中和、钝化等步骤都可以用Na2CO3作为主剂。

1)碱洗。碱洗过程中,使用Na2CO3可使油脂类物质疏松、乳化或分散,变为可溶性物质:

2)碱煮。碱煮时通过Na2CO3和CaSO4、CaSiO3等难溶于酸的物质在较高温度下进行反应,使之转化为易溶于酸的CaCO3,为酸洗打下基础。

CaS04+Na2CO3—CaCO3+Na,SO4

158中央空调清洗技术

CaSiO^+Na2CO3-CaCO3+Na2SiO3

3)中和。酸洗结束后,利用弱碱性的Na2CO3中和设备内部及表面的残余酸,为钝化准备条件。

2H+COI—H2O+CO,T

4)钝化。弱碱性的Na2CO3使金属表面上的活性金属离子水解,形成一层沉淀膜,附着于金属表面上,这样金属离子呈钝态,同时,这一层沉淀膜对金属基体起保护作用,使之不受外界环境的侵蚀。

3C0广+2Fe3++3H2O—>2Fe(OH),+3CO2t2Fe(OH)3-3H,0—>Fe2O,

C0『+Ca2++H20—♦Ca(OH)2+C02t

(2)氢氧化钠(NaOH)氢氧化钠又称苛性衲、烧碱或火碱,白色固体,熔点318.41。

固体氢氧化钠具有强烈的吸水性,Ot时它在水中的溶解度为42%。在中央空调化学清洗工程中,一般采用1%~2%左右的氢氧化钠水溶液作碱性化学清洗液(有时根据具体需要,使用浓度也常有较大范围的浮动),有时也添加一些碳酸钠或磷酸钠制成混合溶液。

氢氧化钠能和动植物油脂反应生成甘油和肥皂,反应生成的肥皂和甘油都是易溶于水的,肥皂作为表面活性剂还可产生乳化作用,进一步改善水溶液对垢层表面的润湿性能。

硫酸钙镁属于强酸强碱沉淀盐,故不能直接用强酸来溶解,氢氧化钠则可以与硫酸钙镁反应生成氢氧化钙或氢氧化镁,反应生成的Na2SO4是易溶于水的,Mg(OH)2和Ca(OH)2则可用酸很容易地溶解。

氢氧化钠能够溶解蛋白质而形成碱性蛋白化合物,对人体组织有明显的腐蚀作用,接触皮肤时会引起灼伤。碱溶液的盐浓度越大,温度越高,则灼伤能力越强烈。使用时一定要注意=

(3)硅酸盐硅酸盐是一种廉价的缓蚀剂,在中央空调清洗液中,对控制pH值的变化,保证去污效果有一定作用、其代

第4章中央空调沾洗药剂、设备及工具159

表性的品种是硅酸钠(Na2SiO3),俗称水玻璃或泡花碱。它没有固定的组分,水玻璃中氧化钠和氧化硅的分子比称为水玻璃的模数。通常其模数为1,2.06,2.20,2.44,3.36等。在清洗液中,大多使用模数为2.4~3.3的水玻璃3

(4)磷酸盐磷酸盐有软化水的作用,有助于污物分散或胶溶。

磷酸盐中常用的有正磷酸盐、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、焦磷酸钠、聚磷酸盐等。磷酸三钠具有很好的除油脱脂能力,在中央空调清洗中常用于除油碱洗配方中,也可以与铁反应生成磷酸铁沉淀,所以可以用于钝化剂配方中。

聚磷酸盐又称为多聚磷酸盐,在水基金属清洗剂的配方中是最有价值的一种、通常它是以正磷酸盐加热脱水后制成的。其品种主要是三聚磷酸钠(Na5P3Olu,俗称五钠)、焦磷酸四钠(Na4P2O7),六偏鱗酸钠[(NaPOJ6]、焦磷酸四钾(K4P2O7)等。

三聚磷酸钠几乎是万能磷酸盐,在水基金属清洗剂中使用最多,其主要特点如下:

1)三聚磷酸钠对多价的金属离子具有较强的螯合能力,能将不溶解的多价阳离子络合,生成可溶性复合离子。因此,三聚体有极好的软化水能力,能提高阴离子表面活性剂的去污作用。

2)三聚磷酸钠的水溶液呈弱碱性,1%水溶液的pH值为

9.7左右,尤其对去除酸性污垢有利。清洗液的pH值较高,可使脂肪酸皂化,并生成具有表面活性的新生皂。同时该助剂在较大的pH值范围内,具有很强的缓冲作用,可使清洗液的PH值不至于有明显的变化:

3)三聚磷酸钠的水溶液在室温条件下较稳定,在一般条件下,水解也很缓慢.水解的速率随着溶液pH值的降低、温度的升高、浓度的降低以及时间的延长而加快。如清洗液的pH值±

10,温度为80T左右,三聚磷酸钠的半衰期为40h左右。水解的产物为焦磷酸三钠和瞵酸氢二钠,最后都变成为磷酸氢二钠和

160屮央空调淸洗技术

磷酸二氢钠。

4)三聚磷酸钠对细小的无机粒子或脂肪微粒具有分散、乳化、胶溶作用,可提高污垢的悬浮能力,防止污垢再沉积。

3。清洗用有机溶剂

有机溶剂的最大特点就是对油污的溶解速度快,除油效率高,对高聚物的溶解溶胀作用强,但不能溶解无机物类污垢。

目前,用于清洗的有机溶剂可分为氟碳系(氟里昂113系列)有机溶剂和氯化烃系溶剂=

(1)氟碳系(氟里昂113系列)有机溶剂

1)氟碳溶剂(氟里昂113系列)的特点。氟碳溶剂作为清洗作业用的有机溶剂,是目前世界上普遍采用的先进清洗工艺用剂之一。

氟碳溶剂,按其化学组成属氟里昂之列。常用的氟碳溶剂F-113为无色透明液体。

氟碳溶剂清洗的主要特点如下:

①对油污的溶解洗涤能力极强。如F-113对油脂的溶解能力分别为43。12N/(m2•h)和3。lN/<m2•h)。

②相容性好。F-113是相容性最佳的有机溶剂之一,除了硅橡胶、聚苯乙稀和金属锌外,对绝大多数金属、塑料、导线的绝缘层、胶带及表面涂漆层等均无作用.不发生溶损现象。因此,氟碳溶剂可用于各种清洗工艺,如气相清洗、浸洗、喷洗或者三种方式互相结合的清洗,以及超声波清洗,特别适用于组装件和整机的清洗。

③氟碳溶剂的表面张力和黏度小,但渗透力强,蒸发速度快.用它清洗过的制件一般不需揩擦或烘干处理。去完油污的制件从氟碳溶剂中取出后,会很快自行干燥。艺简单,有利于实现机械化和自动化清洗。

④毒性小。毒性与酒精相似,低于其他常用有机溶剂对人体的中毒极限为lOOOpL/L.比三氯乙烯高10倍,有利于环境保护C

第4章中央空调沾洗药剂、设备及工具161

⑤电性能良好。F-113的介电常数仅为2。44,而击穿电压为35kV,电阻大于2xlOl5(l/ctn:所以用它清洗过的制件,具有较高的电绝缘性能。

⑥无燃点和闪点,不燃烧、不助燃,也无爆炸危险,故可做到安全生产a

表4-6中列出了几种氟碳清洗剂的组成、特性及清洗对象

表4-6几种氟碳(氟里昂)清洗剂的组成、特性及清洗对象

名称主要组成特性主要清洗对象备注

氟里昂TF纯F-113最温和清洗剂氧气系统、液压系统、继电器、开关、电位器、精密阀门、轴承、半导体制件、医疗器件等

氟里昂PCA超纯级F-113楕密清洗剂杂质含量>1%

氟里昂TEF-113无水乙醇沸点44.61,兼有F-113的脱脂性和乙醇的清洗作用..但无燃烧危险组装好的印制线路板、集成电路、精密汁时装置、电容器、电视机组件、乳胶幕片、硅片、半导体制件等的清洗、去尘和干燥、主要用作蒸汽脱脂和去除松香类焊剂共沸混合物

氟頃昂TESF-113无水乙醇稳定剂相容性很宽广。稳定性良好

氟里昂TMSF-113甲醇稳定剂沸点39。7X,純中;醇的高极性和F-113的非极性iriiTE。最适用r气清洗对松泞类焊剂、离f炎:污物及物质的微粒之清洗极为有效

162中央空调消洗技术

(续)

名称要组成特性主要清洗対象备注

氟屯昂TAE-113丙酮沸点43.6T,兼有F-1I3的高脱脂性及丙酮的宽广清洗性塑料、橡胶等制件。去除制件表面脱模剂及半导体制件、电r元器件、陶瓷制件和磁带等表面的污物和微粒共沸混合物、某一文献介绍丙酮含量为12.5%,沸点为45丈

氟里昂TMCF-113(52%)二誠甲烷(48%)沸点36.21为氟碳系统清洗剂中最强烈溶剂之-诚适用于金属制件.X十松香类焊剂和各种有机污染的淸洗推常fj效共沸混合物,括号中为某-•文献介绍的重壜组成比

氟里昂T-E„F-U3无水乙醇仅用冷清洗清除焊剂及其他》物很有效,广泛用于电子产品的清洗淸洗G再用TF清洗剂漂洗

—敏里昂t-W2F-113水表面活性剂1起始沸点44.清洗油脂性和水溶性污物,用于电子-机械组装件的检修清洗,如电传打字机、电视求像机、乍导体器件、光学透镜、玻璃底片等的清洗主要用沪冷清洗.然后再在TF中漂洗:不用尸气相

氟里昂t-p35F-113异丙醇稳定剂清洗松香类焊剂和1行机的,极性的污物很有效。也可作为i除残余水分的干燥剂通常清洗D再用TE清洗剂漂洗

氟里昂TDEDF-113置换型f燥剂少量脱水快速目.完全,可在较低温度卜*使用主要用于金属、塑料、橡胶制件的去除水分脱水后的制件再用TE漂洗

2)替代技术。F-113被公认是最好的溶剂型清洗剂,其用量高居溶剂型清洗剂之首。但是因为世界保护臭氧层工作的开

第4孝中央空调沾洗药剂.没备及C具163

展,对F-113进行的严格限制,各种替代技术应运而生。主要有:

①水洗和半水洗。成本最低,但存在清洗力差、工艺复杂、生诱、水渍残留、排放污染等缺陷,推广使用受到限制。

②氢氟氯化碳(HCFC-225,HCEC-1416),其特性与氟氯烃相似,臭氧破坏系数大大降低(不是没有),但有毒,对塑胶材料不安全。

③美国一些企业开始研究更为高级的氢氟化碳和氢氟乙醚,其特性优良.但价格是氟氯烃的数倍至十数倍,

④碳氢溶剂。具有洗净力强、价格低、与材料相容性好、无毒、不污染环境、不破坏臭氧层等优势,闪点低和挥发慢的缺陷由于使用设备的完善得到解决,在发达国家,特别是口本和西欧已经成为取代卤代烃溶剂的首选,在我国也有使用,但多为外资企业,使用的溶剂也多为国外进口。

(2)氯化烃系溶剂用作中央空调清洗工程中有机清洗液的氯化烃系溶剂主要有二氯甲烷、三氯乙烯和四氯化碳.它们共同的特点是溶油污能力很强、不燃、废液容易再主反复循环使用,除铝、镁外对大多数金属无腐浊作用,但毒性较高。因此,氯化烃系溶剂常用作蒸汽法清洗除油可循环清洗液.除油效率高,适合于工业化清洗、但是,蒸汽清洗设备的密闭性要好。这类溶剂不适用于手工清洗。

4.清洗助剂

一般情况下,化学清洗剂成分中还需加人表面活性剂、助溶剂、还原剂、润滑剂、分散剂、消泡剂等一些助剂,以提高清洗效果,抑制有害离子对金属的腐蚀。但要求这些添加剂不应该和缓蚀剂发生有害的副作用。

(1)表面活性剂表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。

以下是几种中央空调清洗中常用的表面活性剂:

164中央空调清洗技术

1)渗透剂jfc3本品为C7-C8混合脂肪醇的环氧乙烷缩合物,属非离子表面活性剂_淡黄色透明黏稠液体,中性,溶于水,耐强酸、强碱、次氯酸盐等,有良好的稳定性。本产品在中央空调化学清洗中,主要用其渗透作用,增强清洗剂对污垢的渗透和浸润能力。用量一般较少,推荐使用浓度为0.1%-1.0%-

2)净洗剂6501:净洗剂6501的化学名称是椰子油烷基乙二酰胺,属于离子型表面活性剂,亲水基为多元醇,憎水基由一个长的碳氢链烷基组成。本品外观为琥珀色黏稠液体,具有增稠水溶液的作用,并能稳定其他洗涤剂的泡沫,有强润湿、净洗及乳化的能力。由于它具有防锈作用,可用于清洗中央空调设备的金属零件。

3)十二醇硫酸钠。十二醇硫酸钠即椰子油脂肪醇硫酸钠,为阴离子型表面活性剂。外观为淡黄色的固体,溶于水为半透明液体,对碱、弱酸、硬水均稳定,具可燃性,120T以上会分解a本品发泡力强,泡沫细密、洁白丰满,在低温下有很好的洗涤效果.

4)净洗剂LS。净洗剂LS学名为对甲氧基脂肪酰氨基苯磺酸钠,分子式为C25H4DO5NSNa,属于阴离子活性剂。净洗剂LS系米黄色粉末,易溶于水,PH值=7~8:该产品能耐酸、耐碱、耐电解质、耐硬水、耐沸煮,但不适用于次氯酸盐漂白液中。净洗剂LS具有良好的洗涤力,并具有乳化、渗透、钙皂扩散、匀染及柔顺等性能-

5)烷基苯磺酸钠。烷基苯磺酸钠属明离子表面活性剂,简称ABS,商业名称为工业洗涤剂、净洗剂ABS等:外观为米黄色粉末或棕褐色液体,易溶于水。1%水溶液pH值为7~9。该产品去污力较强.泡沫力及泡沫的稳定性也较好。在酸性、碱性、硬水中均稳定、

6)匀染剂OP匀染剂OP又称为乳化剂OP、OP-10,化学名称是十二烷基酚聚氧乙烯醚,属于非离子性表面活性剂:外观为棕黄色膏状物,可溶于各种硬度的水中:1%水溶液的pll值

第4章屮央空调沽洗药剂.设济及I:具165

为5~7S它能耐酸、耐碱、耐硬水、耐氧化剂、耐还原剂等,对盐类也很稳定。匀染剂0P具有助溶、乳化、润湿、扩散、净洗等优良性能:

7)匀染剂TX-10。匀染剂TX-10化学名称是辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10或壬基酚聚氧乙烯醚-10,属于非离子性表面活性剂。外观为黄色黏稠液体,pH值8~9。在水中的溶解度会随温度的升高而降低,1%的蒸馏水溶液浊点在40T以上在酸、碱或氧化剂中都很稳定。具有良好的乳化、脱油、去污、抗静电、匀染等作用。

(2)助溶剂中央空调化学清洗常用的助溶剂有氟化物和硫脲两种、

1)氟化物。中央空调酸洗常用的氟化物添加剂是NaF和NH4HF2,它们的主要作用是代替fIF来去除氧化铁垢和硅酸盐垢。

氟化钠(NaF)是无色发亮的晶体,有时半透明,溶于水呈碱性,相对密度为2.79,熔点9921,沸点1700丈。

氣化氢氨(NH4HF2)是NH4F与HF的加合产物,白色固体,易潮解,易溶于水,水溶液在蒸发时放出氨气而变为酸性。

由于盐酸不能与硅酸盐水垢反应,与氧化铁垢的反应也很缓慢,所以对含有硅垢的设备,应在盐酸清洗液中加入一些助溶剂如氟化钠或氟化氢氨,它们在盐酸溶液中生成氢氟酸氢氟酸即可溶解硅酸盐水垢和氧化铁垢。加人NaF、NH4HF,较加HF操作容易并安全一些。

NaE+HC1=HF+NaCl

2)硫脲:硫脲的分子式为(NH:)3CS,是一种白色而有光泽的晶体有苦味,相对密度1.405,熔点180~182t,遇热时分解,溶于水,一般用它作金属矿物的浮选剂.硫脲是很好的铜离子络合剂。根据这一原理,在中央空调酸洗中添加少量的硫脲,有利于难溶垢类,尤其是含铜水垢的去除_也常用于清洗液中.作为防止镀铜的掩蔽剂

166中央空调清洗技术

(3)还原剂在中央空调酸洗过程中出现的Fe3+具有氧化性,能加速铁的腐蚀。并乱任何缓浊剂对Fe3'的腐蚀作用都是无能为力的::当酸洗液中出现较多的Fe3+时,需适当加人些还原剂来抑制Fe3'的增多

1)亚硫酸钠。亚硫酸钠(Na2SO3-7H,0)为无色单斜晶体,相对密度1.561。其水溶液呈碱性,在空气中容易风化而失去结晶水,并容易被氧化成为硫酸钠。

2Na,SO3+0,=2Na,SO4

在中央空调水处理中,常用亚硫酸钠除掉给水中的溶解氧_在酸洗时,常用亚硫酸钠还原高价铁离子,防止的加速腐蚀作用。

2FeCI,+Na,S0,+H,0=2FeCL+Na;S04+2HC1

2)联氨:联氨或~少?^2)又称腓纯净联氨是无色油状液体,有类似氨的气味,有毒t相对密度1。011,熔点1。4^,沸点在空气中能吸收水分和'。氧化碳,并会发烟,碱性,能与无机酸化合成盐。有很强的还原作用和腐蚀性,能侵蚀玻璃、橡晈、皮革、软木等:燃烧时发出带紫色火焰。常用来作还原剂和抗腐蚀剂等。在180-350%:发生分解反应。

3N2H4—N2+4NH,

在中央空调酸洗中,常使用水合联氨叱比•H?Oa市售水合联氨有80%、5()%、40%、25%、16%等各类不同浓度的溶液。

联氨与水中溶解氧的反应为:N,H4+02一^N2+2H:O

联氨与Fe3+的反应为:

4FeCl,+N,H4=-IFeCl2+N,+4HCI

3)氯化亚锡。氯化亚锡又叫二氯化锡(SnCl2)。是白色半透明晶体,相对密度3。95,熔点246T,沸点623T,易溶于水。市售为结晶水合物SnCl2dtbO,是无色针状或片状晶体,相对

第4章中夾空调淸洗药剂、设备及工具167

密度2.71,熔点37.71。加热至100T时,失去结晶水。常用作还原剂_

酸洗时,加入适量的氯化亚锡可有效地抑制三价铁离子的浓度,其化学反应式为

2FeCl3+SnCl2=2FeCl2+SnCld

lmg/L的Fe1'需使用2.05mg/L的SnCl,-2H,();根据试验,当在6%的HC1内含6900mg/L的Fe3+时,添加1%SnCl,-2H,O,能减少腐蚀61.5%,添加1.5%SnCl2•2H:O,能减少腐蚀77%。

4)丙酮肟。丙酮肟分子式为C,H7NO,相对分子质量为73.10,相对密度为0.9113。呈白色棱晶、斜晶或粉末状,有芳香味,具有刺激性,在空气中挥发很快,易溶于水和醇、醚等有机物,是一种强还原剂,常温5能使KMnO4褪色。

丙酮肟可作为给水除氧剂,它有很强的还原性,很容易与水中的氧反应,降低给水中的溶解氧含量。在使用它作化学除氧剂时应注意以下几点:

①效果在pH值=9~11最好,当用除盐水作补给水时,必须加氨处理,并保持给水的pH值在8。5-9。5以上。

②它不仅要和水中的溶解氧反应,而且同金属表面的氧化物也发生反应,所以加药量要大一些,同时为7加快反应速度,剂量也要加大,通常为理论值的2~3倍。

③它在溶解吋应均匀溶化,避免溶化不匀而影响效果。

(4)氧化剂中央空调化学清洗常用的氧化剂有以下几种:

1)高锰酸钾(KMnO4)。高锰酸钟的相对分子质量为158.03,相对密度2.703。为深紫色、有金属光泽的颗粒或针状结晶,味甜而涩,溶于水呈紫色溶液。

高锰酸钾用作氧化剂,广泛用于中央空调的清洗,有助于去除高分子化合物缩解污垢和重油垢。高锰酸钾是强氧化剂,主要是由于七价锰的作用,它与还原剂作用,可转变为六价、四价与二价。在碱性溶液中能将S2"氧化3

168中央空调清洗技术

8KMnO4+3H2S—>3K2SO4+8MnO;+2K0H+2H3O在浓碱溶液中煮沸高锰酸钾,生成锰酸盐,放出[0]。2KMnO4+2Na0H—>K:MnO4+Na2MnO4+H20+[0]

上述反应可去除含硫垢,减少H2S的释放量与清除油垢及

有机物,但洗后转化的氧化铁及锰离子沉淀,要再用无机酸洗涤。

虽然高锰酸钾起始能与有机垢作用,但最终Mn2+被螯合,而毫无意义地消耗贵重的EDTA,并产生沉淀。但可用两步法进行清洗,先用碱性高锰酸钾预处理,再用螯合剂清洗。在核设施去除放射性污染的去污清洗时,常采用这种清洗方法,中央空调设备清洗也采用类似的方法和工艺。

2)过氧化氢(H2O2)。无水的过氧化氢是一种无色的黏稠液体,存在的杂质会使无水过氧化氢不稳定而分解,在剧烈分解时有引起爆炸的危险,所以通常都是以比较稳定的水溶液形式保存过氧化氢它是一种弱酸性溶液,浓度大的过氧化氢水溶液对皮肤有强烈的腐蚀作用,使用时要十分小心。

过氧化氢的分解反应为

h,o2―>H20+[0J

铜、铁等金属及其离子,酶都可以催化过氧化氢分解;相反,偏硅酸钠、焦磷酸钠等物质对过氧化氢的分解有抑制作用,特别在有镁离子共存的条件下,这种抑制作用表现更明显。因此硅酸钠、焦磷酸钠常用作过氧化氢的稳定剂、

由于H2O2既可作氧化剂,又可作还原剂.,如遇到强还原剂时,它显示出氧化剂的作用,本身被还原为h20,从-1价转变为-2价;遇到强氧化剂时则显示出还原性,本身被氧化为02。

过氧化氢能使金属表面发生氧化,能促使有机物发生分解:在发生氧化分解的同时。反应所产生的氧气压力也对污垢的解离有促进作用因此,过氧化氢有很好的去污作用,是一种很好的绿色钝化剂,可用于中央空调清洗后的钝化:

第4章屮央空调清洗药刑.设答及131169

3)无水亚硫酸钠(Na2SO,),:无水亚硫酸钠的相对分子质量为126。04,相对密度2。633。为白色六方棱柱形结晶,溶于水,微溶于醇,不溶于液氯和氨,空气中易被氧化。

无水亚硫酸钠是应用较多的一种除氧剂。它与水中的溶解氧反应生成Na2SO4、通常使用量是溶解氧的10倍:在正常温度下反应比较慢,需加催化剂,例如亚钴Co:+或亚铜Cu+离子:

中央空调清洗中。无水亚硫酸钠主要用作三价铁离子的还原剂,以防止金属腐蚀。

4)亚硝酸钠(NaNO2)o亚硝酸钠的分子量为69。00,相对密度2。168:为白色或淡黄色斜方晶体,无臭,极易溶于水,难溶于乙醇或乙醚,水溶液为碱性,空气中易被氧化。

亚硝酸钠可作为中央空调化学清洗钝化剂、经酸洗、水洗或漂洗后的金属表面暴露在大气中时,非常容易受到腐浊,采用亚硝酸钠溶液处理,使金属表面上生成保护膜,是常用的“钝化”方法。

处理时,钝化液中亚硝酸钠浓度通常为1。0%~2。0%,用氨水将其pH值调节到9~10,钝化液温度维持在50~60=€,钝化循环时间为6~10h,然后将钝化液排掉,并用除盐水冲洗,以免残留的亚硝酸钠引起腐蚀。

该钝化法安全,易操作,并能使酸洗后的新鲜金属表面形成致密的、呈钢灰色的保护膜。

(5)其他助剂中央空调化学清洗过程中,根据实际需要,还需选用如下一些助剂:

1)渗透剂。对于有些非常致密的污垢或油垢。加入渗透剂后,能使清洗液尽快浸入污垢深层,有加速除垢的效果

2)起泡剂。专用于高泡清洗剂的起泡剂,延长清洗液在中央空调设备上的停留时间,增加清洗效果.-般多用于食品加工或奶制品行业的清洁和消毒、杀菌处理。

3)消泡剂将消泡剂加入清洗液中,防止产生大量泡沫影响体系的循环或喷淋清洗效果

170中央空调清洗技术

4)抑雾剂。将抑雾剂加人酸洗剂中,防止酸雾的挥发对周围设备及建筑物造成腐蚀,防止酸雾对操作人员的伤害,一般多用于钢铁行业酸浸除锈工段。

5)分散剂。将分散剂加人清洗液中,有防止污垢再沉积、助溶和易冲洗的作用.

