• <big id="q5gar"></big>
      <wbr id="q5gar"><legend id="q5gar"></legend></wbr>

      <dd id="q5gar"></dd>

      格瑞戴西Greendash

      24小時手機咨詢上海保潔公司24小時熱線 18221844698

      上海保潔公司電話   400-6167527

      中央空調清洗技術

      發布時間:2019-04-01 10:42
      作者:格瑞戴西

      進入21世紀以來,隨著我國國民經濟的持續發展以及人民生活水平需求的不斷提高,中央空調已被廣泛地應用于工業及民用建筑設施當中,極大地改善了人們的生產及生活環境。

      中央空調的廣泛普及與應用,同時也帶動了相關清洗業的發展。目前在我國,中央空調清洗市場前景非常廣闊。但由于種種原因,中央空調清洗業還很不規范,各種相關制度及行業標準都亟待健全,市場上關于中央空調清洗類的指導書籍更是鮮有佳I基于此,我們根據多年的研究和清洗實踐經驗,編寫了本書。

      中央空調清洗技能是一門集空氣調節、設備維護、水處理、樣品化驗、藥劑理論、環境保護、機械操作等知識為一體的綜合技能。本書正是從這幾個方面出發,力求做到綜合性、系統性和實用性,可作為中央空調清洗從業人員和中央空調設備維護、管理人員學習參考書,也可供高職高專院校相關專業人員參閱。

      本書共分5章,第1章簡要介紹中央空調的分類、結構及運行原理;第2章主要就中央空調系統主要結構部件做具體的講解;第3章具體分析中央空調系統污垢的成因及危害;第4章主要就中央空調清洗所用的化學藥劑以及清洗設備作具體的講解;第5章重點介紹中央空調水系統和通風系統的清洗方法、技能要點以及清洗方案的設計與制定。