6)絮凝沉降剂。一般用于中央空调设备清洗之后的废液中,使沉淀快速沉积分离

5。酸洗缓蚀剂

缓蚀剂,即减缓金属腐浊的添加剂,它是具有抑制金属生锈腐蚀的无机物和有机物化学药品的总称。酸洗缓蚀剂是应用于酸洗工艺条件下的缓蚀剂。

(1)酸洗缓蚀剂的缓蚀机理金属腐蚀过程是在金属表面进行电化学反应的过程。减缓金属腐蚀必然是通过对金属表面上进行的电化学反应的速度产生影响而实现的。但是,不同类型的缓蚀剂影响电化学反应的途径是各不相同的、作为酸洗缓蚀剂,一般有两类物质:一类是无机物,如砷离子(As3+)、锑离子(Sb3+)等;一类是含有极性基团的有机化合物,如硫脉等。

1)无机物缓蚀剂的缓蚀机理。无机物缓蚀剂的缓蚀机理是:这些无机物的阳离子在阴极区被还原。还原产物沉积在阴极区,使氢离子的放电反应变得十分困难,使得氢去极化的阴极过程的过电位剧烈升高,这样氢离子的放电速度就急剧地降低了。对于一个共辗反应来讲,由于阴极反应速度降低,阳极反应速度也就相应地降低了,这样就减缓了金属腐蚀的效果。

2)有机化合物的缓蚀机理。含有极性基团的有机化合物的缓蚀机理是:有机化合物分子都具有不同程度的表面活性,这种表面活性可以由硫、氮等原子的游离电子对带来,也可以是憎水基团和小的亲水基团带来的。这种表面活性使它们能够在金属溶液界面上比较活泼的地方发生吸附,吸附的结果可以使界面反应的活化能增大,也可以使界面双&层的结构发生变化,其结果都

第4竞屮央空调沾洗药剂、设备及I2W171

使腐浊电池的共轭反应中的一个(阳极或阴极)或两个受到强烈阻滞,从而使金属腐蚀速度急剧地降低,起到缓蚀效果。亲水的极性基团在金属表面吸附后,非极性基团的一端在金属表面做定向排列.形成疏水性薄膜,阻止勾腐蚀反应有关的电荷或物质的转移,结果就使介质被缓蚀剂分子排挤出来,使介质和金属表面分隔开来,减缓金属的腐浊速度另外,当非极性基中含有不泡和的TT键时,也会和金属表面发生IT键吸附,起阻滞腐蚀的作用。

(2)儿种常用的酸洗缓蚀剂目前,罔内常用的酸洗缓蚀剂有以下几种

1)多用酸洗缓蚀剂LAN-826,LAN-826缓蚀剂在各种化学清洗用酸——包括氧化性酸和非氧化件酸、多种无机酸和多种有机酸中都具有高效缓蚀作用,并具有优良的抑制渗氢和抑制三价铁加速腐蚀的能力,酸洗金属时不产牛孔蚀作为硝酸,盐酸、氨基磺酸、羟基乙酸、草酸、EDTA、硝酸-氢氟酸等多种酸的酸洗缓烛剂,LAN-826缓蚀剂是当前比较优秀的品种;,

LAN-826缓蚀剂为黄色液体,相对密度1.06(在20t时),气味(芳香性)小,毒性低(LlX^jlUOmg/kg),不燃不爆,微碱性

选择适当的酸配合LAN-826缓蚀剂,可清洗碳钢、不锈钢,铜、铝有色金属及其不同材料的连接结构,经应用证明:LAN-826缓蚀剂用量小、费用低、效果好;一剂多用,管理容易,使用安全,操作简便,应用范围广泛;在维护设备安全,恢复设备原有性能,延长设备使用寿命和节能方面效果显著

2)LAN-5硝酸酸洗缓浊剂。IAN-5缓蚀剂是1974年中国蓝星化学清洗总公司研制成功的高效硝酸酸洗缓蚀剂

LAN-5缓蚀剂是由乌洛托品、苯胺和硫氰酸钠\种物质按一定的比例配成的3在酸洗中,LAN-5的应用浓度为0.6%。

LAN-5缓蚀剂对电偶腐蚀有很强的抑制作用,从而可以用于清洗碳钢-不锈钢、碳钢-有色金属等各种材料焊接或组合设备的

172中央空调清洗技术

污垢。同时LAN-5对渗氢有很强的抑制作用。

在LAN-5的组分中,乌洛托品和硫氰酸盐是低毒性的,只

有苯胺的毒性较强,因此在使用时应注意安全=

3)酸洗缓蚀剂IMC-5。酸洗缓蚀剂IMC-5是1981年研制的。酸洗缓蚀剂[MC-5为橘红色液体,随原料纯度不同,颜色深浅有些波动。相对密度为0。92~0。98(20T)。无特殊味道。在水和酸溶液中溶解时,开始有淡黄色悬浮物出现,经搅拌后,淡黄色悬浮物消失,溶液呈无色透明状。当TMC-5的添加量大于0。5%时,黄色悬浮物不消失,并形成少量黄色沉淀,缓蚀性能仍保持不变。使用IMC-5时,最好是在搅拌条件下逐渐加人到酸洗液中,以减少浓度不均匀的现象发生。

在中央空调酸性溶液中,温度对铁的腐蚀速率的影响是十分强烈的,碳钢在6%HC1溶液中,温度从50T升高到70T时,腐浊速率增加了4倍,从42g/(m2•h)增加到280g/(m2•h),升高到80=€时腐蚀速率增加了将近10倍,达到409g/(m2•h)。这样一个腐蚀速率对于任何一个设备都是不容许的。实验表明,LMC-5在这样苛刻的条件下,仍具有同样高的缓蚀效率(97%~99%),腐蚀速率的增加也是十分有限的。如同时提高缓蚀剂浓度,对70时的腐蚀则具有更强的抑制能力。因此,当在

稍高一些温度(70-80T)下进行酸洗操作时,最好将IMC-5的使用浓度提高到0.4%~0.5%,以获得更好的缓蚀效果。

4)LX9-001固体多用酸洗缓蚀剂。LX9-001固体多用酸洗缓蚀剂是中国蓝星化学清洗总公司研制的固体多用酸洗缓烛剂3适用于盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、氨基磺酸、羟基乙酸、柠檬酸等16种无机酸、有机酸及其混合酸的清洗。

LA9-001固体多用酸洗缓浊剂为黄色粉末,用量少,缓蚀率高(见表4-7),适用酸种类多.并且有优良的抑制渗氢和良好的抑制FV+腐蚀的能力。适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铜等金属及其不同材质的组合件的清洗。

第4章中央空调沽洗药剂.没备及工U173

表4-7LX94W1在各种酸洗介质中的使用浓度及对各种金属的腐蚀率

清洗剂酸(%)缓蚀剂(%)温度/r腐浊率/[g/(ni2•M]

20号钢不锈钢黄铜紫铜铝

硝酸100。1250。120。080。080。020。10

盐酸100.1400.690.370.180.36失效

硫酸100.1650.870.570.080.110.37

氢氟酸3().03600.450.560.032尤腐蚀失效

氨基磺酸100.1600.540.310.0760.0560.21

加氨拧檬酸100.1900.410.006无腐蚀无腐蚀0.33

EDTA100。1650。31无腐蚀1无腐蚀无腐蚀jo。032

輔100.1600.34无腐蚀无腐蚀无腐蚀().91

冰乙酸100.1850.73无腐浊0.15无腐蚀0.14

氢氟酸-硝酸2-1()0.1250.090.0510.074无腐蚀失效

泞礞酸-氟化氢铵1.8-2.40.03900.560.130.06无腐蚀失效

磷酸100.1851.000.00250.15尤腐蚀失效

洒石酸100.1900.38尤腐蚀无腐蚀腐蚀jo.13

羟基乙酸100.1850.240.0060.06无腐蚀0.32

羟基乙酸-M1酸-铽化氢铵2-1-0.250.1900.340.280.021尤腐蚀失效

盐酸-幫氟酸8-20。1250。210。340。0410。02失效

5)硫脉及其衍生物类,这类缓蚀剂使用较多的是硫脲和二苯基硫脲,其分子结构分别为

fHH>

H—N—C—N—H和

II

IS)

—HHHH1

H—C—N

WIILHs

174屮央空调清洗技术

硫脲及其衍生物对铜离子和高价铁离子的腐浊有很好的抑制作用。这是基于它的还原作用,可将还原为Q.+,将Fe3+还原为Fe:\而且硫脉还可以和亚铜离子形成一系列的配位化合物,使亚铜离子以络合离子的形式被稳定下来_

2Cu2*+(H2N)2CS+H:O=2CiT+(H,N)2CO+S+2H*Cu++3(H-,N)2CS=Cu[{H,N)2CS]

2Cu++6(H,N)2CS=Cu2[(H2N)2CS]-+

Cu++4(H2N)2CS=Cu[(H;N)2CS];

6.预膜药剂

工程人员曾对碳钢试样进行广顶膜和不预膜的对比试验,得出表4-8中所示的结果。

表44碳钢预膜和不预膜处理对比试验值

缓醐实验编号缓浊剂浓度腐蚀速率汚垢沉积量/(tng/cnr)

/(mg/L)(以或G+Ol汁)(min/a)(nipy

铬酸盐复合缓蚀剂1顶膜6Omg/L(顶膜4(1)15mg/L(运行10d)0.0230.915

2不预膜60mg/L(连续运行14,1)0.0230.91.6

3不顼膜(连续运行14d)0.1255.06.8

聚磷酸盐父介缓蚀剂4预膜60m&/L(预膜4d)20mg/L(运行10d)0.0150.62.0

不预膜60mg/L(连续运行I4H)0.0251.01.4

6石预膜20mg/L(连续运行14d)1。22549。033,

由表4-8中可见,若先用高浓度的缓蚀剂进行预膜,然后用低浓度的缓蚀剂进行日常的运行(正常运行)比不经预膜而直接用高浓度缓浊剂运行要节约大量缓蚀剂.又比直接用低浓度缓

第4草中央空调清洗药剂、设揞及工具175

蚀剂运行去控制腐蚀要有效得多:

(1)预膜方案的分类根据预膜时使用的药剂配方的组成与正常运行吋使用的药剂配方的组成之间是否有直接的联系,循环水系统中的预膜方案可分为两火类:

1)采用专用配方的预膜方案、这种方案所用的顶膜配方的组成与该循环水系统正常运行时所用的配方的组成之间并无直接联系。这种方案性能一般都较好,但在操作及管理上要麻烦-些、

2)提高浓度的预膜方案。这种方案的特点是预膜配方的组成与正常运行配方的组成之间有密切联系。在预膜阶段,将正常运行时的配方的浓度提高若干倍(通常为2~4倍)作为预膜配方(见表4-9),在预膜浓度下运行•段时间,然后,把配方的浓度降低到正常运行浓度运行。这种方案的效果虽不及采用专用配方的预膜方案,但操作和管理上都比较方便。

表4-9提高浓度的预膜方案

主缓浊剂浓度/(m#L)预膜时问/d

预膜浓度运行浓度

铬酸盐30-505~203~4

聚磷酸盐40〜6010-305~6

锌盐10-203~55~6

聚硅酸盐40-5010~2010〜12

钼酸盐40~605~2010-12

(2)几种代表性的预膜方案循环水系统的顶膜方案很多,表4-1()中列举了几种有代表性的预膜方案3以资参考

表4-10几种有代表性的预膜方案

预膜方案预膜浓度pH值预膜时间/d

聚磷酸盐聚磷酸盐(以PO!-计)25mg/'L正磷酸盐(以POi_计)25mg/L聚羧酸化合物(以活性物质计)5-10mg/L6.8~7.47

176中央空调清洗技术

(续)

预膜方案预膜浓度pH值预膜时间/d

磷酸盐磷酸盐(以P0)-计)10-15mg/L7.5-8.27~14

聚磷酸盐-锌盐六偏磷酸钠640mg/L锌盐160mg/L5.5~6.51~2

铬酸盐-聚磷酸盐-锌盐铬酸盐50~300mg/L聚磷酸盐400~600mg/L锌盐50~100mg/L6.0-7.02

4。2中央空调通风系统清洗设备及工具

中央空调通风系统的清洗,主要是对于风管的清洗,:风管清洗设备及工具主要包括机器人清洗系统及其各种配套设备

4。2。1机器人清洗系统

机器人清洗系统是由风道清洗机器人、检测机器人等组成的C

1.风道专用检测机器人

如图4-1所示,风道专用检测机器人的前后有彩色摄像头.

阁4-1风道专用检测机器人

第4章中央空调淸洗药剂.设济及T.U177

带有线遥控,行走距离3O~35m,操作灵活,可对清洗前、后的管道做直观目视检测,并可实现全程录像-

风道检测机器人的功能参数如下:

1)机器人前摄像头为彩色摄像,分辨率为420线。可在135"内调整摄像角度,可自动调整摄像焦距;后摄像头为彩色微型摄像头,分辨率为380线,属自动调焦。

2)检测机器人可切换高低两种行走速度,高速为后退时使用,低速为检测时使用,遥控行走有8个方向的运动功能,车体可原地360°转弯,行走最大距离为20m,爬坡能力(与表面系数有关)为42°,越障能力为40mm。

3)检测机器人外形尺寸为225mmx155mmx65mm,功率为120W,车体重量9.5kg,行走速度为0~12.5m/min

2.定量取样检测机器人

定量取样机器人是专门用于检测中央空调管道系统、消防通道系统内脏污程度的小型机器人;

如图4-2所示,它有移动与观察、录像功能电脑或手柄操控,采用线控式,车载摄像头将管道内的情况通过信号传问操控系统,I作人员可在笔记本电脑上清楚地观察到管道内情况,根据需要可从管道中携带定量(0.01m2)的样品出来,

可在操控同时,对管道内影像进行录像或快照,计算机直接编辑、刻录:

3.风道专用清洗机器人

如图4-3所示,风道专用清洗机器人带前后彩色摄像头.可有线遥控全部清洗过程,带同期录像功能,机械臂可遥控清

可以用笔记本




图4-2定量取样险测机器人

178中央空调清洗技术

洗高度,可清洗160~800mm高度的风道,清洗方向为横向与纵向,带正反转,车体操作灵活,可与铲物头和吹气头配合使用_

图4-3风道专用清洗机器人

风道专用清洗机器人的具体功能参数如下:

1)前摄像头为彩色摄像,分辨率为420线,可在135°内调整摄像角度,可自动调整摄像焦距;后摄像头为彩色微型摄像头,分辨率为380线,属自动调焦。

2)清扫机器人可切换高低两种行走速度,高速为喷洒消毒剂时使用,低速为清扫时使用,遥控行走有8个方向运动功能,车体可原地360°转弯,行走最大距离为30m。

3)清扫电动机机组为直流24V电压,无负载时最高转速为800r/min,可手动控制正反转。

4)带遥控自动升降功能,升降高度距地面为100~500mm,升降电动机带机械防抱死装置。

5)清洗扫机器人外形尺寸为530mmx260mmx160mm,车体总质量为10kg,行走速度高速为lOm/min,低速为5m/mm34。2。2各种配套设备

1.电动万能刷

电动万能刷是用尸清洁中央空调风管的设备。这种没备适用

第4章中央空调淸洗药刑、设备及工具179

于送风管、回风管及支管清理的清理,如图44所示。

•台置于风管外部的电动机通过钢丝软轴驱动风管内的刷头转动来清理风管内的污物,通过操作遥控器来实现刷头的正反转控制。为了适应不同截面尺寸、不同形状风管的清洗,可以通过更换不同规格及材料的刷头来适应工况的变化。其技术参数见表4-11-

尤其适用于不同直径的圆形风管

1*144电动万能刷

表4-11电动万能刷的技术参数

项目技术参数

柔性线缆特制的钢丝软轴缆

柔性线缆长度10m

电动机输出功率0.6hp卨能电刷发动机

控制方式顺时针旋转、停止、逆时针旋转•.位控制

遥控//式’远、近距离遥控两种方式

刷头转速约为500r/niin

远程控制需用10m线缆及提供24V直流电源

电源AC220V或AC240V50Hz/60Hz

刷头硬刷,直径为150mm、200mm、250mm、300mm等规格适用于清洗圆形叫管及管道内有强力附若的污染物及脏物

2.空气软刷

空气软刷是用亍柔性风管的污物清理,也需另外配置一台8匹的空气压缩机作为气源.一般标准配置为:刷子用软管1根,长度为4m;刷子1个;空气软管1根.外形如图4-5所示t

180中央空调清洗技术

图4-5空气软刷外形

3。集尘箱

如图4-6所示,集尘箱是中央空调风管清理时用于污物收集的设备,通常主要由过滤器、动力和控制部分组成。

图44集尘箱

集尘箱既是细菌、尘埃、可吸人颗粒物、霉菌等污染物的暂存处,又是污物收集的动力源。风管内的灰尘经过集尘箱的强力吸引,便清理工作空问处r.负压

状态,加之集尘箱内部设计打•'

级过滤系统及二级过滤系统,避

免r二次污染的产牛』该设备具■,暴嫌

有大功率、低噪声、高效过滤等;

优点3

4.风管气堵

如图4-7所示,风管气堵是图4-7风管气堵

第4章屮央空调清洗药刑、没备及工认181

用来隔离每个清洗单元的,它采用高耐磨、防扎漏PVC复合材料制作.可对不同规格的风道进行清洗前的阻隔

气堵规格可分为(M000、4>500两种直径。

5.垂直管道清洁器

如图4-8所示,垂直管道清洁器是为清洁较大的垂直正方形和矩形的管道而设计的。可清洁的最小管道尺寸是400mmx400mm。垂直管道清洁器沿轴侧自上而下下降,刷子旋转以松动表面的污物。垂直管道清洁器由抽取装置产生的反向气流同吋将灰尘从管中排出。

6.快速清洗机

如图4-9所示,快速清洗机是一种由压缩空气驱动的用于清洁通风管道的旋转洗刷机器。这种清洗机效率高,耐用性强,由于其速度快,适用于对长管道的清洁。它采用一个或两个弯曲的旋转洗刷,清洁圆形、正方形以及矩形管道_通过更换清洗毛刷,清洗机可以清洁小到直径100mm的管道。安装在洗涤器前端的空气软管将清除松动的污垢。灰尘将由吸尘器吸走。

图4-8垂直管道清洁器图4-9快速清洗机

7.软抽清洗机

(1)电动软抽清洗机如图4-10所示,电动软轴清洗机是-个清洁通风管道的旋转刷子,220V电源的设计使它在清洗过

182屮央空调清洗技术

程中性能更稳定,效率更高,工作时间更长:它可以优化许多带短小分支的工作,单人操作缩短了装配时间,节省了时间和人力_刷子覆盖了很宽的管道范围,一个人就可容易地将没备从〜个房间搬到另一个房间刷子快速连接器使得安装变得非常简单采用气压驱动,在施工过程中,保证了设备的稳定性。电动软轴清洗机带有手柄和轮子,可方便地运输。轮子具有锁定装置,在施工过程中设备使用方便。

a)b)

图4-10电动软轴清洗机a)整机b)刷户

电动软轴清洗机的特点是:

1)毛刷头可根据具体管道情况更换,有轴向清洗头和V形清洗头。

2)电动机采用变频起动,可以保证设备的稳定性和减小设备损耗,在工作环境中,变频设备可以在不同转速F长期安全运行,设备损耗极小。

3)换向头采用油性材料,经久耐磨:

4)电动软轴清洗机配备各种尺寸的工业毛刷,适合不同大小的圆形、方形管道-

(2)气动软抽清洗机如图4-11所示,气动软轴清洗机是一个清洁通风管道的旋转刷子,无电源的设计使它在清洗过程中

第4章屮央空调请洗药剂。议备及r。ii183

图4-11气动软轴清洗机

性能更稳定,工作时间更长。

气动软轴清洗机可以优化许多带短小分支的工作,单人操作缩短广装配吋间,节竹了时间和人力。刷子覆盖了很宽的管道范围,一个人就可容易地将设备从一个房间搬到另一个房间3刷子快速连接器使得安装变化非常简单。采用气压驱动,在施工过程中,保证了设备的稳定性。气动软轴清洗机带有手柄和轮子,可方便地运输=

轮子具有锁定装置,在施工过程中设备使用方便、

气动软轴清洗机的特点如下。

1)毛刷头可根据具体管道情况更换,有轴向清洗头和横向清洗头。

2)与气泵配合使用,可采用超静音气泵。

3)在工作环境中,气动设备可长期安全运行,设备损耗极小3

4)换向头采用油性材料,经久耐磨。

5)配备各种尺寸的工业毛刷,适合不同大小的圆形、方形管道,

6)清洗有效距离可达30m,清洗速度5

第5章中央空调清洗方法及技能要点

中央空调清洗是一项复杂、系统的工程,无论是对于水系统还是通风系统,都有着不同的清洗方法和清洗工艺流程。本章中,我们来具体了解中央空调水系统和通风系统清洗的方法、工艺流程以及清洗中应掌握的一些知识要点。

5.1中央空调水系统的清洗

为了提高换热效率,防止或减少腐蚀,中央空调的冷却水系统和冷冻水系统都应该定期进行清洗,以除去金属表面上的沉积物和杀灭微生物.

另外,对于新建的中央空调,其冷却水和冷冻水系统中的设备在制造加1、运输储存期间会发生锈蚀,带入切削油、防锈油;在安装过程中可能留下碎屑、油类泥沙和其他杂质。因此,在运行之前冷却水和冷冻水系统往往也需要清洗。

5.1.1循环水系统的停机清洗

中央空调循环水系统的停机清洗包括冷却水系统的停机清洗和冷冻水系统的停机清洗。

1.清洗范围

(1)冷却水系统的清洗范围冷却水系统的清洗主要是针对冷却塔、冷却水管道内壁、冷凝器换热表面等的水垢、生物黏泥、腐蚀产物等沉积物C

(2)冷冻水系统的清洗范围冷冻水系统的清洗主要是针对蒸发器换热表面、冷冻水管道内壁、风机盘管内壁和空气调节

第5章中央空调清洗方法及技能要点185

系统设备内部的生物黏泥、腐蚀产物等沉积物。

2。清洗方法

中央空调循环水系统设备及管道的清洗,可通过物理和化学清洗两种方法来进行。

(1)物理清洗

1)物理清洗方法=物理清洗只能将循环水系统分成设备、管道等几个部分进行清洗,其主要清洗方法有以下几种、

①钢丝刷拉刷清洗。此法适用于水冷式冷凝器和管壳式蒸发器的清洗。操作方法为:

将水冷式冷凝器或管壳式蒸发器两端封盖拆下,用螺旋式钢丝刷塞入换热管内反复拉刷,然后再用略小于换热管内径的圆棒塞进换热管内拉动,边拉动边用自来水冲洗。

②专用刮刀滚刮。此法适用于水冷式冷凝器或管壳式蒸发器的清洗。操作方法为:

自制一把刮刀,一端接在软轴上,另一端接在电动机轴上,将水冷式冷凝器或管壳式蒸发器两端封盖拆下,将专用刮刀插人换热管内,开启电动机,使专用刮刀在管内边滚边刮,并用自来水冲洗,使刮下的水垢或其他沉积物随着压力水冲掉。

③高压水射流清洗。此方法可用于清洗管道等设备:

A.在清洗换热器时,需要将换热器两端拆下,用高压水枪逐根清洗换热管3

B.对于管道,可采用有挠性枪头的高压水射流清洗。

C.对于空冷式冷凝器可采用刷洗和吹除法进行清洗:

a.刷洗法是用毛刷蘸70T左右的温水进行刷洗,当冷凝器外表附着油污时,可在温水中加人适量的碱或洗洁精等。清洗完毕后,用自来水冲洗。

b。吹除法是利用空气压缩机产生的压缩空气(0。4~0。5MPa)将冷凝器外表的附着物吹除,同时可用毛刷等清洗。利用吹除法清洗冷凝器时,应注意保护翅片、换热管,不可用硬物敲打。

2)物理清洗的优缺点。物理清洗的优缺点见表5-1。

186中央空调清洗技术

表5-1物理清洗的优缺点

优点缺点

1)可以省去化学清洗所需的药剂费用2)避免了化学清洗后的清洗废液的处理和排放问题3)不易引起被清洗没备的腐蚀1)一部分物理清洗方法需在水系统中断运行后才能进行2)清洗操作比较费工,有些方法容易引起没备表面损伤

(2)化学清洗化学清洗是通过化学药剂的作用,使被清洗设备中的沉积物溶解、疏松、脱落或剥离的一类方法。化学清洗也常和物理清洗配合使用=

1)化学清洗的分类。中央空调水系统化学清洗的分类见表

5-20

表S-2中央空调水系统化学清洗的分类

分类方法类型

按清洗方式分类1)循环法-该方法是一种使用最广泛的方法、利用临吋清洗槽等方法,使清洗设备形成•个闭路循环回路,清洗液不断循环,沉积层不断受到新鲜清洗液的化学作用和冲刷作用而溶解和脱落2)浸泡法:浸泡法清洗适用于一鸣小型设备和被沉积物堵死而无法将清洗液进行循环的设备

按使用的清洗剂分类可分为碱洗、酸洗、杀菌灭藻清洗等

按清洗的对象分类可分为单台设备清洗和全系统清洗

按是否停机分类可分为停机清洗和不停机清洗

2)化学清洗的优缺点。化学清洗的优缺点见表5-3。

表S-3化学清洗的优缺点

优点缺点

1)沉积物等能被彻底清除,清洗效果好1)易对金属产生腐蚀

2)可以进彳f不停机清洗,以保证制冷2)产生的清洗废液。易发生二次

(或)供暖照常进行污染

3)清洗操作比较简单3)清洗费用相对较高

第5章屮央空调沽洗方法及技能要点187

3.循环水停机化学清洗的流程

中央空调停运后冷却水系统和冷凝水系统的清洗可采用单台设备清洗方式或全系统清洗方式。无论是单台设备清洗还是全系统清洗,一般都是使用清洗槽和清洗泵将单台设备或原系统(不使用原系统的泵)构成一个封闭的回路进行循环清洗,

清洗流程一般为:水冲洗(检漏)■-杀菌灭藻清洗碱洗-碱洗后水冲洗…酸洗〜酸洗后水冲洗—漂洗—中和钝化(或预膜h

(1)水冲洗(检漏)

1)目的。水冲洗的目的是用大量的水尽可能冲洗掉系统中的灰尘、泥沙、脱落的藻类及腐蚀产物等一些疏松的污垢,同时检查临时系统的泄漏情况。

2)操作方法。冲洗时水的流速以大于0.15m/s为宜,必要时可做正反向切换_冲洗合格后,排尽系统内的水:必要时可注人6()~701的热水,用手触摸检查系统中有无死角、气阻、短路等现象、

(2)杀菌灭藻清洗

1)目的3杀菌灭藻清洗的目的是杀死系统内的微生物,并使没备表面附着的生物黏泥剥离脱落=

2)操作方法。杀菌灭藻清洗时,排尽冲洗水后注水充满系统并循环,加人适当的杀菌剂循环清洗。当系统内的浊度趋于平衡时即可结束清洗。

(3)碱洗

1)目的。碱洗的目的是除去系统内的油污,保证酸洗均匀(-,般当系统内有油污时;1需要进行碱洗,新建设备一般也需要)。

2)操作方法。碱洗时,注水充满系统并用泵循环加热,加人各种碱洗药剂维持一定的温度循环清洗_当系统中碱洗液的碱度曲线、油含量曲线基本趋于平缓时即可结束碱洗。

在碱洗过程中,应定时检测碱洗液的碱度、油含量、温度

188中央空调清洗技术

(4)碱洗后水冲洗

1)目的。碱洗后的水冲洗是为了除去系统内残留的碱洗液,并使部分碱洗液被带走。

2)操作方法。当pH值曲线趋于平缓、浊度达到一定要求时,水冲洗即可结束。在水冲洗过程中,需检测排出口冲洗液的pH值和浊度。

(5)酸洗

1)目的。酸洗的目的是利用酸洗液与水垢和金属氧化物进行化学反应生成可溶性物质,而将其除去。

2)操作方法。为抑制和减缓酸洗液对金属的腐蚀,在酸洗液中常需添加适当的缓蚀剂。

酸洗时将碱洗后的冲洗液排出后,再将配制的酸洗溶液用清洗泵打人系统中,确认充满后用清洗泵进行循环清洗。可能时可以切换清洗液的循环方向,并在最高点放空和底部排污,以避免产生气阻和导淋堵塞,影响清洗效果。

清洗过程中,应定期(一般30min—次)检测酸洗液中酸的浓度、金属离子(Fe2+、Fe3+、Cu2+)浓度、温度和pH值等。当金属离子的浓度曲线趋于平缓时,即为酸洗终点。

(6)酸洗后水冲洗

1)目的。这次水冲洗是为了除去残留的酸洗液和系统内脱落的固体颗粒,以便漂洗和钝化处理(或预膜)。

2)操作方法。冲洗时,先将酸洗液排出,再用大量的水对全系统进行开路清洗,不断开启系统内的各导淋,以便沉淀在短管内的杂物、残液排出。

冲洗过程中应当每隔lOmin检测一次排出冲洗液的pH值,当接近中性时停止冲洗。

(7)漂洗

1)目的。漂洗的目的是利用低浓度的酸洗液清洗系统内在水冲洗过程中形成的浮锈,使系统总铁离子浓度降低,以保证钝

第5$屮央空调淸洗//法及技能要点189

化效果。

2)操作方法:漂洗实际上是一个低浓度酸洗的过程,漂洗过程中也应检测漂洗液的浓度、金属离子的浓度、温度和pH值等.当总铁离子浓度曲线趋f平缓时,即可结束漂洗:,

(8)中和钝化

1)目的。在金属表面上形成能抑制金属溶解过程的电子导体膜,而这层膜本身在介质中的溶解度又很小,以致它能使金属的阳极溶解速度保持在很小的数值上,则这层表面膜称为钝化膜。在金属表面上形成完整钝化膜的过程,称为钝化过程。

金属没备或管道经过酸洗后,其金属表面处于十分活泼的活性状态,它很容易重新与氧结合而被氧化返锈因此,设备或管道在清洗后暂时不使用时,则需要进行钝化处理.然后加以封存。

2)操作方法。漂洗结束后,若溶液中铁离子含量小于500mg/L时,可以直接用氨水调节PH值到合适的范围,再加人钝化药品进行钝化;若铁离子含量大于500mg/L时,则应稀释漂洗液至溶液中铁离子含量小于500mg/L。再进行钝化。

钝化过程中应不断进行高点排空和低点排污。以排除气阻,避免死角。确保钝化效果。

(9)预膜当空调清洗后马上就投人运行时,漂洗后可以直接进行预膜而不必钝化。

1)目的。预膜的目的是让清洗后尤其是酸洗后处于活化状态下的新鲜金属表面上,或在进行保护前受到重大损伤的金属表面上,在投入正常运行前预先生成一层完整而耐腐蚀的保护膜。

2)操作方法3预膜处理时,补加水使漂洗液中铁离子浓度低于500mg/L并加入中和药剂使pH值趋于中性,然后迅速加人预膜药剂进行预膜。

在化学清洗过程中.各阶段排出的化学清洗液必须经过处理达标后才可排放。

190中央空调清洗技术

5。1。2循环水系统的不停机清洗

在工业生产中,为保证有的实验室和工厂连续生产的需要,中央空调在很多场合需边正常运行边进行清洗。另外,在商用方面,许多宾馆大厦提出空调系统的化学清洗往往处在盛夏或盛夏即将来临之际,如果长时间停机势必影响营业,造成经济上的损失。因此,中央空调循环水系统进行不停机化学清洗是非常必要的。

中央空调循环水系统的不停机清洗包括冷却水系统的不停机清洗和冷冻水系统的不停机清洗。

1.冷却水系统的不停机清洗

冷却水系统不停机清洗是一种循环清洗方法。它是利用冷却水系统的循环水泵作为清洗循环泵,利用冷却塔底部冷却水池作为配液槽,各种清洗药剂直接加入冷却塔底部的水池中,并由循环水泵将清洗药剂送到冷却水系统各处。

不停机清洗是针对运行的系统而言。因此在清洗后不需要钝化,而只需要预膜。一般在中央空调水系统中,油污的存在也很少,因而也不需要碱洗处理。

中央空调冷却水系统不停机清洗的流程为:杀菌灭藻清洗—酸洗一>中和一预膜。

(1)杀菌灭藻清洗杀菌灭藻清洗应选择杀菌效果好并且有较好黏泥剥离能力的杀生剂,譬如选择次氯酸钠和新洁尔灭。它们之间具有良好的协同效应,2mg/L的新洁尔灭和2mg/L次氯酸钠复配后灭藻率达100%,并且对生物黏泥的剥离作用也很好。

杀菌灭藻清洗一般时间比较长。在清洗过程中可每隔3~4h测定一次冷却水的浊度,当浊度曲线趋于平缓时,即可结束清洗。

在杀菌灭藻后,如冷却水比较浑浊,可以通过在冷却塔底部水池补加水,从排污口排放冷却水的方式来稀释冷却水

第S卓屮央空调清洗方法及技能耍点191

(2)酸洗与中和杀菌灭藻后就可以选择合适的缓蚀剂和酸洗剂进行清洗_一般不停机酸洗是在低pH值下进行的。

酸洗时,先向冷却水系统加人适量的缓蚀剂,待缓蚀剂在冷却水系统中循环均匀后就加入酸洗剂*如选用硫酸或氨基磺酸作酸洗剂,则采用滴加法向冷却塔水池内加入酸洗剂,使冷却水的pH值缓慢下降并维持在2.5-3.5之间,每30min测定一次PH值,随时调整酸洗剂的滴加量。

在酸洗过程中应经常测定冷却水中的Fe2+、Fe3\Cu2+浓度等。一般在清洗开始阶段,每4h—次,在清洗中后期每2h测定一次。以总铁曲线趋于平缓作为酸洗终点。浊度曲线可作为辅助的终点判断手段。这种酸洗方式需频繁检测pH值,所以操作麻烦,但酸洗剂的浪费很少。

在酸洗剂加入时,也可以一次性地将酸洗剂加人到系统中,以起始pH值3。0左右开始进行清洗,以总铁曲线和pH值曲线趋于平缓作为清洗终点。这种方法终点明显,操作简单。

在酸洗过程中,还可加人4些表面活性剂,如多聚磷酸盐等来促进酸洗效果。在循环水系统中沉积物可分为几层,如最上层为生物黏泥,然后是水垢层,最下面为腐蚀产物沉积层。对于这些沉积层的酸洗,在酸洗液中应加入合适的黏泥剥离剂,除去生物黏泥层,使得反应继续进行。

酸洗后应向冷却水系统补加新鲜水,同时在排污口排放酸洗废液,以降低冷却水系统中的浊度和铁离子浓度。同时加人少量的碳酸钠中和残余的酸,为下一步预膜打好基础。

(3)预膜酸洗结束后,向系统中加人一定量的预膜药剂。比如加人200m#L左右的三聚磷酸钠或六偏磷酸钠预膜24~48h。顶膜时也可以添加硫酸锌(三聚磷酸钠和硫酸锌的比例为4:1)以缩短预膜时间和增加预膜效果:

预膜完成后,将高浓度的预膜水用补加水的方式稀释排放,控制总磷量为10mg/L左右,然后转入正常的水处理。

192中央空调清洗技术

2.冷冻水系统的不停机清洗

冷冻水系统不停机清洗也是一种循环清洗。它也是利用冷冻水循环系统中的水泵作为清洗用的循环泵,但它利用膨账水箱或外接配液槽的方式进行清洗。利用膨胀水箱时清洗药剂可以加人膨胀水箱中,然后从系统的排污口排出冷冻水,在系统内形成负压,从而将膨胀水箱中的清洗药剂吸人到系统内。使用外接配液槽时,~般选在夜间气温低时短时间停机,将配液管连接在冷冻水循环水泵的入口前,清洗药剂直接加人配液槽内。

在冷冻水系统的清洗中,需要更换一些冷冻水或冷冻水要流过外部设置的配液槽,从而使冷却保温受到一些影响,冷水机组的负荷将有所增加,但影响不大。

冷冻水系统的清洗和冷却水系统的清洗一样,也需要杀菌灭藻清洗—酸洗—中和—预膜等步骤。其清洗过程和冷却水循环系统的不停机清洗基本相同,这里不再赘述。

5。1。3制冷剂系统的化学清洗

在制冷剂系统中,制冷剂或制冷工质在其中循环,并利用其相变来传递热量,从而使冷水机组产生冷量。

在压缩式中央空调中,使用的制冷剂是氟里昂,氟里昂对金属并无腐蚀,但当有水存在时,水冰冻产生“冰塞”现象,使机组外接计量引管堵死,同时水能引起氟里昂分解产生卤氢酸,直接腐蚀金属,因此,水分是压缩式机组制冷系统的大敌,必要时应清除。当有腐蚀产物存在时还应先进行酸洗。

在溴化锂吸收式中央空调中制冷工质是溴化锂水溶液,若制冷剂系统中有空气加入时,就会发生以下反应。

C02+H2O==H2CO32LiBr+H2CO3=Li2CO“+2HBr

生成的碳酸锂沉淀严重时可堵塞吸收器中管束的喷嘴,降低机组的性能。此外,加人的缓蚀剂铬酸锂也会对金属产生腐蚀。

3Fe+2Li2CrO4+H203FeO+Cr,O3+4LiOH

第5章中央空调清洗方法及技能要点193

因此,在必要的时候,制冷剂系统也必须进行清洗。

1.压缩式中央空调制冷剂系统的清洗

在清除压缩式机组的制冷剂系统中的水分时,清洗系统可由薄膜泵、溶剂桶、过滤器、截止阀、干燥器等组成,如图5-1所z5o

图5-1制冷剂系统的清洗流程1一薄膜泵2—旁通阀3—溶剂桶4一干燥器5—过滤器6、7、8、9—截止阀10—压力表11一换向三通阀

可使用三氟三氯乙烷(F113)进行清洗。过滤器中装有活性氧化铝。清洗时干燥器应定期打开更换干燥剂,干燥剂可用变色硅胶。

2。溴化锂吸收式中央空调制冷剂系统的清洗

溴化锂吸收式中央空调制冷剂系统的清洗,可采用酸洗来清洗碳酸锂沉淀和腐蚀产物,在酸洗后应进行钝化..其酸洗和钝化的方法与中央空调循环水系统停机清洗的方法相同,在此不再叙述

5.1.4中央空调化学清洗过程中的分析监测

在中央空调化学清洗过程中,是根据实验室对被清洗设备的

194屮央空调诸洗技术

垢样进行分析化验,确定工艺配方的。但在具体清洗时,特別是中央空调的水系统清洗,如何判断清洗的终点也是非常重要的。对于一个要清洗的空调水系统,在清洗过程中打开设备的人孔、手孔或法兰,检查清洗效果是不现实的。判断清洗的每个步骤是否到达终点,主要依据三点:

1)以前成功清洗的经验:

2)挂在清洗槽中的样管。

3)分析化验的数据。

其中,分析化验的数据是判断化学清洗每个过程是否到达终点。是否需要再添加清洗药剂的最直接、最准确的依据

1.分析化验的采样方式

在中央空调清洗现场,一般在清洗泵站上都没有进、回液的分析化验取样阀,打开阀门取样时,应先放掉一定量的清洗液,确保在同时间所取清洗液的真实性和有效性。

-般情况F,取样化验的开始时间是根据清洗系统容积大小决定的。加药完毕后,让清洗药剂在系统中循环均匀后,再开始取样化验。化验取样时应有两个锥形瓶,分别标有进液和回液字样.防止混淆。化验时间间隔根据化学清洗方案的规定而实施-现场化验要求简便、快速、准确。

2.水的pH值和浊度、电阻率的测定

(1)水的pH值测定在水冲洗、碱洗后水冲洗、酸洗后水冲洗、漂洗和钝化阶段都需要测定pH值.酸洗时,只有采用柠檬酸酸洗时需要测定pH值,用氨水调pH值为3.5~4.5:具体方法可采用pH试纸和pH值测定仪来测定。

(2)浊度、电阻率的测定浊度测定是判断各种水冲洗阶

段是否结束的最直接的数据。纯水理论上可达到最高电阻率为18.3mfl-cm,一■般纯水为16~•cm。而普通蒸馏水只能

达到10(]•cm,自来水的电阻率为104ft•cm。

电阻率可用简便的电阻率测定仪测定。可以分别根据实际需要,设定各种水的耐用限度。

第5葶屮央空调诸洗方法及技能要点195

3。清洗液的监测

在化学清洗过程中需对酸浓度、碱浓度、钝化液的浓度及清洗液中各种离子浓度进行监测,其主要内容如下:

(1)化验用品明细化验用品明细见表54。

表54中央空调清洗化验用品明细表

名称规格数量

锥形瓶250mL2个

滴定仪(台、杆、夹、管)-•套

烧杯250mL2个

移液管5mL1支

吸耳球1个

量筒50mL1个

试纸若P

混合指示剂1瓶

标准溶液酸。碱。EDAT各1瓶

温度计若V

滤纸、漏斗及劳保用品舒

急救药品若F

(2)测试项及分析检测时间测试项目及分析检测时间见表5-5。

表S-5测试项目及分析检测时间

项脱脂脱脂后水冲洗酸洗酸洗后水冲洗漂洗中和钝化

检测项目碱浓度、温度pH值酸浓度、铁离子浓度、pH值(柠檬酸酸洗中检测)pH值酸浓度、铁离F浓度、pH值、温度「―pH值、温度

检测间隔1次/(301次/(101次/(301次/(io1次/(201次/(30

时间-60min)~30min)-60min)-30min)~40min)~60min)

196中央空调清洗技术

(续)

脱脂脱脂后水冲洗酸洗酸洗后水冲洗漂洗屮和钝化

清洗时间4~8h2~3h6~12h

终点判断碱浓度恒定水的pH值约为7〜8酸浓度不再降低,铁离子浓度基本稳定水的pH值约为6~7漂洗3h结束,Fe3+彡500xW6pH值稳定

控制温度75-95^80~95r80-ioor40-60^

实际清洗中可依据被清洗系统的大小,适当延长或缩短检测间隔时间闭路清洗,时间相对延长根据实际情况可适当延长或缩短

(3)碱浓度的测定碱浓度的测定是指对中央空调清洗系统酸洗前的除油脱脂和对污垢中硫酸盐垢转化时碱洗及酸洗后的中和处理步骤中的测定。碱洗液一般由氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)或磷酸三钠(Na3PO4)组成,必要时加少量表而活性剂。碱洗液的成分测定主要是对NaOH、Na2C03或Na,P04的分析,

1)碱洗液为NaOH的测定

①分析原理:H++0H-—>H;0;

②分析试剂:H:S04#准溶液(约为0。lmol/L),溴甲酚绿和甲基红混合指示剂。

③步骤:

第s章中央空调淸洗方法及技能耍点197

A。取体积为V(—般为5mL)的碱洗液于锥形瓶中加水稀释至lOOmL。

B。加2~3滴混合指示剂,用摩尔浓度为C的H;SO4标准溶液滴定至溶液颜色由绿变红。所消耗的标准溶液体积为V,。

^NaOH

2CV,x40.01000V

x100%

式中40.0--NaOH的相对分子质量;

C—硫酸标准溶液的摩尔浓度(mol/L);

V,——消耗硫酸标准溶液的体积(mL);y--所取碱液体积(mL)。

2)碱洗液为两项混合液时的测定

①试剂:0。1%酹酞乙醇溶液;0。1%甲基橙指示剂

②步骤

A。取体积为V的碱洗液(一般为5mL)置于250mL锥形瓶中,稀释至lOOmL。

B。滴人2~3滴酚酞乙醇溶液(此时溶液显红色)。

C.用摩尔浓度为C的标准硫酸溶液滴定至无色,记下耗酸量ac

D.再加人两滴甲基橙指示剂,继续滴定至溶液呈橙色为止,记下第二次耗酸量6(不包括a)。

③计算

碱洗液为NaOH、Na,PO4等时:

^NaOH

8((Z_6)C

X100%

32.8C6

xl00%

,a3P()4-y

碱洗液为Na3PO4、Na2HPO4等时:

32.SCa

7Na3P()4

x100%

〜酬,=28'4C(i"x100%

198中央空调清洗技术

碱洗液为NaOH、Na2CO3等时:

_8(6!-b)C

叫a2CO3

V

21.2C6

x100%

x100%

式中C-V-

a-

b-

-硫酸标准溶液的摩尔浓度(mol/L);-所取碱溶液的体积(mL);

-第一次消耗硫酸标准溶液的体积(mL);

-第二次消耗硫酸标准溶液的体积(mL).