      本書由趙興平主編,王時軍、王天雨、鄭招弟、朱軍參與編寫。

      由于編者水平所限,書中不足之處,敬請廣大讀者給予批評指正。

      目錄

      .iJ-—1—

      刖自

      第1章中央空調的概念、分類及運行原理.............1

      1.1空氣調節的相關概念..................1

      1.2中央空調系統的分類、結構及運行原理..........1

      1.2+1中央空調系統的分類...............1

      1.2.2中央空調系統的組成及運行原理..........5

      第2章中央空調系統主要結構部件...............18

      2.1中央空調系統冷、熱源...............18

      2.1.1中央空調系統的冷源和熱源...........18

      2.1.2壓縮式冷水機組...............21

      2.1.3吸收式冷水機組...............29

      2.1.4水源熱泵機組................39

      2.2中央空調水系統及設備................42

      2.2.1冷卻水系統及設備.............42

      2.2.2冷凍水系統及設備..............54

      2.3中央空調系統熱濕處理設備..............69

      2.3.1空氣處理設備................69

      2.3.2空氣質量控制及凈化設備...........81

      2.3.3空氣輸送設備................84

      2.3.4空氣分配設備.................90

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害.............91

      3.1中央空調水系統的污垢和腐濁............91

      3.1.1中央空調冷卻水系統生成的污垢.......91

      目錄v

      3.1.2中央空調冷卻水系統的金屬腐蝕..........99

      3.1.3中央空調循環水系統污垢、腐濁的危害......113

      3.2中央空調通風系統的污染.................114

      3.2.1中央空調通風系統污染物的來源..........114

      3.2.2造成中央空調通風系統污染的原因.........115

      3.2.3中央空調通風系統污染的危害...........120

      3.3中央空調水系統垢樣的采集、儲存及鑒別..........121

      3.3.1中央空調水系統垢樣的采集和儲存.........121

      3.3.2中央空調水系統垢樣的鑒別............121

      3.4中央空調通風系統污染的檢測...............130

      3.4.1中央空調風道系統積塵量的檢測........131

      3.4.2中央空調通風系統微生物的檢測..........133

      3.4.3中央空調送風中細菌總數的檢測..........134

      3.4.4中央空調送風中真菌總數的檢測..........134

      第4章中央空調清洗藥劑、設備及工具..............136

      4.1中央空調水系統水處理、化學清洗藥劑.........136

      4.1.1中央空調水系統水處理藥劑..........136

      4.1.2中央空調清洗工程常用的化學清洗藥劑.......148

      4.2中央空調通風系統清洗設備及工具............176

      4.2.1機器人清洗系統................176

      4.2.2各種配套設備..................178

      第5章中央空調清洗方法及技能要點..............184

      5.1中央空調水系統的清洗...............184

      5.1.1循環水系統的停機清洗.............184

      5.1.2循環水系統的不停機清洗...........190

      5.1.3制冷劑系統的化學清洗.............192

      5.1.4中央空調化學清洗過程中的分析監測.......193

      5.1.5中央空調化學清洗效果的評價.........214

      5.1.6中央空調水系統清洗實例............224

      5.2中央空調通風系統的清洗.................229

      VI中央空調請洗技術

      5.2.1風道清洗流程..................229

      5.2.2通風系統的消毒..................232

      5.2.3風道清洗現場的環境保護..............237

      5.3中央空調清洗方案的設計與制定.............237

      5.3.1中央空調清洗方案設計與制定的一般流程......237

      5.3.2確定清洗時機...................238

      5.3.3對清洗對象進行調研和分析.............240

      5.3.4設計清洗方案.................242

      5.3.5估算清洗設備的容積和面積.............243

      5.3.6計算清洗原材料..................243

      5.3.7清洗設備的選型..................247

      5.3.8編寫質量保證體系文件...............250

      5.3.9制定清洗方案...................251

      5.3.10設計應急方案................253

      5.4中央空調清洗工程實例.................254

      5.4.)xx市xx區機關辦公大樓中央空調冷凝器的

      化學清洗......................254

      5.4.2xxxx大學辦公樓中央空調水系統的清洗.261

      參考文獻

      267

      第1章中央空調的概念、分類及運行原理

      對于中央空調,我們并不陌生,它是日常生產與生活中所應用的一種空氣調節、空氣處理設備。這里,旨先來概要了解中央空調的分類、結構及工作原理。

      1.1空氣調節的相關概念

      空氣調節,是一種用人為的方法處理室內空氣的溫度、濕度、潔凈度和氣流速度的技術,可使某些場所獲得具有-定溫度和一定濕度的空氣,以滿足使用者及生產過程的要求,改善勞動衛生和室內氣候條件。

      中央空調,是由一臺主機通過風道過風或冷熱水管接多個末端的方式來控制不同的房間,以達到室內空氣調節目的的空調。

      1.2中央空調系統的分類、結構及運行原理

      上一節中,我們大致了解r空氣調節的相關概念,并對中央空調有了簡單的認知。本節中,來簡要了解中央空調系統的分類、結構及運行原理。

      1.2.1中央空調系統的分類

      中央空調系統一般由冷熱源部分、空氣處理部分、空氣輸送及分配部分、冷熱媒輸送和自動控制部分等組成。在工程中,由于空調場所的用途、性質、熱濕負荷等方面的要求不同,空調系統可分為許多種類=