碱洗液为NaOH、Na2CO3等时:

8(a-b)M

^NaO

x100%

C

Na2(:O_、

21.2W)V

x100%

3)碱洗液为三项混合液(混合液为NaOH、Na2CO,、Na3PO4)时的测定。移取体积为V(—般为5mL)的试液,置于250mL锥形瓶中,加约100mL水,力[]2~3滴酚酞指示剂(1%),用盐酸标准溶液滴定至红色消失为终点,记作V,,然后在此溶液中加人2~3滴甲基橙指示剂(0。1%),再用盐酸标准溶液滴定至黄色变为粉红色,记作K2(不包括K,在内),在两次滴定后,将溶液煮沸5~lOrnin,加人2~3滴酚酞指示剂(1%),用氢氧化钠标准溶液滴定至玫瑰红色为终点,记作V3。

计算:

4C,(l/,-V2)

WNa2CO3

V

10.6(C,K

x100%

C2V3)

x100%

'I\a3PO4.12H2O

38C

V

x100%

式中c\-c2-

-盐酸标准溶液的摩尔浓度(mol/L);

-氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度(niol/L):

第5章屮央空调沾洗方法及技能要点199

⑴―所测液的浓度(质量体积百分比)(%);

I',—第一次消耗盐酸标准溶液的体积(mL);

K—第二次消耗盐酸标准溶液的体积(mL);

V3——消耗氢氧化钠标准溶液的体积(mL)、

(4)酸洗液的监测分析酸洗液中需监测分析的主要是酸洗液的酸度和溶解产物高价金属离子的浓度。

酸洗液的浓度直接影响清洗的速度,间接反应清洗的程度溶解产物高价金属离子(f>3\Ca2+)的浓度直接影响着缓蚀剂的缓蚀效果;为了了解进入溶液中铁的总量,+离子的浓度也需要测定。

1)盐酸浓度的测定

①试剂:混合指示剂,摩尔浓度为C的氢氧化钠标准溶液。

②原理:盐酸是氯化氢的水溶液,酸性较强,能与碱发生中和反应。

HC]+NaOH—>NaCl+H20

因此,加人混合指示剂后,用标准氢氧化钠溶液进行滴定分析,颜色由红变绿即为终点:

③仪器:碱式滴定管、锥形瓶、移液管、烧杯、量筒:

④步骤

A。取体积为K的溶液(一般为2mL),置于锥形瓶内稀释到lOOmL。

B.加人2~3滴混合指示剂(此吋溶液为红色)。

C。用摩尔浓度为C的NaOH标准溶液滴定,当溶液颜色由红变绿时为止。记下消耗碱溶液体积V,。

⑤计算

36.5CK

Whc'=1oooFx1OO%

式中36。5——HC1的相对分子质量;

C—NaOH标准溶液的摩尔浓度(mol/L);

V,——消耗NaOH标准溶液的体积(mL);

200中央空调清洗技术

V—所取酸洗液的体积(mL)。

注:当所测溶液浓度过高时,应先将其稀释后再测定。

2)硫酸浓度的测定

①原理:硫酸可与氢氧化钠溶液发生中和反应。

H,SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O因此,可以加入指示剂后,用NaOH标准溶液进行滴定分

析。

②试剂:混合指示剂;氢氧化钠标准溶液。

③仪器:锥形瓶、碱式滴定管、量筒、烧杯。

④步骤

A.用量筒取体积为V的试样(一般为2mL),注入锥形瓶中,并稀释至100mL。

B。加两滴混合指示剂,用NaOH标准溶液滴定a

C.滴定至溶液呈绿色为止,记下NaOH标准溶液的消耗量

⑤计算

CV,x98.1Wh2S°4=1000Vx2

x100%

式中c——氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度(raol/L);

----氢氧钠标准溶液的用量(mL);

V----试样体积(mL);

98.1-硫酸的相对分子质量。

3)氢氟酸浓度的测定

①原理:氢氟酸呈酸性可与氢氧化钠发生中和反应。

HF+NaOH—>NaF+H2O因此,其浓度可用NaOH标准溶液滴定测得。

②试剂:混合指示剂,饱和氯化钾溶液,摩尔浓度为C的氢氧化納标准溶液。

③仪器:烧杯、量筒、碱式滴定管、锥形瓶、移液管。

④步骤

第S章中央空调清洗方法及技能要点201

A.取体积为V的酸溶液(一般为1~2mL),放入锥形瓶内,加水至100mL。

B.加人15mL饱和氯化钾溶液及2滴混合指示剂(此时溶液为红色)。

C。用NaOH标准溶液滴定至红色消失,当溶液变为绿色时即为终点。记下消耗NaOH的体积V,。

⑤计算

w„F=

CV,x20.0iooor

x100%

式中20.0—HF的相对分子质量;

C—NaOH标准溶液的摩尔浓度(mol/L):

V,——消耗NaOH标准溶液的体积(raL);

V—所取HF溶液的体积(mL)。

4)硝酸浓度的测定

①原理:硝酸呈强酸性,加人氢氧化钠标准溶液后发生中和反应,可表示为

HNO3+NaOH=NaNO3+H2O因此,可以加人混合指示剂后用标准NaOH溶液进行滴定分

析。

②试剂:标准NaOH溶液;混合指示剂。

③步骤

A.取体积为V的酸溶液(一般用移液管吸取5mL),放人250mL锥形瓶中,将其稀释至WOrnL左右。

B.加人2~3滴混合指示剂(此时溶液为红色)。

C.用已知浓度的NaOH标准溶液滴定至绿色为止,记下此时NaOH溶液消耗的体积V:。

④计算

HNO,

C\\X63。011000V

x100%

式中63.01——HNO,的相对分子质量;

202屮央空调访洗技术

C——NaOH标准溶液的摩尔浓度(mol/L);

V,—消耗NaOH标准溶液的体积(mL);

V--取样量(mL)。

5)柠檬酸浓度的测定

①原理:游离拧檬酸浓度的测定,用NaOH标准溶液进行滴定,并加入一定量的高氯酸镁,以减少试样中部分铁离子的影响_现场清洗中实际起作用的是拧檬酸溶液,因此,制好拧檬酸溶液后,需用氨水调节pH值至3-4,使之部分形成柠檬酸铵溶液,所以测得的酸度比实际的酸度小,须修正其中所含拧檬酸铵溶液的浓度,修正系数(FJ与溶液PH值有关。

②试剂:NaOH标准溶液(约为0.1mol/L)、5%Mg(C1O4)2溶液、混合指示剂(溴甲酚绿和甲基红混合指示剂)。

③仪器:移液管、量筒、烧杯、碱式滴定管、pH值试纸、锥形瓶=

④步骤

A.取体积为V的酸洗液(一般为5mL),加人高氯酸镁溶液3~5mL,用蒸馏水稀释至100mL3

B.加入混合指示剂(pH值=6~7.6),用浓度为C的NaOH滴定至溶液呈微红色为止,记下消耗NaOH的体积数K,。

⑤计算

C'l,x20.0

WH3C6H5U7=pXX100%

式中V,——所取H3C6HsO7溶液的体积(mL);

V——消耗NaOH标准溶液的体积(mL);

C—NaOH标准溶液的摩尔浓度(mol/L);

--修正系数,从pH-Fa表中查得:

如试样中含铁量过大,会使终点不明显,其解决办法是:一方面增加Mg(C104)2溶液的剂量,另一方面减少试样的吸取量。

pH-匕表的制作(从实测中求得):在烧杯中配制的一系列

3%H3C6H5O7溶液,并取未调好pH值的3%H3C6H5O7溶液各

第SiS中央空调沾洗//法及技能要点203

2mL,用水稀释至lOOmL,依次加入不同量的氨水,调节成不同pH值的NH4H2C6H5O7溶液,再实测其游离H3C6H5O7溶液浓度,比值为Fa,即得到3%H3C6H5O7的PH-Fa值,见表5-6-

表54PH-Fa的关系

调PpH值消耗NaOH体积/mL拧«酸溶液浓度(%)

1.911.10.283.1

2.5310.30.30

3.09.20.34

3。717。50。41

用氨水调pH值后的A,,值,见表5-7。

表5-7不同pH值的/=\值

pH值厂apH值pH值pH值pH值厂a

2.00.282.60.313.20.363.80.424.40.49

2。10。292。70。323。30。373。90。434。5()。50

2。22。83。40。384。00。45

2。30。33-0。394。10。46

2.40.303.00.343.60.404.20.47

2.53.10.353.70.414.30.48

6)氨基磺酸浓度的测定,称取质量为的氨基磺酸,用lOOmL容量瓶进行定容;取样5mL加50mL水和混合指示剂,用0.9325mol/L的NaOH进行标定,见表5-8。

表5-8氨基磺酸浓度校正系数

序号实际浓度(%)氨基磺酸爪实/g消耗NaOH量/mL测试浓度(%)误差'h%)

组1组2

12.062.386961.292.3313.1

22。582。989361。571。552。829。3

32.963.431981.91.873.4115.2

204中央空调清洗技术

(续)

序号实际浓度(%)氨基磺酸m实/g消耗NaOH量/mL测试浓度(%)误差1:(%)

组1组2

43.263.773142.092.083.7816.0

53.684.2672.32.394.2515.5

63.974.603142.514.5414.4

74。294。97632。622。644。9615。6

84。525。2362。762。715。1714。4

95.025.472023.113.075.8316.1

105.886.809123.63.536.7314.5

117.098.212164.44.338.2416.2

128.119.401424.94.899.2413.9

X100%

测试浓度-实际浓度

实际浓度

平均误差:

(13.1+9.3+15.2+16.0+15.5+14.4+15.6+14.4+16.1+14.5+16.2+13.9)/12=14.5

故氨基磺酸用NaOH滴定时其计算公式为

⑴nh2so3h

rrri^x0-09709xl00%

式中C,a0H——氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度(mol/L);

V^a0H——氢氧化钠的体积(mL)。

(5)金属离子浓度的测定

1)酸洗液中Fe2+、Fe3+的分析测定。在中央空调化学清洗中,铁离子含量是重要的控制指标,在以铁锈为主的除垢清洗中,常以铁离子浓度不再升高作为清洗终点的判断依据由于Fe3+离子会引起钢铁腐蚀,在清洗过程中应对其浓度严加控

制::

①原理:在pH值为2~3的条件下,磺基水杨酸

第5卓中央空调清洗方法及技能要点205

Fe3+生成紫红色络合物,由于FeY比FeSal更加稳定,故用EDTA钠盐滴定使紫红色褪色为终点;

H2Sal+Fe3*—>Fe(Sal)++2H+

Fe(Sal)++H2Y2'—>FeY-+H2Sal

Fe2+可用(NH4)2S2O,氧化成Fe3+,然后继续用EDTA滴定至红色褪去,根据消耗的EDTA量计算Fe"的含量。

②测定方法:

A.HC1、HNO,、氨基磺酸溶液中铁离子浓度的测定试剂:EDTA标准溶液(一般为O.Ohol/L),1:1NH,•

H2O,1:4HC1,10%磺基水杨酸,10%过硫酸铵。

步骤:取酸洗液(酸洗阶段取1~5mL,冲洗阶段取5~

lOmL),稀释至lOOmL;以1:1氨水、1:4盐酸调pH值为2~3,加人ImLIO%磺基水杨酸作指示剂(此时溶液显红色);以ED-TA滴定至红色消失,消耗EDTA的体积为%再加入0。5~lg过硫酸铵拌匀后加热至70T,待冷却后用EDTA标准溶液继续滴定至红色消失,记EDTA的体积为6。

计算:

p3+Cbx55。85x1000,,

Fe=----------(mg/L)

式中C——EDTA标液摩尔浓度(mol/L);

a——EDTA溶液的第一次消耗量(mL);b―EDTA溶液的第二次消耗量(mL);

55.85——Fe的相对分子质量;

V一所取溶液体积数(mL)。

B。柠檬酸(H3C6H5O7)溶液中铁离子浓度的测定试剂:H2SO4#准溶液(一般为0。5niol/L),EDTA标准溶

液(一般为0.05mol/L),40%KCNS溶液,10%(NH4)2S2O3溶

206中央空调清洗技术

液r

步骤:取拧檬酸溶液5mL,加人4mL约0.5mol/LH2SO4溶液,稀释至lOOmL;加人5mL40%的KCNS溶液;用EDTA标准溶液滴定至红色消失,记下消耗量a;加5raL10%的过硫酸铵,加热至60~70%:,用EDTA标准溶液滴定至红色消失,记下消耗量(Fe3+浓度较大而终点不明显时,可酌情用水稀释)

计算:

Chx55.85x1000V

(mg/L)

式中注释同前。

C.HF溶液中铁离子浓度的测定

试剂:10%磺基水杨酸、25%AlCh溶液、EDTA标准溶液(-•般为0.05mol/I,)、H2SO4标准溶液(一般为0.5mol/L)0

步骤:取体积为V(1~5mL)的酸洗液,置于锥形瓶中稀释至100mL;加入25%的A1C13溶液2mL;用1:1氨水和硫酸调pH值为2加人指示剂(10%磺基水杨酸);用EDTA滴定

至紫色消失,记下消耗量加人5mL过硫酸铵加热至70T,用EDTA滴定至终点,记R肖耗量6。

计算:

Fe3*浓度

Cax55.85x1000

(mg/L)

■「2+'w■.曲Cbx55.85x1000,"、

Fe浓度=----------(mg/L)

式中注释同前-

2)酸洗液中铜离子含量的分析测定。当酸洗液中铜离子含量超过3%时,会在清洗金属表面产生金属铜沉积(镀铜)现象,这种现象会造成铁腐蚀。当铜含量低于5%时,在清洗液中加人硫脲可以把铜离子络合而隐蔽起来,当铜离子浓度超过5%

第5章中央空调清洗方法及技能要点207

时,应采用氨氧化剂络合除铜,以避免引起金属腐蚀。

①原理:铜离子在pH值为3~4的微酸性溶液中,能与紫脲酸铵络合,使紫脲酸铵的玫瑰紫色消失。但EDTA与铜离子的络合能力更强,可以从上述络合物中置换出紫脲酸铵,使溶液恢复紫色,故可用紫脲酸铵为指示剂,用EDTA标准溶液进行滴定。考虑到酸洗液中不可避免地有相当数量的铁离子,可用厂离子络合Fe3+,以消除铁离子的干扰。

②试剂:标准EDTA溶液、氯化铵、紫脲酸铵指示剂、1:1NH4OH,1:4HC1。

③仪器:烧杯、移液管、玻璃漏斗、酸式滴定管、锥形瓶、量筒。

④测定步骤:

A.取体积为V(10~15mL)的试样(沉淀物较多时,过滤后再测定)。

B.加人少量氟化钠固体0.5g,用1:1氨水和1:4盐酸调节pH值到3

C.加人0.4g紫脲酸铵指示剂,用0.05mol/L或0.OlmoL/LEDTA溶液滴定至玫瑰色,记下消耗的体积数为I

④计算

式中C-—EDTA标液的摩尔浓度(nwl/L);

a—0。05mol/L或0。01mo!/LEDTA标准溶液体积

(mL);

V—一量取酸洗液或铵洗液的体积(mL);

63。55—一铜的相对原子质量。

3)酸洗液中钙离子浓度的测定

①方法:本测定方法采用钙黄绿素为指示剂。在pH值多12时,用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准溶液螯合滴定清洗废液中的钙离子。

208中央空调清洗技术

②仪器与试剂

微量滴定管:酸式10mL。

滴定管:50mL:

试剂:20%氢氧化钾溶液,(1+2)三乙醇胺溶液,(1+1)盐酸溶液,氧化锌为基准物质,氨水,氯化铵,酚酞,氯化钾,醋酸,钙黄绿素指示剂,乙二胺四乙酸二钠(EDTA),0.5%铬黑T指示剂。

③准备工作

A。氨性缓冲溶液(pH值=10)。称取67。5g氯化铵溶液置于300mL水中,加570mL浓氨水,再用水稀释至1L3

B.钙黄绿素一酚酞混合指示剂。称取0.2g钙黄绿素,0.07g酚酞置于玻璃研钵中,加20g氯化钾研细混匀,储存于磨口瓶中。或直接使用市售的钙黄绿素一酚酞试纸。

C。O。Olmol/L氧化锌标准溶液配制方法。称取于800丈灼烧至恒重的基准氧化锌0。8137g,称取精度为±0。0002g。加人20mL(1+1)盐酸,加热溶解后,移入IL容量瓶中稀释至刻度,摇匀。

D。0。01mol/LEDTA标准溶液配制。称取3。72gEDTA溶于1L容量瓶中,摇匀。

E.标定。准确吸取25mL0.01nu)l/L氧化锌标准溶液置于250mL锥形瓶中,力口70mL水及10mLpH值=10的氨性缓冲溶液,加人3滴0.5%铬黑T指示剂,或一条铬黑T试纸,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变成纯蓝色为终点,同时做空白试验校正结果,EDTA标准溶液的摩尔浓度C按下式计算:

式中V'_消耗的EDTA标准溶液体积(mL);C,——氧化锌标准溶液摩尔浓度(mol/L);V,——吸取氧化锌标准溶液的体积(mL);

第5章中央空调请洗方法及技能嬰点209

V。——空白溶液所消耗的EDTA标准溶液的体积(mL)。

④试验步骤:用移液管吸取经中速定性滤纸过滤后的水样50mI„加30mg钙黄绿素一酚酞混合指示剂,或一条钙黄绿素一酚酞试纸,在黑色背景下用EDTA标准溶液滴定至溶液的黄绿色荧光突然消失,并出现红色时即为终点,记下所消耗的EDTA标准溶液的体积。

需要注意的是,水样中EDTA大于lOmg/L,六偏磷酸钠大于6mg/L或含有聚丙烯酸及大量重碳酸根离子时,对测定均有干扰,经加盐酸煮沸后再滴定,可消除干扰;在水中有微量三价铁和铝离子干扰本法时,可在加人20%氢氧化钾溶液前,先加入2~3mL(1+2)。三乙醇胺溶液,但用量不能太多,否则终点不明显;有锌离子时,加入氢氧化钾溶液调节pH值=14,可消除干扰;本方法也可采用钙指示剂指示终点。

⑤计算:水样中钙离子含量Ca2+按下式计算:

CCV,-Vo)x40.08V

x1000

(mg/L)

式中V——消耗的EDTA标准溶液体积(mL);

C——EDTA标准溶液摩尔浓度(mol/L);

V,——消耗的EDTA标准溶液体积(mL);

V。——滴定空白溶液时,所消耗EDTA标准溶液的体积

(mL);

40.08——钙的相对原子质量。

⑥允许误差:含钙离子50mg/L的水样,平行测定两个结果间的差数,不应超过O.21mg/L;取平行测定两个结果的算术平均值,作为水样的钙离子含量。

4)酸洗液中镁离子浓度的测定

①方法:在pH值=10的氨性缓冲液中,用酸性铬蓝K为指示剂,以乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准溶液螯合滴定钙镁离子合量,从中减去钙量即为镁离子含量。

210中央空调清洗技术

②试剂:5%酒石酸钾钠溶液,1+2三乙醇胺水溶液,氯化铵,试剂级萘酚绿B;氨水;试剂级酸性铬蓝K;巯基乙醇(硫代乙醇酸);硝酸钾。

③准备工作

A。氨性缓冲溶液(pH值=10)。称取67。5g氯化铵溶于200mL水中,加入570mL浓氨水,用水稀释至1L。最好用酸度计核对pH值。

B.酸性铬蓝K-萘酚酞绿B混合指示剂。称取0.lg酸性铬蓝K和0.15g萘酹绿B置于研钵中,力卩10g干燥硝酸钾,研磨均匀;储存于磨口瓶中。或直接使用市售的酸性铬蓝K-萘酚绿B试纸。

C.O.Olmol/LEDTA标准溶液。配制和标定见循环水中钙离子的测定方法。

④试验步骤:吸取经中速滤纸过滤后的水样50mL置于250mL锥形瓶中,加人10mL氨性缓冲溶液。

若水样中含有铁铝离子,可在加人氨性缓冲溶液前加人5%酒石酸钾钠2mL,1+2三乙醇胺2mL。若水样中含有锌,则在加人缓冲溶液前,先加入抗坏血酸0.lg,巯基乙醇0.5mL,然后加1+2三乙醇胺2~3mL。

加人少量酸性铬蓝K-萘酚绿B指示剂,或一条酸性铬蓝K-萘酌绿B试纸,用EDTA标准溶液滴定至溶液由红色突变为纯蓝色即为终点,记录所消耗的EDTA标准溶液毫升数1/2、

⑤计算:水样中镁离子含量按5式计算:

C(V2-V\)x24。31

CM2+=-----x1000(mg/L)

V

式中V,——滴定钙时所消耗EDTA标准溶液的体积(mL);

V2——滴定钙镁合量时所消耗EDTA标准溶液的体积

(mL);

C—EDTA标准溶液的摩尔浓度(mol/L);

V-吸取水样体积(niL);

24.31——镁的相对原子质量。

第5章屮央空调清洗方法及技能要点211

⑥允许误差:含镁离子7mg/L的水样,平行测定两个结果间的差数不应超过0.54mg/Lc取平行测定两个结果的算术平均值,作为水样中镁离子的含量。

4.钝化液的测定

钝化液一般采用亚硝酸钠的碱性水溶液。钝化液的钝化缓蚀防锈效果主要取决于亚硝酸钠浓度和pH值。

亚硝酸钠浓度的测定方法如下:

酸洗溶液中的亚硝酸钠可被高锰酸钾氧化成硝酸钠,用已知量的硫酸亚铁铵与过剩的高锰酸钾反应,最后再用标准高锰酸钾回滴剩余的硫酸亚铁铵,根据回滴时消耗高锰酸钾体积可推算出洗液中的亚硝酸钠浓度。整个反应过程为:

5NaNO2+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5NaNO3+3H2O

2KMnO4+10(NH4)2Fe(SO4)2+8H2SO4—K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+10(NH4)2SO4+8H2O

具体步骤为先在250mL锥形瓶中加人80mL蒸榴水、10mL1:3的硫酸,并加人高锰酸钾滴至显微红色,保持红色2min不消失即可,目的是预先除去水中可被高锰酸钾氧化的物质。用移液管加人准确体积的lOml,0.02mol/L高锰酸钾以及5mL含亚硝酸钠的钝化液,静置大约5min,让高锰酸钾把亚硝酸钠完全氧化。再加人准确量取的10mL0.lmoI/L硫酸亚铁铵标准溶液,静置5min,让剩余的高锰酸钾与硫酸亚铁铵完全反应,最后用高锰酸钾标准溶液滴定过量的硫酸亚铁铵,到溶液呈现高锰酸钾的微红色不褪去为终点。记下消耗的高锰酸钾体积按下式计算出钝化液中亚硝酸钠含量:

TI5C2\

C臟2=下卜+10-10XT)

式中T一一高锰酸钾相当于亚硝酸钠的比例系数,即每毫升KMnO4相当于NaNO2的质量(g),从方程式得知,NaNO2与KMnO4反应时的质量之比为5:2,如果用

212屮央空调清洗技术

0。2mol/L的KMnO4ImL,恰好能与0。05molNaNO,的质量为3。14mg反应,此时7=3。45mg/mL,实验时可根据具体情况确定r值;

V,—滴定时消耗高锰酸钾体积(mL);

V—抽取钝化液体积(niL);

C,—高锰酸钾溶液浓度(mol/L);

C2—硫酸亚铁铵溶液浓度(mol/L)。

亚硝酸盐用高锰酸钾氧化滴定,因会受到溶液中其他还原物质的影响而误差较大。如果亚硝酸根离子浓度在10nig/L以下时,可用分光光度计或比色法测定。其法为用亚硝酸钠配置成0。lmg/L,0。3mg/L,0。5mg/L及1。Omg/L标准溶液系列,加入一定量的格里斯试剂,井用524nm波长的单色光在分光光度计上测定其吸收值。绘制出标准工作曲线。当用未知的亚硝酸钠溶液测定其在524lml波长的吸光度时,对照工作曲线可找出对应的亚硝酸根离子含量。格里斯试剂是由0。lga-萘胺溶于lOOn。L30%醋酸溶液中与l%100mL对氨基苯磺酸等体积混合而成,它有使亚硝酸根离子在比色测定中不受其他离子干扰的作用。

5.清洗废液的监测

清洗废液中污垢含量的增加直接影响清洗液的性能,也会对清洗物体产生影响,因此,对清洗废液的各种污垢含量要及时检测了解,

(1)pH值的确定清洗废液的pH值要调整到6~9才允许排放。测定清洗液pH值可用便携式PH计直接测量。这类液晶显示的pH计多为直读式,使用很方便c

无pH计时可使用PH值试纸测量。方法是蘸取待测液,滴加到pH值试纸上,通过与标准试纸卡比较,即可知待测液的pH值。

(2)清洗废液中悬浮物总量的测定清洗废液中悬浮物总量是废液排放时一项环保控制的重要指标悬浮物总量超标时需要经过滤、澄清、混凝处理后才可排放:

悬浮物指不溶于水的泥沙、黏土、有机物、微生物等.悬浮物总量可用滤膜过滤法测定,也可通过浑浊法间接测定:水的浑

第5茕屮央空调淸洗方法及技能要点213

浊度可用多种方法测定:国内大多用比浊仪。

比浊仪是根据形成浊度的水中悬浮颗粒的浓度、大小和形状

不同而产生不同透光度的原理制成的。水越浑浊对光线反射越强,透光度越低;反之水越清澈,反射光越弱,透光度越强:

(3)清洗液中油污总含量的监测分析测定油污总含量的关键在于把有机污染物与水及无机物分离,当不易挥发的有机污染物在清洗液中的浓度较高并在乙醚-水相间有高分配系数时,可直接用乙醚萃取,萃取后分出乙醚相,并将乙醚蒸发,称量残余物质量即可求出油污总含量。

清洗液中的易挥发油污,可用浊度法分析。首先用纯净空气将挥发性油吹出清洗液并用活性炭吸附,然后用丙酮脱附,再与明胶水溶液混合用浊度测定法测定乳状液的吸光度。

而挥发性酸、酚等其他有机物均溶于水不与明胶形成乳状液,不干扰挥发性油的测定。比较精确的测定油污的方法需借助仪器分析。如用燃烧-红外分析法可进行有机碳定量分析,具体方法为:

先把少量试样与氧气&起送人装有高温总碳测定的氧化催化剂的管中,使有机物中碳和无机物中碳都变成二氧化碳,用红外气体分析仪测量C02浓度可知总碳量。另取试样在有机物不分解的温度(约150T)下将试样送人测定无机碳的装置中使无机物中的碳(主要是碳酸盐)变成C02,求出无机物碳量,从总碳量减去无机物碳量即可测知有机物中的含碳量。

(4)清洗液中其他有害化学物质的监测

1)氟离子(F")。氟化物对人体有危害作用,污水排放标准中规定,污水中氟离子含量应小于等于lOmg/L。

在用氢氟酸清洗中央空调供暖锅炉或对半导体材料清洗时都应监测清洗液中氟化物含量。

监测氟离子浓度的方法是用氟离子选择电极,它的电极电位与溶液中厂离子浓度有关。通过测定氟离子选择电极与标准电极组成的电池在含待测氟离子溶液中的电池电动势即可测知氟离子浓度。氟离子浓度超标的溶液,经与生石灰反应可生成难溶氟

214中央空调清洗技术

化钙而使氟离子浓度降低。

2)亚硝酸根(MV)。这种离子在生化反应中有转化成致癌物质亚硝胺的可能,国外污水排放标准规定其含量小于等于1nig/L;

亚硝酸钠是常用的钝化剂,因此排放前需经常监测。测量微量亚硝酸钠常用分光光度计的比色法、亚硝酸钠超标的污水在排放前通过加酸或氧化剂的方法使亚硝酸盐转变成不稳定的亚硝酸或氧化成硝酸盐而去除

3)联氨它在化学清洗中可作钝化剂,也是―种强还原剂。它在对苯二酚、铁离子作用下可与水中氧气化合,将含联氨的废液排入水体中会使水中含氧被耗尽而造成微生物死亡或水质腐败发臭。

洗液中的联氨含量可用分光光度计比色法测定。

联氨易于氧化,当用压缩空气鼓风搅拌酸洗废液时,由于废液中含有可催化联氨的物质,因而可使其氧化而去掉。

5.1.5中央空调化学清洗效果的评价

1.腐蚀监测方法

在中央空调化学清洗过程中,意外的和过量的腐蚀常会使被清洗的设备发生各种事故,造成停工停产,甚至发生火灾、爆炸,危及人的生命安全。因此,腐蚀控制是一个重要过程,是评定清洗效果的一个不可缺少的指标。

化学清洗吋,尤其是在酸洗过程中,必须对所清洗设备的腐浊状态、腐浊速度以及某些与腐蚀相关联的参数进行系统测量,进而通过所监测的信息对化学清洗过程的有关参数实行控制或报警:下面我们来具体了解一些适用于化学清洗中腐蚀监控的方法。

(1)线性极化法运用线性极化技术可快速测定在清洗过程中清洗液这一腐蚀体系的瞬时腐蚀速度。目前,该类技术仪器主要有美国Rohrback公司的Corrovit仪器,意大利Atel、SRL公司的CorroSimetro仪等,而国内则主要有CR-3型多功能腐蚀测

第5茯屮央空调沾洗方法及技能®点215

量仪等:

1)原理。在腐蚀电位附近极化电位和电流之间呈线性关系,此时极化曲线的斜率与金属的腐蚀速度成反比:

式中——极化阻力(fi•

B一一极化阻力常数(V);

fmn-腐蚀电流(A/m2)。

2)特点。线性极化法的特点是响应迅速,可以快速灵敏地定量测定金属的瞬吋全面腐蚀速度。运用这一特点.可以及时而连续地跟踪被清洗设备的腐蚀速度及其变化,可帮助操作人员和现场工程师做其他局部腐蚀的指示。

3)实际应用。实际现场应用的线性极化探针可以插入清洗槽中或直接插入被清洗的设备中、一般有同种材料电极型、同种材料三电极型和采用不锈钢参与电极的三电极系统、

双电极型系统较为简单,但受溶液电阻的影响较大,可用于测定所谓的“孔蚀指数”。三电极系统测量则相对比较准确。

双电极探针的测量过程是:先在两电极之间施加20mV的电压,测量正向电流A,然后改变两电极之间的相对极性并施加相反方向的20mV极化电压,测量反向电流/2。/,与/;的算术平均值则可表征瞬时腐浊速度.可从仪器上直接读出。电流差/,-/2即为“孔蚀指数”

(2)失重挂片法

1)挂片法对腐蚀试片规范的要求。在化学清洗中所用的腐蚀试片要求具有较大的表面积和较小的质量。一般采用的标准试片为长45mm、宽20mm、厚2mm的矩形试样,在距试片长边8mm处的中间轴线上钻直径2mm的孔,用以悬吊或固定试片。该试片表面积为0.00207或20.66cm2a

所用试片应在磨床上加工至光洁度/<0.4Pn,用洗净剂洗去油污,用去离子水冲洗干净后,用无水乙醇清洗,再干燥以备用。

216中央空调清洗技术

称取试片的天平其感量要求至少为0.02~0.lmg的电子天平。

2)平行试样的数量。为控制监测结果的偶然误差,提高测量结果的准确性和重现性,要求采用与被清洗系统中材质相同的试片,一个监测部位至少要有2片,同时应仔细地对试样加以标记,以识别各试样的成分、状态、试验条件等。标记应当印迹清晰,易于区分,尽可能打印在非腐蚀面或影响较少的部位上。化学清洗所用的试片采用在试片上用钢字头打印数字的方法。

3)表观检查。将腐蚀试片取出后,可用肉眼、低倍放大镜或金相显微镜对腐蚀试片的形态进行仔细地观察和检查,以判定腐烛类型,确定腐蚀程度。在观察腐蚀试片时应注意以下几方面:

①材料表面的颜色与状态。

②材料表面腐蚀产物的颜色、形态、类型、附着情况及分布。

③腐蚀介质的变化,如溶液的颜色,溶液中腐蚀产物的颜色、形态和数量。

④注意判别腐蚀类型,观察是否有局部腐蚀发生。

4)质量法测定腐蚀速度。从腐蚀试验前后的试样质量差计算腐蚀速度〃[g/(m2•h)],公式如下:

平均腐蚀速度r=(%-%)/。如式中%——试片原始质量(g);

%—试片腐蚀后的质量(g);

A—试样面积(m2);t——酸洗(腐蚀)时间(h)。

由于各种金属材料的密度不同,即使是均匀腐蚀,这种腐蚀速度单位[g/(m2•h)]并不能表征腐蚀的损耗深度,这时可将平均腐蚀速度换算成单位时间内的平均侵蚀深度,即腐蚀率。腐蚀率与平均腐蚀速度r之间的换算公式为

6=8.76—

P

第5章中央空调清洗方法及技能要点217

式中6——按深度计的腐蚀率(nim/a);

v——按失重计的腐蚀速度[g/(m:•h)];p-金属材料的密度(g/cm3)。

(3)电阻探针法

1)原理。在腐蚀体系中插人一个装有金属试片的探针,由于在腐蚀过程中,金属试片的横截面面积将因腐蚀而减小,从而使其电阻增大。如果该腐蚀体系以金属的腐蚀大体上是均匀的,此时电阻的变化率就与金属的腐蚀量成正比。周期性地准确测量这种电阻的增加,便可计算出金属的腐蚀速率,在化学清洗中,可很好地监测腐蚀程度。把测量的电阻数据对时间作图,可以得到各个时刻的斜率及其变化,然后根据下式计算出腐蚀速率r:

r=0.00927F—

A/

式中v---腐蚀速度(mm/a);

AT?——腐蚀计读数变化(11);

Az—发生的电阻变化所经历的时间(d);

F——探针系数(随探针类型不同,在0.5~25之间选

择)。

2)应用3电阻探针法通常采用惠斯登电桥或凯尔文电桥测量电阻值的变化,测量过程简单迅速。

用于测量的金属试片,须采用与被清洗系统中的设备材质相同的材料。

环境介质的温度、流速、流动方向、金属材料的成分和热处理状态和电极表面制备等方面的变化及差别,以及在探针上存在的外来杂物等,都会影响测量结果的精度和可靠性。一般来说,电阻探针法不适合监测局部腐蚀的情况

国外市场上的商品电阻探针腐浊速度测量仪有美国Magna公司生产的商标牌号为CorroSometer和英国Halfloc公司制造的仪表和探针等3这些测量仪大都有12个通道进行自动测量,可测量出0.0254^!!以下的腐蚀量。测量元件的材料可以是碳钢、不

218中央空调清洗技术

锈钢、镍基合金和钛合金等。

(4)氢探针在化学清洗的酸洗过程中,特别是采用无机酸进行清洗时,阴极反应均为析氢反应。在这种酸性介质中,由于腐浊而在金属表面产生的氢离子或氢原子向基体内扩散渗透,在空穴和夹杂处生成氢分子,从而使空穴膨胀,在金属表面产生氢鼓泡。此外,溶入金属的氢还会降低金属延性,使金属变脆。所以在化学清洗时,进行渗氢的监控是很有必要的

1)原理。氢探针有基于力学原理的压力型和基于电化学原理的真空型两种。压力型氢探针由于从安装完毕到投入运行所需的时间较长,不适宜在化学清洗中应用。

基于电化学原理的氢探针在使用时,氢探针内部要装满0.lmol/L的NaOH溶液,用Ni/NiO电极控制钢管内壁面的电压,使之保持在氢原子很容易离子化的电位区间。在探针前端有一个由金属片制成的试片,试片内表面与NaOH溶液接触,外表面与腐蚀介质接触。试片外表面腐蚀生成的氢原子可以扩散再通过试片而进入探针内部。

在钢管内壁表面与Ni/NiO电极组成的原电池内,氢将在钢表面被氧化成氢离?。测量该原电池电流,可以求得从探针外部扩散通过试片渗人的氨量。由此则可监测析氢腐蚀的程度。

2)应用。氢探针可用于监测碳钢或低合金钢在某些介质中遭受到的氢损伤,即氢裂、氢脆或氢鼓泡。氢探针反映的是渗氢速度,实际上测定的是表征全面腐蚀的总腐蚀量,但不反映孔蚀型局部腐蚀。虽然它的测量是连续的,但对腐蚀变化的响应很慢。虽然氢探针不能定量测定氢损伤,但可作为氢损伤的相对严重程度评价的一种有效方法。

(5)电偶腐蚀探针电偶腐蚀探针是利用电化学方法,用零阻电流表测量浸于同一环境的偶接金属之间流过的电偶电流与阳极性金属的溶解电流。根据具体腐蚀的特性可以确定电偶电流与阳极性金属的溶解电流(腐蚀电流)之间的简单数学关系,从而可以得出电位较负的阳极性金属的腐蚀速度。

第5章屮央空调清洗方法及技能要点219

利用电偶腐蚀探针可测量双金属腐蚀,在化学清洗过程中针对不同材质组成的设备,可采用电偶腐烛探针进行腐蚀监测。

1)原理。我们假定测量了电偶电流并确定了腐蚀电流,阳极性金属的腐蚀损耗识就可以根据法拉第定律进行计算:

W=KJ,t

式中w——金属的失重(g);

K—所测金属的电化当量(g/C);

I,——腐蚀电流(A);t--时间(s)o

如果腐蚀是均匀的,腐蚀速度、则可按下式计算:v=315KJ,/dA

式中4—阳极金属面积(cm2);

d--金属密度(g/cm3);

v--均匀腐蚀速度(mm/a);

K--电化当量(g/C);

K--腐蚀电流(A)0

对于合金,电化当量(/□可由F式计算:

K二y元素含量(%)X元素原子量

"96500X元素变价

2)应用。电偶腐蚀探针一般由两支不同金属的电极制成,结构简单。它可以灵敏地显示阳极金属的腐蚀速度、介质组成、流速或温度等环境因素的变化。

电偶腐蚀探针测量不需外加电流,即可以测得瞬时腐烛速度的变化。但需注意的是电偶腐烛探针测得的结果一般只能进行相对的定性比较。一般情况下,电偶腐蚀探针监测的目的大多是捕捉和显示与设备相关联的腐蚀信息。

2.腐蚀量的计算

在中央空调化学清洗过程中进行腐蚀监测时,计算腐蚀量最常用的是使用重量法:重量法的计算可参见前文“失重挂片法”部分。但对于设备和大型试件等不便于使用重量法的时候,或有

220中央空调清洗技术

时为了了解局部腐蚀的情况,则可以测量试件的腐蚀失厚、孔蚀深度和析氢量、

(1)失厚测量测量腐浊前后或腐浊过程中某两时刻的试样厚度.可直接得到腐蚀损失量,单位时间内的腐蚀失厚即为腐浊率目前采用的方法主要有涡流法、超声波法、射线照相法和电阻法等。

如果氧化膜可以被阴极还原,在已知还原反应的前提下,可根据还原膜所消耗的电量按照法拉第定律计算膜的厚度,此即阴极还原法。可适用于实验室中监测化学清洗中的腐蚀情况。

(2)孔蚀深度测量测量孔蚀深度的方法主要有:用配有刚性细长探针的微米规探测孔深;在金相显微镜下观测试样蚀孔截面的磨片;以试样的某个未腐蚀面为基准面,通过机械切削达到的浊孔底部以测量孔深.再分别用显微镜观察未受腐蚀的浊孔外缘和蚀孔底部的情况,以测量孔蚀深度等。

一般采用综合孔蚀密度、蚀孔直径和孔蚀深度的方法来表示孔蚀的严重程度。也可用孔蚀系数来表示。然后由下式计算出金属的腐蚀量『(g)。

W=MVli2(P-P^/4\nT式中1'h2—量气管上测得的析氢体积(cm3);

M--金属相对原子质量(g/mol);

n——金属离子价数;

P——气体总压力(Pa);

Ph,o——饱和水蒸气压力(Pa);

T—温度(丈)。

但须注意的是,由于气体体积与温度密切相关,因此测量时必须严格控制恒温。

3。除垢率(洗净率)的测定

除垢率的测定可由下式计算:

A-

xlOO%

第5$中央空调沾洗方法及技能要点221

式中。4——除垢率;

Wo——清洗前单位面积的结垢量(g);

%——清洗后单位面积的结垢量(g)。

对于在清洗后易观测的设备,可由单位面积上垢的脱除及金属本色的露出率(洗净率)来评价清洗效果。

此外,还可采用在分析垢样的组分后,选择一种离子在化学清洗中进行监测,根据该种离子的浓度增加与其在垢样中含量的对比来确定被清洗系统的洗净率。在大多数情况下可选作为衡量的标准。

4。钝化效果的测定

钝化是防止中央空调设备因清洗引起设备二次腐蚀的最重要的环节。是否形成了完整的钝化膜是评定清洗效果好坏的一项重要指标。

(1)由腐蚀试片评价钝化效果当系统中充满钝化剂时,将腐蚀试片(经酸洗)悬挂于钝化液箱和被清洗系统中,由试片表面状况和必要的试验评价钝化效果。

1)大气法。将经过钝化的试片暴露在大气中,使其可充分受到各种大气条件的侵袭,在自然条件下观察试片的生锈期。采用此法,时间周期较长,而且观测结果应与各种气象资料进行综合分析。一般在现场不采用这种方法。

2)湿热箱法。用湿热箱法可快速检验钝化膜的防镑能力。湿热试验主要用于模拟热带地区的大气条件,在高温高湿条件下能加速电偶腐蚀,达到快速评定的效果

采用高温高湿试验时,温度可控制在55±21,相对湿度为98%-100%,并在55T下保持8h,然后停止加热,自然冷却至室温,闭箱16h,记录试片出现锈点的时间与程度:

在没有湿热箱时,nf将试片放入已取走千燥剂并放置去离子水的保干器内,使湿度达饱和状态。一般在相对湿度接近100%的情况下,试片在两周内不应出现锈点。

在进行一定时期的试验后,称量试片,可由质量的变化计算

222屮央空调清洗技术

腐浊速度:大气腐浊的评价为:如腐浊速度<0.05mm/a,为钝化效果好;腐蚀速度>0.5mm/a.则钝化效果不理想;腐蚀速度>1.25mm/a.则钝化不成功。

3)硫酸铜法。该法操作简单,不需要专门的设备,在化学清洗中评定钝化效果吋快速、准确,非常适合于现场操作。

硫酸铜法是将30%的硫酸铜中和到近中性,将其滴加到试片上,观察在多长时间不出现镀铜现象。一般时间应大于20s。

硫酸铜滴加液配合比组成如下:

组分组成

CuSO4•5H;O41g/L

NaCl35g/L

0.1mol/LHCI13mol/L

4)电化学法、対钝化液中的试样进行线性极化测域,对比未进行钝化处理的试样,由所测得的/?,,值可以相对地比较钝化效果。

此外.电化学法还有其他的一些加速试验的方法,如电解腐蚀试验(EC试验),阴极氧化膜的FACT试验,以及阳极接口钝化膜的阴极破坏试验等。

(2)由饱和蒸汽含量评价钝化效果由于金属材质在进行

酸洗时会放出氢气,如果处于钝化动态则氢气量就很少,因此可

用水中氢测量蒸汽凝结水的含氢量。

«h2<?,

V(mm/a)=——x3。14x10^

。4

式中《H2—实测得到的蒸汽含氢量(Fi&/kg);

Q——测量时的系统循环量(t/h);