      2中央空調清洗技術

      1.按使用目的分類

      (1)舒適性中央空調舒適性中央空調要求溫度適宜,環境舒適,對溫度、濕度的調節精度無嚴格要求,多用于住房、辦公室、影劇院、商場、體育館、汽車、船舶、飛機等。

      (2)工藝性中央空調工藝性中央空調對溫度的調節精度、空氣的潔凈度要求都較高,多用于電子器件制造車間,精密儀器、計算機機房和生物實驗室等。

      2.按處理設備的情況分類

      (1)集中式空調系統集中式空調系統是指空氣處理設備和送、回風機等集中設在空調機房內,通過送、回風管道與被調節的空調場所相連,對空氣進行集中處理和分配。

      集中式空調系統的優點和缺點見表1-1。

      表1-1集中式空調系統的優點和缺點

      1)空氣處理設備和制冷設備集中布置在機房內.便于集中管理和集中調節

      2)過渡季節可充分利用室外新風,減少制冷機運行時間

      3)可以嚴格控制室內溫度、濕度和空氣潔凈度

      4)對空調系統可以采取有效的防振消聲措施

      5)使用壽命長

      1)機房面積大,層高釋高,風管布置復雜,占用建筑空間較多,安裝工作量大,施工周期較長

      2)對于房間熱濕負荷變化不一致或運行時間不一致的建筑物,系統運行不經濟

      3)風管系統各支路和風口的風量不易T衡.各房間由風管連接,不易防火

      (2)半集中式空調系統半集中式空調系統是指送人空調房間的新風由空調機房集中處理,空調房間內的空氣由分散在房間內的裝置處理的系統。

      第1章屮央空調的概念、分類及運行原理3

      半集中式空調系統適用于空氣調節房間較多,且各房間要求單獨調節的建筑物C

      (3)分散式空調系統分散式空調系統是將冷熱源和空氣處理設備、風機以及自控設備等組裝在一起的機組,分別對各被調房間進行調節。這種機組一般設在被調房間或其相鄰室內,因此不需要集中空調機房。分散式系統使用靈潔,布置方便,但維修工作量較大,室內衛生條件有時較差。

      常用的分散式空調機組有:

      1)恒溫恒濕機組。它能自動地調節空氣的溫濕度,維持室內溫濕度恒定。

      2)普通空調器。有窗式、分體式和柜式空調器等幾種形式。它與恒溫恒濕機組的差別在于無自動控制和電加熱、加濕設備,只是用于房間降溫除濕。

      3)熱泵式空調器。有窗式和柜式等幾種形式。該機組夏季用來降溫,冬季用來加熱。

      3.按負擔室內熱濕負荷所用的工作介質分類

      (1)全空氣式空調系統全空氣式空調系統是指空調房間的室內熱濕負荷全部由經過處理的空氣來承擔的空調系統。它利用空調裝置送出風調節室內空氣的溫度、濕度。由于空氣的比熱容小,用于吸收室內余熱、余濕的空氣需求量大,所以這種系統要求的風道截面面積大,占用建筑物空間較多,

      (2)全水式空調系統全水式空調系統是指全部由經過處理的水負擔室內熱濕負荷的系統。它是利用冷凍機處理后的冷凍水(或鍋爐制出熱水)送往空調房間的風機盤管中對房間的溫度、濕度進行調節的。

      由于水的比熱容及密度比空氣大,所以全水式系統的體積較全空氣式系統小,能夠節省建筑物空間.但它不能夠解決房間通風換氣的問題。

      (3)空氣-水式空調系統空氣-水式空調系統是指由經過處理的空氣和水共同負擔室內熱濕負荷的系統:該系統典型裝置是

      4中央空調清洗技術

      風機盤管加新風系統。它既可解決全水式系統無法通風換氣的困難,又可克服全空氣系統要求風道截面面積大、占用建筑空間多的缺點。

      (4)制冷劑式系統制冷劑式系統直接以制冷劑作為吸收房間空氣熱濕負荷的介質。它利用直接蒸發的制冷劑吸熱來達到調節室內溫度、濕度的目的。

      4.按系統風量的調節方式分類

      (1)定風量系統普通空調系統的送風量是全年固定不變的,并a按房間最大熱濕負荷確定送風量,稱為定風量系統。實際上房間熱濕負荷不可能經常處于最大值,而是在全年的大部分時間低于最大值。當室內負荷減少時,定風量系統靠提高送風溫度來維持室內溫度的恒定。這樣既浪費熱量,又浪費冷

      ±3.