4—参与化学清洗和钝化的表面积(n?)D

(3)膜厚的测量及对钝化膜的测量对清洗后割取的锅炉管样和腐蚀片表面膜进行检验,可直观地评价钝化质量。

用电镜可测知钝化膜的厚度,通过能谱分析可得知其主要成分。通常钝化膜的厚度为nra(纳米)级,不足lpn。但是也有

第5章屮央空调消洗疔法及技能要点223

厚达上的,例如由酸性磷酸盐形成的转化膜即是。一般每微米表面膜的质量为2。5g/m\

用椭圆仪测量金属氧化膜引起的偏振光反射也可测量nm级的钝化膜。

对钝化液中的试样进行线性极化测量,对比未进行钝化处理的试样或酸洗的试样,由所测的久值,可以相对比较钝化效果。这种方法更适合于不同钝化剂钝化效果的相对比较a

5.除油效果的测定

清洗中除油效果的评定可通过直接测量清洗前后的油含量来进行。也可单独对清洗后设备表面的含油量进行测定。

含油量的测定可利用有机溶剂萃取碱洗液中的油质,用重量法测得油质含量。

先用一定量的碱洗液对试件进行碱洗后,量取1OOO,nL的碱洗液倒人2000raL的分液漏斗中,加20mL正己烷,先加人lOmL1:1H2SO4使pH值为1.0左右,再加人30ml,正己烷振荡2~3min,澄清10mm,待正己烷和水分层后,将水倒入烧杯中以备再次萃取。在正己院层中加人lOOmL乙醇溶液,振荡2~3min,澄清5min,待正己烷分层后,将正己烷移人充分干燥的烧杯中,将乙醇倾出,再将干燥烧杯内的水层重复萃取两次。将干燥烧杯中的正己烷置于蒸发皿中,在通风柜里用水浴或红外线灯蒸发正己烷后,在100〜105T的烘箱里干燥30min,再在干燥箱里冷却30n.in后称重。

式中a---蒸发皿用前的质量(g);

b——蒸发正己烷后蒸发皿的质量(g);

S--试样体积(L);

G--含油量(mg/L)。

6。其他清洗效果的测定

在进行一些特殊情况的清洗时,可采用其他的一些评价清洗效果的方法。

224中央空调清洗技术

对结有大量的垢质,甚至被严重垢层堵塞的中央空调换热器的管束,进行化学清洗时,可通过测定清洗前后管道的通透率来评价清洗效果。有时也可选用水泵的压力降低率来评价。

5.1.6中央空调水系统清洗实例

实例一:XX市XXX卷烟厂中央空调水系统的化学清洗

1。设备情况及清洗要求

该厂中央空调设备有6台冷凝器,该组设备的冷却水系统是敞开式的,因此在循环中随着水分的蒸发、风干,水中溶解盐的浓度增高,一些盐因饱和而析出,而某些盐则因受热面加热产生化学反应,生成一些难溶的垢,设备的冷却效率仅为原来的45%。厂方要求清洗除垢率达90%以上,清洗后系统冷却效率提高到原效率的80%以上。

2。清洗工艺

针对上述情况和要求采用了如下清洗工艺:

(1)水冲洗(水压检测)水冲洗的目的是清除系统内杂质,检测临时系统连接情况,为酸洗做准备。

(2)杀菌除藻杀菌除藻的目的是杀死系统内细菌及藻类,以保证酸洗顺利进行。

使用药品:LX-W058杀菌灭藻剂,浓度为30x10—6;LX-W056黏泥剥离剂,浓度为10x10'

所需时间:3~4ho

(3)水冲洗此次水冲洗的目的是将系统内清洗下来的黏泥等污物消除。

(4)酸洗酸洗的目的是除去系统内的水垢及杂质等,达到清洗要求。

使用药品:氨基磺酸5%;LAN-8260.5%;硫脲0.3%_

测试项目:

第5章中央空调清洗方法及技能耍点225

酸浓度1次/30min

三价铁离子浓度丨次/30min

总铁离子浓度1次/30min

铜离子浓度1次/30min

时间:6~8h_

(5)水冲洗此次水冲洗的目的是除去残留酸洗液和系统中脱落的固体颗粒,pH值接近中性时,停止冲洗。

(6)中和钝化预膜中和钝化预膜的目的是防止清洗后处于活性状态的金属表面产生浮锈,并在被清洗的金属表面形成一层完整、均匀的钝化膜。

使用药品:LX-Y102预膜剂。

时间:24h。

3。镀铜现象的处理

当用以上工艺对该组第一台设备(3号冷却器)进行清洗时(临时配管如图5-2所示),在进行酸洗4h后,就产生了镀铜现象,即在酸槽中的碳钢挂片析出了一层铜,溶液呈现蓝绿色,其铜离子的浓度为362xlO-6。针对这一现象马上将清洗液排出,重新添加酸洗液,又经2h的清洗,挂片上的铜被洗下,同时系统内的垢也基本清洗干净,停止酸洗,继续以后的清洗工艺3

水蒸气

fjfn________」

图5-2冷却器清洗配管阌

鉴于此台设备的清洗出现了镀铜现象,虽经处理消除了镀

226中央空调清洗技术

铜,但这种清洗工艺增加了酸洗液的投入量,也加大了非铜材质设备的腐蚀,:,因此,此后5台设备的清洗采用了新的工艺,具体做法是:

水冲洗杀菌除藻一加氨除铜一>水冲洗一•■酸洗一>水冲洗中和钝化预膜

即在第二步杀菌除藻之后加入了一定量的含氨清洗剂,用氨与设备中的铜离子络合,洗去垢物中存在的大量铜离子,以减少在酸洗中铜离子浓度,预防镀铜现象的发生。经过这样的改进,以后5台设备的清洗均很顺利地完成,再未出现镀铜现象。

实例二:XXX商厦中央空调水

系统的化学清洗

1.设备情况及清洗要求

xxx商厦的中央空调是大连三洋(SANYO)生产的溴化锂机组,为大楼提供制冷和供热。其中冷冻水总容积为120m3,冷却水的总容积为40m3,冷冻水管同时承担冬季采暖供热工作。该中央空调系统运行3年后,系统内聚集了大量的水垢、锈垢、微生物及藻类等,严重影响了系统的热交换效率,造成中央空调制冷效率下降、水流量减小、能耗增大。为节省能源,延长设备的使用寿命,使其发挥原有的效率,必须对中央空调水侧全系统进行化学清洗除垢。

2.污垢原因分析

因大厦中央空调系统日常使用的猶环水为钠离子交换树脂处理后的去离子水。系统中使用的猸环水从未进行加药处理,水中含有一定浓度的Ca2\Mg2+、Na\K+等离子,其中Ca2\Mg2+离子在水中溶解度很小,当水不断蒸发和浓缩后,易使CaCO3、MgO、CaSiO3等沉淀从水中析出,沉淀在系统内的不同部位形成水垢。而水垢的溶解度与温度成反比,温度的升高可导致其溶解度的下降。另外,当水中含有其他离子时,Ca2\Mg2+离子的溶解度也会受到影响而降低。

第5孝中央空调请洗方法及技能耍点227

3.垢型分析及清洗对策的确定

利用化学清洗除垢最首要的条件是了解污垢的化学组成,以便筛选适于快速溶解污垢而又无损设施的最佳清洗剂配方。

根据垢样检验报告,污垢由普通水垢、氧化铁锈垢、灰土、藻类、细砂等矿物质污垢组成。垢质坚硬,密度较高,红褐色,分层不明显,垢在受热面上沉积基本均匀,平均垢厚0.26mm,系统腐蚀大部分为均匀腐蚀,腐蚀坑深度为0.】~0.16mm

根据垢的组成制定清洗工艺:预膜一*酸洗_>酸。洗后水冲洗一*■中和钝化。

具体操作分为两步:①預膜和酸洗,重点解决设备在化学清洗过程中的缓蚀和水垢、铁锈的清除问题;②在系统内未发现浮锈产生的情况下,直接进行中和和純化。

根据垢样分析,此次清洗选用的化工原料有缓蚀剂、高效灭藻剂、31%(质量分数)HC1、80%(质量分数)水合肼、Na2CO3、NaOH,NaH2PO4和渗透剂等。

4。清洗操作过程

在清洗过程中,整个商厦中央空调冷冻水系统和冷却水系统是分别进行清洗的。在中央空调系统的总补给水箱处连接进液管,通过专用的清洗剂配制计量槽和清洗专用泵共同构成加药系统,通过中央空调的自循环系统进行化学清洗,为避免循环清洗系统出现短路情况,应根据不同部位的工艺性质,分别单独开启或关闭,以保证中央空调系统的任何部位都能够得到充分地清洗而无清洗死角-

在全系统设备停止运行后,根据系统的实际情况配临时管线。安装结束后,对循环系统进行反复调整,然后进行冷冻排污放水,关闭顶接排气管,造成系统内人为的负压,用物料泵直接在排气管处输送预膜药。当系统内预膜药剂浓度为8000mg/L,助剂综合活化度为6446mg/L时为理想预膜状态、

3h后预膜完成,开始在商厦顶层进行物料泵及输送管道的连接,将配制好的清洗液经物料泵在排气管处打入冷冻水系统,

228中央空调済洗技术

4h加药完毕;冷冻水系统开始循环,用冷冻水系统排污管和消防水管向冷冻水系统补水,这时清洗液浓度为5.62%,LOmin后发现冷冻水系统内因药剂与污垢产生的气体量较大,在一定程度上影响补水进度,因而进行排气。2h后,冷冻水补进水完成,循环正常,排气量也趋于正常,循环清洗15h后冷冻水系统的排气管基本无气体产生,经每隔0.5h化验,酸的浓度基本稳定在1.67%,即酸的浓度差值趋近于0,酸洗结束,排放清洗废液。

在冷冻水系统开始循环清洗的同时,排放冷却水系统的水,并在另一位置安装一个物料输送系统,输入0.5%的水合肼预膜2h后,再输送6.7%的清洗液,2h后冷却水系统补水完毕,系统开始循环,检查系统无泄漏318h后冷却水系统基本无气体产生,化验结果浓度差值趋近于0,酸浓度一直稳定在2.45%,酸洗结束:

待冷冻水及冷却水系统酸洗废液排放结束后,分别加入配制好的中和钝化药剂进行循环,中和钝化时间:冷冻水系统4h,冷却水系统5h」在各自的不同钝化时间内,当pH值等于10时,排放废液_另外,在中央空调清洗后,冷冻水和冷却水系统中按工艺要求分别加入水质处理药剂,以减缓重新结垢的速度。

5。清洗过程的分析监测

(1)预膜监测预膜是否均匀完整,通常以比色观察法来判断,每lOmin进行一次,在循环终点处取液样。

(2)酸洗监测

1)酸浓度测定:每0.5h测定一次,在循环终点处取液样,利用中和滴定法测定酸浓度,并计算浓度差值,当浓度差值趋于0时,说明中央空调系统内的反应速度趋近于0,垢的溶解趋于完全,残余垢也趋于0,

2)Fe1'的测定3由于清洗液中含有有效的缓蚀剂,对金属单质的缓蚀率在99.2%以上,可以认为溶液中的Fe3+来源就是氧化铁。每0.5h测定一次Fe3+的浓度,当Fe3+浓度差趋于0时,说明氧化铁垢趋于全部溶解

第S草屮央空调清洗方法及技能要点229

3)腐蚀速度的测定为了有效地监控中央空调系统在化学清洗中的腐蚀情况,可根据、工业设备化学清洗质量标准》(HGT2387—1992)中有关腐蚀率及腐蚀量的测定来执行。在本例清洗过程中采用了和系统材质完全一样的A3钢的测定材质,试片的悬挂位置是清洗槽前面左侧2/3处,清洗后经测定,该商厦中央空调水系统清洗的腐蚀率为0.789g/(m2-h),符合清洗标准。

(3)中和监测在中央空调系统内的循环终点处测定pH值,当pH值>7时中和工序完成

(4)钝化监控钝化条件一般要求pH值在10~12范围内,通过循环终点測定pH值来调整中央空调清洗系统内的pH值,使钝化效果达到最佳条件。

6.清洗效果的评价

清洗后的中央空调全系统除垢率大于90%,腐蚀速率达到国家标准,中央空调系统恢复工艺参数在85%以上:全部清洗时间为48h,溶解并清除全系统中的污垢约1297kg。

5。2中央空调通风系统的清洗

在本书第3章的内容中,我们对中央空调通风系统的污染及危害有了具体的了解。这里,我们来了解中央空调通风系统的清洗方法以及一些注意事项,

5。2。1风道清洗流程

中央空调风道的清洗流程大致一般为:检查通风系统y测试室内空气品质选择清洗设备清洗通风管道。

1。检查通风系统

在中央空调通风系统清洗前。应根据国家检测标准对空调系统进行检测。了解空调通风设备的概况、数量、风量等情况;。检查风管内的II生情况,用监控设备对风管内部表面的污染物进行侦察及录像对所获的录像资料进行编号、记录和存档,根据施

230中央空调清洗技术

工图纸结合录像资料的情况由工程技术人员做出具体详细的施工方案,

2。测试室内空气品质

U)相关标准的规定室内空气品质的测试应依照以下相关标准的规定:

《室内空气中可吸入颗粒物卫生标准》(GB/T17O95—1997)。

《室内空气中细菌总数卫生标准》(GB/TUO93—1997)。

《公共场所空气微生物检验方法细菌总数测定》(GB/T18204。1—2000)。

《室内空气质量标准》(GB/T18883—2002)。

《公共场所卫生监测技术规范》(GB/T17220—1998)。

《公共交通等候室卫生标准》(GB9672-1996)o

(2)执行要求一般由甲方指定的第三方检验部门进行室内空气品质采样和测试,并把检验结果保存,待完工后,重新检测,作为清洗和消毒效果的对比和分析。

3。选择清洗设备

中央空调通风系统所需的检测、清洗设备前文我们已做了解。可视具体情况做相应的选择。

4.清洗通风管道

中央空调通风管道的清洗即通常所说的清扫、除尘除污。

(1)清洗方法

1)主风管路的清洗。中央空调通风系统由新风机组、新风管路、送风管路、回风管路四大部分组成。

新风管路内部的清洗是一项十分细致的工作,必须彻底清洗干净,因为新鲜空气最终是通过这里送人室内的。

清洗时,机器人在监控摄像机的监控下,对风管四壁的情况-目了然,气动刷对四壁的灰尘进行往返的洗刷,吸力强大的吸尘设备在风管的指定位置把清洗下的灰尘吸人到集尘袋中,并保

证清洗期间风管持续处于负压状态。

第5茕中央空调清洗方法及技能耍点231

为了保证所清洗的风管持续处于负压状态,有效防止灰尘外泄,与清洗无关的管路和风口要采取一定的措施进行封堵处理。

在风管中有时会有一些建筑垃圾如砖块、隔热海绵等,在使用机器人对通风管道监测录像时就会发现,这时要采用一些特殊的工具安装在机器人上,把这些物体清理出来。如果遇到特大物体,则需另开孔取出。

所有清洗操作都必须现场记录,对清除的灰尘和异物应编

图5-3空调主风管清洗示意图

2)回风管路清洗。回风管路是整个中央空调通风系统中污染最严重的地方,灰尘量大大超标,清洗工作量也成倍增加清洗方法和主风管路的清洗一样。

3)新风机组的上端清洗。新风机组的上端有风管的阻风门和消声器,积尘量也很大,可使用软轴驱动电动刷进行清洗,用大功率吸尘器过滤除尘。

4)不同管径风管的清洗方法

①大管径管道的清洗:对大管径管道应使用机器人的加长臂,并安装上气动刷进行清洗。所用的气动刷要根据图纸中不同

232中央空调清洗技术

尺寸的管道内径,选用相应尺寸的气动刷进行清洗:

②小于300mm管道的清洗:此类管道可采用快速气动清洗

器进行清洗,一般可以在5min内清洗30m管道,其中包括200mmx300mm的矩形管道清洗。

5)不同形状的风管清洗方法。风管的形状有矩形、圆形,清洗机器人由相应的气动发动机配合相应的刷子进行清洗,矩形气动发动机的工作刷子运动方向是纵向的,圆形气动发动机的工作刷子运动方向是径向的。根据现场实际情况选用不同的气动发动机。

6)不同方向的风管清洗方法。对于竖管(垂直管)一般采用SQD气动刷进行清洗,该设备是为清洁较大尺寸、垂直的矩形和圆形管道而设计的施工时从上到下清洁垂直管道,末端用大功率的吸尘器过滤除尘,一般清洗长度为30m,采用一定措施后最长可清洗60m,

7)其他部位的清洗方法。对出风口、支管、消声器、风门等采用单人操作的软轴驱动电动刷进行清洗,可以达到预期的清洗效果。

5.清洗效果的检查验收

通风管道清洗结束后,采用机器人的监测系统对风管内部清洗情况进行录像,编号、登记、存档:这项工作十分重要,也是以后提供给甲方的重要依据:

风管内部必须清洗干净,清洗质量必须达到国家标准《空调通风系统清洗规范》(GB19210—2003)规定的残留尘粒量

l.()g/m2以下。通知甲方人员到现场,按标准要求的目测法和称重法进行验收签字,确认清洗效果,准备进行消毒工作。

5.2.2通风系统的消毒

中央空调常用的消毒方法有物理消毒法和化学消毒法两种

1。常用的物理消毒法

常用的物理消毒方法有紫外线、过滤.高压静电、激光、射

第5$'屮夾空调淸洗方法及技能要点233

线、光触媒等消毒方法.这里我们主要了解常用的紫外线消毒法。紫外线是一种电磁波,波长在10~400nm之间,可分为A、

B.C和真空四个波段,其中以C波段杀菌效果最好=

目前.常用的杀菌灯为石英管低压汞蒸气灯,其发出的紫外

线95%的波长为253。7nm,可以杀灭各种微生物,包括细菌繁殖体、芽孢、分枝杆菌、病毒、真菌和支原体等。

紫外线福照能量低,穿透力弱,仅能杀灭直接照射到的微生物,因此,消毒时应使消毒部位充分暴露于紫外线照射下,紫外线消毒的适宜温度范围是20-40^,温度过高过低均会影响消毒效果,可适当延长消毒时间c

对空气消毒时,消毒环境的相对湿度低于80%为好否则,应适当延长照射时间。

用紫外线杀灭被有机物保护的微生物时,应加大照射剂th

2.常用的化学消毒法

(1)常用的消毒剂中央空调通风系统常用的消毒剂分类见表5-9。

表S-9常用的消毒剂分类

分类方法类型说明

根据化学消毒剂对微生物的杀高效消毒剂可杀灭亲脂病毒(有脂质胞膜病毒)、细歯繁殖体、真菌孢子、亲水病毒、分枝杆菌和细阑芽孢:空气消毒常用的有过氧化氢、过氣乙酸、二氧化氯、含氯类(如次氯酸钠、次氯酸钙,:氯异氣尿酸钠、三氯异氰尿酸钠等)、含溴类(如二溴海因)消毒剂等

灭种类和效果分类中效消毒剂可杀灭除细菌芽孢以外的其他上述微卞物.常用的有醇类(如乙醇、乙丙醇)、含碘类(如碘伏、碘酒)、酚类(如来苏尔)消毒剂

低效消毒剂只能杀灭亲脂病毒、细菌繁殖体和部分茛菌,常用的有新洁尔灭、洁尔灭、洗必泰

234中央空调清洗技术

(续)

分类方法类型说明

醛类消毒剂-般用于空气消毒,很少用于一般物体表面的消毒

过氧化物类消常¥的过氧化物类消毒剂有过氧乙酸、过氧

毒剂化氢、臭氧:5氧化氯等,常用于空气消毒

1)含氯消毒剂。最常用的有次氯酸钠、次氯

根据化学消毒剂的成分和性质分类卤素类消毒剂酸钙、漂白粉、二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸等2)含溴消毒剂。以二溴二甲基乙内酰脲(二

溴海因)为代表

3)含碘消毒剂.以碘伏为代表

醇类消毒剂醇类消毒剂以乙醇为代表

季铵盐类消毒季铵盐类消毒剂以笨扎溴胺和苯扎氯胺为代

剂表

酚类消毒剂常用的有苯酚和煤酚皂溶液

(2)常用的消毒用工具中央空调通风系统的消毒,关系到人们、环境的健康和安全,建立一套行之有效的具有可操作性的消毒行业标准是完全必要的。

可用于中央空调通风系统的消毒工具很多,较好的办法是采用机器人上安装加压喷雾器进行喷洒消毒使用另外一个独立的气泵通过控制阀连接到风刀上,把消毒剂通过喷嘴均匀地喷洒到管壁内部,这样就可以杀死每一个角落里的细菌,从而达到彻底消毒的效果。图54所示为消毒气泵及风刀。

(3)常用的消毒方法常用消毒剂的施药方法有如下几种。

1)机器人操作消毒法。中央空调消毒采用机器人安装加压喷雾器进行喷洒消毒。对小口径管线则采用安装在推杆上的加压喷雾器进行喷洒消毒:

2)风刀消毒法、风刀消毒技术采用高压气泵与风刀的高压

第5章中央空调清洗方法及技能要点235

气刀式喷头结合=采用行业最先进的高压喷雾,利用气动力学,通过特有的技术,产生雾状气体、再通过喷头反复吹干,不会使金属管道腐浊,不留异味、采用卫生部认证的消毒剂,对空气无污染,对人体无害。

3)普通喷雾消毒法:普通喷雾消毒法是指用普通喷雾器喷洒消毒液进行表面消毒的处理方法,喷洒液体的雾粒直径多在

lOO^m以上。

①使用范围适用于中央空调的风机盘管外表消毒。

②使用要求。按先上后下,先左后右的顺序依次喷洒。喷洒量以消毒剂溶液可均匀覆盖管道表面至全部润湿为度、

③注意事项。喷洒有刺激性和腐蚀性消毒剂时,消毒人员应佩戴防护口罩、眼镜,穿防护服;室内喷雾时,喷洒前应将食品、衣服及其他不需要消毒的物品收叠放好,或用塑料薄膜覆盖;室外喷雾时,消毒人员应站在上风口。

4)气溶胶喷雾消毒法。气溶胶喷雾消毒法是指用气溶胶喷雾器喷洒消毒液进行空气或风道表面消毒的处理方法,直径20pn以下的雾粒占90%以上。由于所喷雾粒小,浮于空气中易蒸发,可兼收喷雾和熏蒸之效。喷雾时,可使用QPQ-i型喷雾器及产生直径20pn以下雾粒的其他喷雾器:

236中央空调清洗技术

①使用范围。主要是对中央空调风道实施消毒:

②使用要求。消毒喷雾时按自上而下,由左向右顺序喷雾。喷雾量以消毒剂溶液可均匀覆盖风道表面或消毒液的雾团充满空间为度

③注意事项=注意事项同普通喷雾消毒法。但应该特别注意防止消毒剂气溶胶进入呼吸道3

5)擦拭消毒法:擦拭消毒法是指用布或其他擦拭物浸以消毒剂溶液,擦拭风道表面进行消毒的处理方法。

①适用范围。主要是对中央空调风管外表面实施消毒处理、

②使用要求。在消毒时,用干净的布或其他物品浸消毒剂溶液,依次往复擦拭风管表面,作用至所用消毒剂要求的时间后,再用清水擦洗,去除残留消毒剂,以减轻可能引起的腐蚀、漂白等损坏作用。

③注意事项,擦拭时所有要消毒的地方均应擦拭到.防止遗漏;污物可导致消毒剂有效浓度下降,因此风管表面污物较多时,应适时更新消毒液。

6)烟雾熏蒸消毒法.烟雾熏蒸消毒法是指用点燃后产生的消毒剂烟雾进行消毒的处理方法常用的有醛氯烟雾剂和酸氯烟雾剂等,适用于对风管内部空间实施消毒。

7)臭氧气体消毒。臭氧气体消毒是指用臭氧发生器产生的臭氧对空气进行消毒处理,空气中的臭氧量应在20~30mg/L才能可靠地杀灭空气中的微生物.温度、湿度都会影响消毒效果。

8)二氧化氯气体熏蒸消毒法。二氧化氯气体熏蒸消毒法是指利用二氧化氯发生器产生的二氧化氯气体,待其达到一定浓度后可以对空气和风道表面进行消毒。

(4)一般的消毒要求理论上讲,细菌、病毒、尘埃等危害人们健康的生物和物质,其漂流、着床、滋生、繁殖等过程不是一成不变的要及时终止或把对人体、环境的感染或污染降到最低,一个可以被人们接受的清洗、消毒时间间隔应该是1()~15d_故对于•中央空调系统而言编制一个合理的清洗、消毒工程

第5章屮央空调清洗方法及技能要点237

的实施方案(时间表)是至关重要的,而对于那些从来没有实施过清洗、消毒工程的中央空调系统就应该首先进行一次全面有效的清洗、消毒:

5.2.3风道清洗现场的环境保护

1。现场保护的原则

中央空调风道清洗施工中现场环境的保护很重要,特别要注意吸尘器要安装到位,清洗时不容许有扬尘外泄。施工中需要设置施工警示标志和隔离带,对作业区内的家具、计算机、复印机和其他办公设备应用塑料薄膜进行保护性覆盖隔离。

2。消防、烟火探测设施的保护

在中央空调通风管道清洗作业时,施工人员要注意对消防、烟火探测设施的保护,不得私自改变或者破坏。位于设备当中或直接连接在通风系统上的消防、烟火探测设备,在需要临时修改、变更、停用或重新使用烟火探测设备时,应及时通知甲方有关部门确认后,在甲方人员的监护下按照国家有关的法规和规定进行。施工中吸尘器产生的负压,可能会改变室内的气流走向,对烟火探测设施的敏感度会有一定的影响,应及时和甲方消防监控部门进行沟通,协商解决办法:

5。3中央空调清洗方案的设计与制定

一套完整、有效的清洗方案,是中央空调清洗工程顺利进行的保证。下面,我们就来具体了解中央空调清洗方案设计与制定的内容及要点=

5.3.1中央空调清洗方案设计与制定的一般流程

中央空调清洗方案设计与制定的一般流程为:确定清洗时机■-对清洗对象进行调研和分析—没计清洗方案—估算清洗设备的容积和面积—计算清洗原材料清洗设备的选型—编写质量保证

238屮央空调淸洗技术

体系文件-制定清洗方案设计应急方案。

5。3。2确定清洗时机

1。定期清洗的时机

定期清洗是在中央空调设备运行-•段时间之后即进行-•次清洗

对冷却水系统和冷冻水系统,具体的时间间隔应在总结设备运行周期和结垢之间关系的基础上确定。

对中央空调通风管道系统,应在国家的有关规定和对风道污染物和细菌总数的检测结果的基础上确定。

2。根据结垢量决定清洗时机

采用这种方法时,最好是从中央空调设备中割取一段管样,根据管内的结垢量决定清洗与否、割管的部位应挑选最易结垢的地方管段割下以后.先称取重量,然后用缓蚀酸清洗干净,再次称重并量取管内表面尺寸,即可按下式求得结垢量。

式中P——结垢量

一带垢管重(g);

^0-清洗后的管重(g);

/I—管段内表面积(m2)。

3。根据设备运行参数决定清洗时机

对装有监测仪器的中央空调设备,没备内是否发生结垢和结垢的程度如何,都能从运行参数上反映出来。这时,只要总结出运行参数的变化与结垢程度之间的关系,就可以判断没备是否应该清洗。

对中央空调冷却水换热器,只要监测进水、出水温度,就可根据温差减小的程度来判断结垢的程度,:当然,这些方法既可以用来确定清洗时机,又可以用来判断清洗效果。

第S章中央空调清洗方法及技能要点239

4.从经济上考虑决定清洗时机

以上几种清洗时机的确定方法主要考虑了设备安全和正常运行。在保证安全和生产的基础上,也可以从经济上考虑,按照能量节约的费用大于化学清洗投资的原则来决定化学清洗的时机。能量节约的费用,对于中央空调换热器来说就是节约的水、电费。

经过一段时间运行以后,某台设备已经结垢。假设此设备带垢继续运行r个月比清洗干净后运行r个月多消耗动力费△£元,则

=f[/(f)-

J0

结垢是个逐渐积累的过程,影响因素较多。为了简化计算,不妨近似地认为设备带垢继续运行时和清洗干净后运行时的动力费消耗随时间增加的趋势相同,则

A£=r(£,-Eo)

式中£(,——清洗干净后的月动力费(元/月);

£,—未清洗时的月动力费(元/月)。

从经济上考虑,清洗的条件是

T(E'-Eo)>C+1)

式中C—清洗投资(元);

D—清洗期间的生产损失费(元)。

若清洗是在设备检修期限内完成的,则为零,于是-Eo)>0

7’>C/(£,-£0)

该公式的实际意义是,清洗干净的设备运行r个月以后,甲方的清洗投资即可由能量节约费收回,换言之,甲方主管人员可以从清洗投资回收的期限来考虑是否合算,从而决定设备是否应当清洗

确定清洗时机的方法都是积极的.都是将化学清洗作为计划内保障设备安全运行、维持设备正常生产和节能的重要措施,所要确定的只是时间问题_

240中央空调清洗技术

但是,在实际遇到的很多例子中,中央空调化学清洗常常被看作是迫不得已的应急手段。

消极的化学清洗本身的花费较大,这是由于结垢过于严重。加上检修费、材料费,特别是临时停工损失,甲方的经济损失将是巨大的,难以由清洗后能量的节约来弥补=积极的化学清洗当然也需要一定的费用,但清洗后取得的节能效益往往比清洗费用大得多。

5.中央空调新设备的清洗时机

新建中央空调设备的清洗最好在运行前的水压试验之后进行3清洗完成后,应当采用妥善的方法把设备保护起来。清洗时间过早,清洗干净的金属表面有可能生锈或重新被污染,有时甚至需要在中央空调运行时进行补充清洗。清洗时间也不宜太靠后,以免影响正常的运行期。

5.3.3对清洗对象进行调研和分析

对中央空调设备的调研和分析可以用"看、问、查、测”四个字来概括。

1。看

应做到“四看”:

一看:设备的构造、流程、管道走向、施工条件等。

二看:设备结垢的分布、颜色、质地、状态等。

三看:清洗设施的布置场所、临时配管的接口尺寸、风道清洗时的开孔位置等。

四看:所要清洗的位高、放空条件和低位排污点的位置、尺寸、设备盲点部位的分布和工序排放的条件。

2.问'

应做好“四问”:

一问:中央空调设备运行状况,对工艺条件如温度、压力、阻力、流量、电耗、水耗的影响程度。

二问:设备的使用历史和腐蚀历史,了解清洗对象运行中有

第5章屮央空调渚洗方法及技能耍点241

无腐蚀和泄漏历史,了解该设备投人使用的时间,结垢状态和腐浊状态如何,有无垢样留下。

三问:设备的清洗历史,由谁用什么方法清洗的,清洗效果如何,有无原始记录和资料。

四问:设备水处理的现状和方法及其他防垢措施、方法是否恰当。

3.查

应重点进行“六查”:

一查:查图纸,了解设备中含有哪些金属材质、被清洗部分的介质流经哪些设备,材质分别是什么,了解工艺流程,判断结垢部位,分析其原因。

二查:工艺过程中清洗介质所流经的部位,有哪些计量仪器、仪表和设备需要隔离。

三查:工艺过程中相关的运行记录,分析判断结垢的原因和程度,查运行检修记录和清洗记录。

四查:设备的设计参数,并与现有参数对比,分析结垢情况和影响程度,判断清洗的可行性和必要性_

五查:设备标牌和位号是否与图纸相符,管线、仪表等分布是否正确,查设备盲点部位的分布和位置。

六查:设备操作指南、使用说明及设汁要求,搞清清洗的限制条件。

4。测

应着力做好“五测”:

一测:分析化验污垢的成分,确定清洗方案。

二测:分析水质和原料品质,判断结垢原因,并帮助业主采取必要的防垢措施。

三测:进行溶垢试验,选择合理的清洗配方

四测:清洗剂对相同金属材料的腐浊速率。

五测:清洗废液的成分和指标,确定废水处理方案。

通过上述的调研分析之后,中央空调设备的基本情况就比较

242中央空调清洗技术

清楚了,清洗的方案就有了-个大概的轮廓,这些工作对保证除垢效果和设备的清洗安全意义重大。

5.3.4设计清洗方案

中央空调清洗方案分技术方案和施工方案:技术方案主要是论证清洗技术的可行性、安全性和环保性;施工方案除了具备技术方案外,还应该具有可操作性。

和技术方案相比,施工方案内容也更加充实,它包含两大主要内容:清洗操作流程的确定和清洗工艺流程的确定。

1.清洗操作流程的确定

(1)水系统清洗操作流程根据现场考察的结果、垢样分析化验的数据和溶垢试验等情况,基本可以确定水系统清洗的工艺流程。中央空调冷却水系统和冷冻水系统化学清洗应为以下流程中的几步或全部:

施工现场考察—设备隔离仪表的拆除和隔离—临时管线的配置—水冲洗—试压->配预处理液,垢型转化处理—碱性除油脱脂水冲洗—酸洗水冲洗—人工清理残渣-漂洗—钝化—检查验收—设备复位—撤离现场—顾客回访和售后服务。

(2)通风管道清洗操作流程通风管道清洗操作的流程为:

现场检查(确认空调管道污染情况)-按图纸计算风管面

积—投标和签订合同—制定施工方案q清洗机器人等设备的准备■-制定清洗计划-风道细菌检测—机器人清洗一风道消毒-检查验收…没备复位—撤离现场顾客回访和售后服务。

2.清洗工艺流程的确定

(1)水系统清洗工艺流程的确定水系统清洗工艺流程的确定是设计清洗液在中央空调没备中的运行方向、顺序及流速、流量的计算:不同的中央空调设备因结构不同,所连接的工艺管线和附属没备也不同,一般无法统一说明。这是清洗工作中较难掌握的部分。采用同样的药剂,清洗同样的没备,不同的人所没计的工艺流程不同,所确定的工艺条件不同。最后的清洗质量差

第5茕中央空调沾洗if法及技能要点243

异很大,对没备的安全和保护程度也有很大的差异、,

(2)通风管道系统清洗工艺流程的确定通风管道系统清洗工艺流程的确定主要是指清洗时选用的设备种类、清洗方式、清洗时间、消毒剂用量、清洗支管时房间办公设备的保护等,以及用于复位的材料和检验的标准

5.3.5估算清洗设备的容积和面积

1。中央空调水系统容积的计算

一般应将所要清洗的中央空调水系统所有换热器、冷却塔、管线的有效容器都计算在内,并以全充满的方式计算,工作量非常大,计算本身没有多少技巧可言,就是老老实实地按图纸尺寸■•点点累积计算、不同形状的设备采用不同的计算公式=

但值得注意的是:-定要扣除没备内件所占的容积,例如换热器的夹套一侧,必须扣除列管所占的容积。工作的重点是统计众多没备及管线的尺寸和数量,这是统计工作的关键所在,也是计算误差的主要根源:

作为清洗计算,水系统容积还应包括临时管线所占的容积和循环余量。水系统容积计算是清洗原材料用量的基本依据,也是核算清洗成本的关键数据,如果出入太大,本来以为能挣钱的工程最后亏了,或者在招标竞争中,由于价格太高而遭淘汰、这项I二作往往要求时间紧,所以平时应多加以练习,计算工作看似简单,但临阵磨刀万厅不行没备清洗表面积的计算方法类似,这里不再赘述。

2.中央空调风道系统面积的计算

对于中央空调通风管道系统只需计算面积,一般计算要清洗的通风管道的内表面积,包括主管道和分配到房间的管道。

5.3.6计算清洗原材料

1。清洗药剂总量的计算

(1)计算的原则

244中央空调清洗技术

首先,必须根据实际估算的垢量,按污垢分析化验结果中的成分和比例,利用污垢溶解的化学反应方程式所规定的物质量的关系,计算清洗所需的用酸和助溶剂的数量。

其次,必须考虑污垢溶解所必需的最低药剂浓度,并加上一定的余量,这部分是废液中的残余药剂,如估计值过高,容易造成材料浪费,并增加清洗废液的处理费用,增大了环境的污染程度;如估计值太低,则低于污垢溶解的浓度,可能导致设备部分地方清洗不干净,影响除垢效果。

这两大部分的合计值则为清洗所需要的药剂总用量。值得注意的是,对于一些容易溶解并在溶解中产生大量气体的污垢,内部又夹杂少量不易溶解的成分,用酸量可能会小一些=这是由于溶垢过程中的气掀作用和剥离作用所造成的,也是产生清洗残渣并需要人工清理的原因之一=

(2)药剂浓度的计算和纠正根据溶垢试验所获得的药剂浓度,可能与上述计算出的用量有一定的出入,此时应进行纠正。

根据上述药剂总量计算方法所计算出的药剂数量,除以所配清洗液的总重量,即得药剂的浓度,这是理论上的数据;溶垢试验所得数据为经验数据。二者综合考虑才能确定清洗工程中清洗药剂的使用浓度。最后,根据此浓度和体系的总结垢量可以较为准确地估算出所用清洗主剂的总用量。实际工作中,这部分工作操作难度之所以很大,就是因为有许多未知影响因素和被清洗设备的内表面积、容积数据不准确造成的_

(3)清洗助剂用量估算这种估算较为简单,一般都按一定浓度比例乘以所配制溶液的总质量即可。如:LAN-826缓蚀剂用量估算,一般使用浓度为0.3%,清洗液的相对密度为1.05,系统水容积为58m3,则LAN-826缓蚀剂的用量为H=58x0.3%xl.05=0.10827(1)。

钝化药剂和碱洗药剂用量的计算与缓蚀剂用量的计算方法相

第5章中央空调清洗方法及技能耍点245

2.配液过程中的浓度计算和各种物质质量的计算

(1)清洗液浓度的计算溶液浓度的介绍如下。物质的量浓度是溶液中该组分物质的量与溶液的体积之比:物质量的浓度为

71组分c=-

在实际工作中,也常用质量分数来表示溶液及混合物的组成。质量分数的计算公式为

m总

两种表示方法的换算式为

po)

C=-

M

式中C——物质量的浓度;

W---质量分数;

P——溶液的密度;

M---该物质的摩尔质量。

清洗液配制时应先确定其要使用的各种成分的含量以及缓蚀剂的用量和原料的浓度,并知道清洗液的相对密度(实验数据)。

如要配制体积为K的清洗液,含有A组分,B组分Wl,,缓蚀剂用量为原料A的含量为Wal,相对密度为Pa;原料B的含量为%,,相对密度为pb;清洗液的相对密度为p,则各组分原料的用量为:

,b).A

A组分用量ma=一-paV(kg)

^al

B组分用量=—-pbV(kg)

⑴bi

缓蚀剂用量爪(。=a)cpV(kg)

(2)溶液配制方法清洗液配制要根据不同的组分以及缓

246小央空调沾洗技术

蚀剂的类型来确定各种原料加入的顺序„下面就几种清洗液各配制1000L的配制实例来具体说明。

1)10%的盐酸+0。3%LAN-826缓蚀剂

原料:30%的盐酸,LAN-826,清洗液相对密度由试验数据

得到,为1。050:

原料用量:

盐酸量

10%x1。050x100030%

=350kg

盐酸体积量=350/1。185=295L缓蚀剂用最=0。3%x1。050x1000=3。15kg用水体积=1000-295=705L

配制方法:先加人705L水,然后加人3.15kgLAN-826缓浊剂,待搅拌均匀后加人350kg盐酸。

2)8%的盐酸+2%氢氟酸+0.3%LAN-826缓蚀剂原料:30%的盐酸,40%氢氟酸,LAN-826缓蚀剂,清洗液

相对密度由试验数据得到,为1。020。

原料用量:

盐酸量

8%x1。020x100030%

=272kg

盐酸体积量二272/1.185=2291.

氢氟酸用量

2%x1。020x100040%

=51kg

氢氟酸体积量=51/1。123=45L缓蚀剂用量=0。3%x1。020x1000=3。06kg用水体积=1000-229-45=726L

配制方法:先加人726L水,然后加人3。15kgLAN-826缓烛剂,待搅拌均匀后加人272kg盐酸,再加人5lkg氢氟酸。

3)3%的柠檬酸+0。2%LAN-826,用氨水调pH值为3。0~

3.5=

原料:固体拧檬酸,20%氨水,0。2%LAN-826,清洗液相

第S章屮央空调沾洗方法及技能耍点247

对密度由试验数据得到,为1.012:原料用量:

拧檬酸量

1000X2%1-2%

二20kg

缓蚀剂用量=0。2%x1。012x1000=2。04kg

由经验数据可得:每立方米清洗液加氨水体积为12kg,用水体积为1000Lo

配制方法:先加人1000L水,然后加人2.04kgLAN-826缓蚀剂,待扩散均匀后加人20kg柠檬酸,同时加氨水调节PH值在3.0~3.5之间。

5.3.7清洗设备的选型

1.清洗泵站的选择

一般根据清洗对象的高度、容积和所需达到的清洗流速来选择清洗泵站。譬如,清洗中央空调采暖系统时,一般要选择高扬程清洗泵,清洗槽不要太大;如清洗换热器、管线,则需要一定的流速和流量,•般选用大流M、低扬程清洗泵;如清洗中央空调采暖锅炉,则需要选择高扬程、大流量清洗泵,而旦需要大容积的清洗槽清洗单元设备则需要选择小扬程、低流量的清洗泵站。

2。现场清洗用设备和用具的基本配备方案

1)中央空调供暖系统和采暖锅炉清洗用设备和用具可参考表5-I0c

表5-10中央空调供暖系统和采暖锅炉清洗用设备和用具

序号设备用具名称型号及规格数量额定功率AW备注

1循环泵站160~200m3/h.110-120m1套45~75包括循坏槽

酸度计1台

3浊度计1台

248中央空调消洗技术

(续)

序号设备用具名称型号及规格数量额定功率/kW备注

4酸碱滴定仪1套

5储槽10~20n?2个

6小清洗机2台4

7抽酸泵2台5一用一备

8电焊机2台

9吊具2套

10工具4套

11消防带若干

12石棉垫3mm若干

13橡胶垫3mm若干

14运输车1.5t1台

15压力表0~1MPa2泵站进出口各-

16温度计0-120X:2泵站进出口各一

17应急灯若干0.3-1

!8钢管与泵站相配套20m

19钢管若干用于配临时管线

20劳保用品若干

21其他设备根据需要而定若干

2)清洗中央空调换热器需要的设备和用具可参考表5-11。

表5-11清洗中央空调换热器需要的设备和用具

序9没备用具名称型号及规格数量额定功率/kw备注

1清洗泵30~50in3/h,20-50m1台4~15视情况而定

2小型循环槽1~5nr1个

酸度汁1台

4浊度计1台

第5章中央空调淸洗方法及技能要点249

(续)

序号设备用具名称型号及规格数量额定功率/kW备注

5酸碱滴定仪2套

6小清洗机1台4

7抽酸泵1台0.5用于添加酸.氨水等

8电焊机、气焊机各1台配临时管线

9吊具1套

10工具2套各型号扳手等

11消防带若干视水源远近而定

12石棉垫3mm若干

13橡胶垫3mm若干

14运输车1.5t1台

15压力表0~1MPa

16温度汁o~i2or

17应急灯0。1

18橡胶管与泵出u相配套60m

19劳保用品若干

3)清洗中央空调风道需要的设备和用具可参考表5-12。

表5-12清洗中央空调风道需要的设备和用具

序号设备用具名称型号及规格数量主要构成备注

1空调风管清洗机器人1运动系统、清洗系统、监视录像系统、操作控制系统清洗扫机器人外形尺寸为:500mmx230mmx160mm,车体总质量为12.5kg,行走速度,高速为10m/min,低速为8m/min

250中央空调清洗技术

(续)

序号设备用具名称型号及规格数量主要构成备注

2定量采样机器人BZD-02-021运动系统、监视录像系统、采样系统、控制系统

3大功率吸尘器HTX^OOO型1预过滤器、带式过滤器气流:带过滤器,6000m3/h发动机

4电动软轴清洗机1配备各种尺寸的工业毛刷,适合不同大小的圆形、方形管道清洗有效距离可达30m,清洗速度5~10m/min

5手持式清洗电动刷1

6竖直风管清洗装置1

5.3.8编写质量保证体系文件

质量保证体系文件是清洗工程的规范性、法律性文件。清洗工程的质量保证,应根据《质量体系——生产、安装和服务的质量保证模式》编写《质量保证手册》和《程序文件》。

质量保证应贯穿于化学清洗全过程,主要内容有管理职责,质量体系,合同评审,设计控制,文件资料控制,采购,顾客提供的产品控制,产品的标识和可追溯性,过程控制,检验和试验,检验、测量和试验设备的控制,检验试验状态不合格品的控制,纠正和预防措施,搬运、储存、包装、防护和交付,质量记录,内部质量审核,培训,服务,统计技术等。对以上内容应逐一进行规范。

第5章屮央空调沽洗//法及技能耍点251

根据质量保证体系的要求,对中央空调清洗工程的合同应进行合同评审,符合法律规定的合同才能进行施工。为确保清洗质量,应严格按质保体系的要求,由项目经理编写《质量策划书》,由技术负责人编写《质量计划书》,同时编写《清洗方案》和《施工方案》。从清洗工程的准备阶段到清洗结束,全过程都要进行质量控制。

5.3.9制定清洗方案

清洗方案的制定是清洗工程成功的关键性工作.通过本章所叙述的调研、分析、计算、选型、计划、策划之后,一套完整的实施方案基本已勾画出来,剩下的工作是将这些具体的内容写清楚,形成一整套清洗现场可具体实施的纲领性文件,清洗操作者可依据此文件进行操作和控制。

1.水系统清洗方案的制定

中央空调水系统清洗方案的细节因不同性质的工程差异性很大,没有统一的格式可套用。但是一个成功的清洗方案,应明确细致地讲清楚以下主要内容:

1)方案编制的依据。

2)清洗原因的分析。

3)需清洗设备的主要参数和清洗的范围。

4)清洗操作流程和工艺流程的设计。

5)清洗施工前的准备。

6)清洗过程的控制和管理。

7)清洗结束后的废液处理方案。

8)清洗总结方案。

9)清洗的质量标准。

10)清洗系统工艺流程图解。

11)设备和材料表。

12)清洗进度安排计划。

252中央空调清洗技术

2。通风管道清洗方案的制定

通过前期对中央空调通风管道的检查、清洗机器人的准备和清洗现场条件的勘察后,制定清洗方案。其主要内容包括以下几点:

1)总体监控计划。

2)工作范围。

3)相应的采购和工作任务。

4)施工时限。

5)工作人员数量。

6)工程进度表。

7)设备的验证。

8)工程将使用的方法。

9)使用的清洗剂。

10)安全计划。

11)其他文件。

3.编制依据及编制说明

(1)编制依据制定清洗方案时依据的标准、手册很多,例如《工业设备化学清洗质量标准》;《公共场所集中空调通风系统卫生规范》;《空调通风系统清洗规范》;《HSE手册》;《健康、安全和环境手册》;《化学清洗质量保证手册》。同时可以参考清洗单位以前类似或同一型号的中央空调设备的清洗方案、化验分析单、竣工报告等。

(2)编制说明编制说明的主要内容是根据现场调查甲方中央空调设备的大致情况,简述需要清洗的原因及达到的目的,并阐述清洗后可取得的经济效益和社会效益。

4.工程量清单及清洗范围

工程量清单是依据招标文件规定、施工设计图纸、施工现场条件和国家制定的统一工程量计算规则、分部分项工程的项目划分计量单位及其他有关法定技术标准,计算出构成工程实体的、各分部分项工程的、可提供编制标底和投标报价的实物工程量的

第S章中央空调沽洗方法及技能要点253

汇总清单。

工程量清单是编制招标工程标底和投标报价的依据,也是支付工程进度款和办理结算、估算工程量以及工程索赔的依据。

根据甲方提供的工程量清单及施工图和相关参数,在详细调查了解的基础上,确定清洗范围,并计算清洗工作量。

5.清洗前的准备工作和时间安排

(1)清洗系统的隔离和拆除在中央空调系统清洗前应将被清洗系统中不容许参与清洗的部件等拆除,拆装部分应该挂牌,表明位置=对拆下的设备附件按要求单独处理,以备清洗后安装复位。

(2)公用工程条件描述清洗工作所需要的水、电、蒸汽等条件能否满足是关系到清洗工作成败的关键和前提,因此要及早和甲方沟通、协调,确保满足清洗要求。

(3)清洗时间安排新建的中央空调设备的清洗,一般安排在试压完成后、使用前的时间内;对于使用后检修的中央空调没备的清洗,一般安排在检修完毕后、使用前的时间内。

5。3。10设计应急方案

为了防止因火灾、爆炸事故,清洗施工中的灼伤、烫伤、高空坠落、有毒有害物质泄漏事故,以及急性传染病,特大交通事故和塌方、地震等意外或自然地理事故发生而造成的重大损失,对潜在的紧急情况和意外事件应采取预防措施,制定应急预案,使紧急情况和意外事故得到快速、及时和有效地处置,保证将可能发生的损失降低到最低。

1.适用范围

适用于火灾、爆炸、地震等事故,清洗施工中的塌方、灼伤、烫伤、砸伤、高空坠落、有毒有害物质泄漏事故以及急性传染病、特大交通事故等紧急情况和意外事故的控制和处理:

2.应急反应原则

(1)总原则总原则是救死扶伤,以抢救员工生命为第一

254屮央空调玷洗技术

位.做到先抢救人员,保护环境;后抢救设备设施,:

(2)事故处理原则险情发生时,为迅速采取应急行动。避免或减少损失,应执行以下处理原则:

1)疏散无关人员,最大限度减少人员伤亡

2)阻断危险物源,防|卜二:次事故发生。

3)保持通佶畅通.随时掌握事故发展动态、

4)调集救助力量,迅速控制事态的发展。

5)准确分析现场情况,划定危险范围。现场决策,当机立断。

6)正确分析风险损失,在尽可能减少人员伤亡的前提下组织实施抢险。

7)处理事故险情时,首先考虑人身安全,其次应尽可能减少财产损失和环境汚染,按有利于恢复施工的原则组织应急行动。

5。4中央空调清洗工程实例

本节中,我们来看两则具体的中央空调清洗应用实例。

5.4.1xx市xx区机关办公大楼中央空调冷凝器的化学清洗

1.系统及设备概况

该大楼中央空调冷却水系统是敞开系统,由于受外界风沙的影响,加上北方水质硬度高的特点,冷却水在挥发的过程中不断地补水,使CaCO3、MgCO,沉淀物越积越多,从而产生了比较严重的水垢、菌藻和锈蚀,尤其是主机冷凝器内由于水分和空气的窜人,引起冷凝/蒸发系统内大量污垢的生成,导致氟里昂系统和机组冷却润滑油系统被污染,每隔2~3d润滑油即变成酱油色,必须进行更换,因而直接影响了设备的正常运行。

第5章中央空调沾洗方法及技能耍点255

2.清洗特点

(1)清洗系统材质中央空调冷凝器有两台,壳层为冷凝/蒸发系统,材质为A3碳钢,壁厚10mm,采用R11为冷媒介质;管层走冷却水,管道采用低翅片优质铜管。由于该清洗系统的材质为A3/Cu组合型材质,所以对缓浊剂的选用提出了一定的要求。

(2)清洗应控制的指标一般来说.水分是离心式制冷机组冷凝蒸发系统的大敌,系统带水将会造成如下危害:

1)水分侵入会引起mi的分解:

2H,0+CFC13——>HF+3HC1+CO2产生的11F、HC1将腐浊金属,使系统中的酸腐蚀物增加,造成R11系统的污染。

2)水分使由K1I冷却的机组润滑油乳化和分解,产生的油腻淤渣使机组润滑不良,从而造成机组转动部件受损。

3)由f机组采用R11冷却电动机线圈.R11的带水还可能造成电动机绝缘线圈被击穿

4)水分冻结可能造成“冰堵”现象,使机组外接计量仪表引管堵死3

5)在水和空气的共同作用下,系统内易发生“镀铜”现象,使铜管腐蚀穿孔,直接影响机组的使用寿命:

0+2HC1+2Cu——>2CuC]+H,0Ee+CuCl,—4'eCI,+Cu

机组运行不久,润滑油即变成酱油颜色,并每隔2~3d更换一次冷冻机油,还须频繁清洗过滤网等,从这胜现象来看.便可部分证实上述危害的发生。因此.对清洗后的没备有严格的残留指标要求:水彡25mg/L,酸分(HC1)彡2mg/L0

同时相同的精密性还体现迮:设备化学清洗过程屮,不容许有二次浮锈产生;为维持机组的负压运行,清洗后不应有任何形式的泄漏现象发生=所以这些都对清洗I艺的设计提出了较高的要求。

256中央空调淸洗技术

(3)污垢分析据上述分析,形成于冷凝/蒸发系统内的污垢,既有润滑油品及其反应产生的油泥类物质和高温分解产生的积炭,又有K11分解产生的淤渣,还有腐蚀引起的锈蚀物和镀铜产物,因此,待清洗设备的垢样成分复杂,这就要对清洗配方做出适宜的选择。

(4)清洗流程待清洗制冷机组的尺寸为4)1000x3800mm的卧式圆柱体设备。由于设备的结构只能采用横式清洗法,而冷凝/蒸发系统内管束及附件较多,因此,清洗流程的走向复杂并易出现死角,这样就给清洗工作带来一定的困难,清洗中必须对工艺予以认真考虑。

(5)清洗现场条件清洗现场无任何风源、热源,故清洗和钝化过程不能施以加热和空气搅动;现场众多的电气线路又使得清洗溶剂和干燥脱水溶剂不能采用石油类有机可燃溶剂。因此清洗剂和钝化剂必须具备常温高效的特点,干燥方式也需另寻途径。

3.清洗试验工作

(1)溶垢试验从冷凝/蒸发系统内取出的垢,外观呈黄褐色片状物,厚1.0~2.0mm从外观和质地上来看,似铁诱垢,但比水轻,不溶于水并浮在水面上:溶垢试验结果见表5-13:

表5-13几种清洗配方的溶垢试验结果(试验吋间2h)

试验号配方组成试验温度溶解情况

1-Sg/kgHCl+SOg/kg草酸室温少量溶解,溶液变成浅绿色

2150g/kgHC1室温部分溶解,溶液变成黄绿色

3150g/kgH3PO4+20g/kg对苯•.酚+50g/kg丁醇室温垢样不溶,无反应

4100g/kgHC1+20g/kgXj米。:酚+50g/kp乙二醇丁酪室温溶液变成黄绿色。优f-2号配方

第5章中央空调清洗方法及技能耍点257

(续)

试验号配方组成试验温度/t溶解情况

51OOg/kgHCl-5g/kgKF室温优于2号配方

62Og/kg水玻璃+8Og/kgH2O2+5g/kgJFC室温反应生成气泡,溶液呈黄绿色

71OOg/kgHC150溶液迅速呈黄绿色,垢样部分溶解

81OOg/kgHC1+40g/kgEDTA50效果和7号一样

由表5-13中可以看出:对垢样的溶解,HC1优于草酸和H,PO1;溶解促进剂对苯二酚、KF有-•定的促溶作用,但对ED-TA配方不明显;升温能迅速提高溶垢速度;所有试验均只能部分溶解垢样,仅靠酸洗不能达到溶垢的目的:

(2)溶解促进剂的优选溶解促进剂又称为溶解活化剂,是指在清洗液中加人少量此类药剂后能迅速加快溶垢速度的物质。

以1OOg/kgHC1为酸洗主剂,分别选用2Og/kg的对苯二酚、KF、乙醇胺和溶解促进剂M进行溶垢试验,发现各溶解促进剂的促溶效果依次排列为:促进剂M>对苯二酚>KF>乙醇胺。

(3)确定清洗除垢配方经过大量的试验,确定出如下“酸一碱”二步法除垢配方:

1)酸洗配方及工艺。10g/kgHCl+4g/kgHCI溶垢促进剂M+2Og/kg有机助洗剂K+2g/kgLX9-001,常温,清洗3~4ho

其中有机助洗剂K,是在清洗过程中通过对垢中的油类物质的增溶作用来进一步提高清洗效果。LX9-001是蓝星公司生产的缓蚀剂,其缓蚀性能见表5-14。

258中央空调清洗技术

表5-142g/kgLX9-001对酸洗配方缓蚀性能的影响

酸洗配方腐浊速度/[g/(m2•h):

A3碳钢紫铜

加LX9-0010.3890.145

不加LX9-00137.2000.228

缓浊率98.90036.400

2)碱洗配方及工艺。40g/kg碱性电解质溶液+10g/kg表面活性剂+5g/kgH:02,常温,清洗2h:

(4)钝化配方的确定鉴于R11系统运行时对杂质的敏感性,在系统内污垢全部清洗干净后必须立即进行钝化。以防二次浮锈的产生。由于清洗现场热源条件的限制,所选用的钝化配方必须是常温高效型的。

1)试验条件

①用100g/kgHC1活化标准碳钢A3试片表面数分钟:

②室温下在钝化液中浸泡

③在恒温、恒湿箱中观察试片生锈情况,记录钝化后试片维持不诱的天数

2)试验结果、常温下不同配方对碳钢的钝化效果见表5-

15

表5-15常温下不同配方对碳钢的钝化效果

序号钝化配方组成配制后溶液状况24h后试片表面状况维持七'锈吋间/d

1空白试片布满锈斑0

25g/kgNaNO2+l()g/kg三乙醇胺+16g/kg硼砂+980g/kg水均相试片光亮,为目测不可见膜24

310g/kgNaNO,+lg/kgNa3PO4+16g/kg硼砂+103g/kgOP+950g/kg水均相试汁光亮,为H测不可见膜72

第5草中央空调活洗泞法及技能耍点259

(续)

序兮钝化配方组成配制后溶液状况241i后试片表阙状况维持不锈吋间/d

420g/kgNaNO2+5g/kg苯甲酸钠+20&/kg乌洛托品+lO^kg尿素+950g/kg水均相试片光亮,为t测不可见膜>36

510g/kgMo/Cr复合钝化物+lg/kgNa?PO4-3g/kgZn(NO3O)2,其余为水有沉淀

66g/kgMo/Crg合钝化物+1g/kgNa3PO4+14g/kgNaNO3O3,其余为水均相试片光亮,为0侧不可见膜>168

76号配方中加HC1调货pH值至3.5均相金黄色膜,不如5号致密84

从表5-15中可以看出:

①不经钝化的活化碳钢试片很快产生浮锈,而经过钝化的试片均能保持一段时间的钝化状态。

②純化效果以5号和6号配方为最好,维持不锈时间均能达到72d以上;其余几种钝化液效果不如上述两种配方。

钝化液中的HC1残留对钝化成膜不利,钝化前应严格进行水冲洗。

③因5号配方中有沉淀物产生,钝化配方选用6号配方。

4。清洗的实施

(1)清洗工序

预冲洗酸洗—水冲洗-碱洗水冲洗钝化->废液处理一氮气吹扫—加热干燥q抽真空试压一>充氮气保护。

(2)清洗工艺流程简图如图5-5所示。

260中央空调清洗技术

A

1号机组3)

I

2号机组

|_____________________________________________

图5-5清洗工艺流程简图

(3)清洗步骤及过程控制

1)隔离冷媒回收系统及其他与清洗无关的系统、仪表、排空口,以防清洗液窜人。

2)按清洗工艺流程图配制好有关清洗管线待用。

3)预冲洗过程。将在清洗箱中配制好5g/kgJFC水溶液打人系统中,循环20min,并试漏后排人下水道。通过加人有润湿成分的预冲洗液,可冲洗掉系统内的游离污垢和表面浮油,改善系统内壁润湿性能,为酸洗做好准备。

4)酸洗过程。分批在清洗箱中配制好酸洗液,搅拌均匀后打入系统内进行循环清洗。为避免设备的腐蚀,在清洗开始2h后还应补加2g/kg的LX-9001。酸洗过程中需要同时进行总铁、酸度和腐蚀率的监测。酸度:30mm—次,总铁:30min—次。待酸度总铁趋于稳定后便可结束酸洗过程,共计酸洗时间4h。

5)酸洗废液处理。酸洗结束后,将废液打人6m的污水中和箱中待处理。

6)水冲洗。清洗残液排干后,用高压消防水进行20min的置换,置换水排人下水道。

7)碱洗过程。分批在清洗箱中配制好碱洗液,搅拌均匀后打人系统内进行循环清洗2h。确保碱洗过程中的设备安全。每隔20min进行一次Cu/Fe浓度的测定。

8)碱洗废液处理。碱洗结束后将废液打人中和箱中与酸洗

第5章屮央空调消洗方法及技能耍点261

废液进行中和(可用烧碱调节),调PH值至中性后排放。

9)钝化过程,按比例配好钝化液,搅拌均匀后打人系统内.循环后打人废液箱中.然后打开机组低排阀排空残液:

10)钝化液处理,先加HC1调pH值至3~4,然后加入适量的FeSO4,7H2O,不断搅拌lOmin后,废液颜色由橘红色变为暗黄色;再加人适量的NaOH调节pH值至8左右,搅拌10mm后废液为暗绿色黏稠液,加水稀释后即可排放。

11)吹扫过程。钝化结束后,用氮气吹扫掉系统内的水分和清洗残液。

12)干燥过程。用工业电热毯包裹好机组进行温控加热,同时在冷凝/蒸发系统底部辅以电炉组加热。在此期间热源实行三班制:干燥终点判断:将变色硅胶放入冷凝/蒸发系统内,通过窗口观察硅胶颜色不变色,即可结束干燥。

13)充氮气保护=取出变色硅胶,抽真空试压后,即可进行氮气保护:

5.清洗效果评价

1)化学清洗结束后打开设备,发现效果相当明显:原来附在设备器壁上的1~2mm厚的污垢基本清除,露出金属本色,初步估算除垢率达到90%以上。

2)现场清洗的成功实施,解决了生产的实际问题,提高r设备的传热效率,确保了中央空调设备的平稳、安全运行,收到了良好的技术经济效果、

5.4.2xxxx大学办公楼中央空调水系统的清洗

2009年8月,xxxx大学办公楼的中央空调水循环系统进行了全面的清洗,以下是清洗概述:

1。中央空调水系统结构概述

(1)制冷系统该中央空调制冷系统由压缩机、冷凝器、节流装置(膨胀阀和毛细管)和蒸发器四部分组成,在制冷管道内组成密闭系统,氟里昂在密闭系统内不断循环流动.发生状

262屮央空调清洗技木

态变化与外界进行热交换,流程图如图5-6所示

图54氟电昂戊制冷系统内的流程图

(2)冷却水系统空调冷却水系统由储水池、油冷器、冷凝器、凉水塔、补水管等组成,如图5-7所示。水在冷凝器管程内流动,制冷剂在壳程外流动进水水温为32-35T,出水水温为421。储水池在楼层底部,容积为18n?。油冷器的作用是将制冷压缩机内的润滑油降温,防止温度过高结焦。,凉水塔在楼层顶部并没有•细补水符。由浮球阀进行自动给水控制,

图5-7空调冷却水系统

(3)冷冻水系统空凋冷冻水系统如图5-8所示,由给水泵、蒸发器、加热器、风机盘管等几部分组成。空调的冷冻水没汁温度为2~81,由于结垢的原因,清洗前出水水温为5~81,回水水温51。一般来讲,出水水温<10T基本就能满足房间的制冷要求。加热器在冬天的时候,通过蒸汽加热可用于房间的供

第5章中央空调清洗方法及技能要点263

热取暖。布置在各房间内的风机盘管由通风机和换热排管组成,风机盘管的盘管由钢管串钢片组成,传热性好,冷热兼用、夏季,风机盘管里面通以冷冻水可以作冷却盘管,对空气进行降温去湿处理;冬季通过加热器加热的热水可对室内循环空气进行加热处理。

房间风机盘管部分

;--1蒸发器|--

-——|蒸发器|——■

•|蒸发器|----

图54空调冷冻水系统

2.垢样分析

中央空调的冷水机组每次采样测定的间隔不少于30屯为了选择合适的清洗液,对冷却水机组、冷冻水机组进行了

取样分析,结果见表5-16。

表5-16垢样分析结果(《,)(%)

取样点酸不溶物Fe2Oj+Fe304CaOMgOCuO总含量

冷冻水系统4.260.613.85.28.892.6

冷却水系统12.548.222.25.44.893.1

经分析,初步确定冷冻水系统垢物主要为Fe2O,、Fe,04、碳酸盐垢及少铜垢;冷却水机组垢物主要为Fe:O,、F>,04、碳酸盐垢及生物黏泥、

3.冷却器清洗方法的选用

这里选用化学清洗法,因为手工法劳动强度大,机械法易损

264中央空调清洗技术

坏冷却器的焊口和胀口,而且只适用于钢制冷却器,不适用于铜制冷却器。化学清洗法操作简单、方便、腐蚀率低、消除积垢最彻底,因此选用化学清洗法。

4。清洗液的配制

盐酸不仅清洗效果良好,而且经济实惠,盐酸清洗机理见表

5-17,表5-17盐酸清洗机理

溶解作用CaCO3+2HC1―>CaCl2+C02+H20

剥落作用Fe2O3+6HC1—>2FeCl3+3H2O

气掀作用co2气体逸出对难溶垢层有一定掀动力,使之脱落下来

疏松作用掺杂在垢物中的铁的氧化物、碳酸盐溶解后,残留的垢物变得疏松,被酸洗液冲刷下来

由于冷却器管程内管道为紫铜管,连接方式为焊接而非胀接,房间内换热排管部分很细(12。7mm),管壁薄,鉴于此种情况,清洗液浓度配合比选在4%~5%(质量分数),清洗时间为6h,以免造成过洗或洗漏。为防止镀铜现象的产生,可加人少量硫脲。

Cu2++2(NH2)2CS+2HC1—<CS(NH2)2Cu(NHJ2CS]C1,+2H^清洗液确定为盐酸+缓蚀剂+硫脲

5.Fe3+在中央空调清洗中的应用

垢样分析结果表明,中央空调垢物所含Fe:()3、Fe,04Ar很大的比例,随着清洗时间的延长,清洗液中Fe3+含量会越来越多=由于Fe3+是••种良好的阴极去极化剂,当它被还原的时候,基体铁也就被腐蚀下来,反应式如下所示:

2Fe3++Fe(基体)一>3Fe2"

阳极反应Ee-^Fe"+2e

阴极反应Fe,++e>2Fe?+

由以上反应式可知,随着反应时间的增加,Ke,+,含量

第s章屮央空调清洗方法及技能要点265

会越来越咼,如图5-9和图5-10所示c

2/3111)/-0

0000


tfh'/h

图5-9Fe3+浓度随吋间的变化图5-10Fe2+浓度随时间的变化

当Fe3+、Fe2+浓度趋于稳定时,可认为酸洗已基本结束。如果继续进行下去,则Fe3+*度又将升高,这时就产生了过洗现象。所以清洗中监测Fe3+浓度显得很重要,当Fe3'>500mg/L时,适量添加一些还原剂SnCl2、Na:S04以抑制基体铁的腐蚀。F3+含量最高不得超过1500mg/L;通过分析检测Fe3\Fe2+含量,还可判断在清洗过程中是否有过洗现象。

6.清洗时的注意事项

1)空调房间换热排管管径为12.7mm.—个回路同时串联4~5个房间.清洗时易引起堵塞,给后续工作带来麻烦,所以清洗系统设计时尽可能分成几个部分,逐段清洗。

2)清洗冷冻水系统所用的耐酸泵为空调机房内的2台给水泵,流量为100m3,扬程为34m,为避免造成死角,清洗时可交替使用,效果会更好。

3)空调房间内风机盘管最大的缺点是漏水有些接头存在的细微渗漏处被垢堵塞,当淸洗液进入管道内问垢纪接触反应后很可能被冲通,清洗液将会滴在顶棚吊顶上,破坏了建筑物表面,影响美观因此,在清洗冷冻水系统时要求淸洗人员加强检

266中央空调清洗技术

查,经常巡视各房间,遇到泄漏及时处理。

7。清洗效果评价

此次清洗彻底清除了办公楼中央空调内部的铁锈、水垢及安装期间余留的泥沙等悬浮物,解决了空调房间内换热排管与风机盘管堵塞问题;维护了中央空调的正常运行,使其恢复了原有的风貌。

扫一扫在手机上阅读本文章

快三 快三投注网 快三网上购买 诚信网投开户 天津福利彩票网 快三网上购买 快3投注 快三网上投注 状元彩票平台 快赢彩票登陆