      Mo

      (2)變風量系統由于空調房間的負荷是逐時變化的,如果能采用減少送風量(送風參數不變)的方法來保持室內溫度不變,則不僅節約了提高送風溫度所需的熱量,而且還由于處理風量的減少,降低r風機功率電耗以及制冷機的制冷量。這種系統的運行費用相當經濟,對于大容量的空調系統尤為顯著。

      5.按集中式空調系統處理的空氣方式分類

      (1)循環式空調系統循環式空調系統也稱為全封閉式空調系統。循環式空調系統中,空調機組所處理的全部是再循環空氣(室內回風),不補充新風。

      循環式空調系統能耗小,但由于沒有新風補充,因此只適于在無人的環境中使用。

      (2)直流式空調系統直流式空調系統中,空調機組所處理的空氣全部為新風??照{處理裝置送入房間內的空氣進行熱濕交換后,全部排到室外。

      直流式空調系統衛生條件好,但能耗大、經濟性差,適用于散發有害氣體、不宜使用回風的場所。

      (3)一次回風系統一次回風系統中,空調機組所處理的

      第1章中央空調的概念、分類及運行原理5

      是由新風和循環空氣(室內回風)混合的氣體。它在空調箱內設有一個新、回風混合室,新風量最小占總風量的10%。-次回風系統應用較為廣泛,被大多數中央空調系統所采用。

      (4)二次回風系統二次回風系統是在一次回風系統的基礎上將室內回風分成兩部分分別引入空調箱中,一部分回風在新、回風混合室混合,另一部分進人第二混合室與一次混合室出來后經過處理的氣體混合。

      二次回風系統較一次回風系統更為經濟、節能。

      1.2.2中央空調系統的組成及運行原理

      1.集中式空調系統

      集中式空調系統屬于典型的全空氣系統,是中央空調工程中最常用的系統之一。

      集中式空調系統的結構組成包括以下幾個部分。

      U)進風部分空調系統必須引人室外空氣,常稱為“新風”。新風量多少主要由系統的服務用途和衛生要求決定。新風的人口應設置在其周圍不受污染影響的建筑物部位。新風口連同新風道、過濾網及新風調節閥等設備,組成空調系統的進風部分。

      (2)空氣處理設備空氣處理設備是對空氣進行過濾,以及各種熱濕處理、潔凈度處理的主要設備=包括空氣過濾器、預熱器、噴水室、再熱器等。

      (3)空氣輸送設備空氣輸送設備的作用是將經過處理的空氣按照預定要求輸送到各個空調房間,并從房間內抽回或排出一定量的室內空氣。它包括送風機、回風機、風道系統,以及裝在風道上的風道調節閥、防火閥、消聲器、風機減振器等配件。

      (4)空氣分配裝置空氣分配裝置的作用是合理地組織室內氣流,以保證工作區內有均勻的溫度、濕度、氣流速度和潔凈度。它包括設在空調房間內的各種送風口和回風口。

      6中央空調清洗技術

      (5)其他設備和裝置除了上述四個主要部分以外,集中空調系統還有冷源、熱源以及自動控制和檢測系統。

      2.直流式空調系統

      集中式空調系統主要有三種:直流式空調系統、一次回風式空調系統、=次回風式空調系統。這里先來了解直流式空調系統的組成及工作原理。

      直流式空調系統全部使用室外新風,空氣從百葉柵進人,經

      圖1-1直流式空調系統

      1一百葉柵2—空氣過濾器3—預加熱器4一前擋水板5—噴水排管及噴嘴6—再加熱器7—風機

      (1)直流式空調系統的夏季處理過程直流式空調系統的夏季處理過程如下:

      室外空氣狀態為夂,)的新風經空氣過濾器過濾后進人噴水室冷卻去濕達到機器露點狀態£x(/、,<,)(習慣上稱相對濕度為90%~95%的空氣狀態為“機器露點”狀態),然后經過再熱器加熱至所需的送風狀態點久(心、,</(,x)送人室內,在空調房間吸熱吸濕后達到狀態'(/^,d、),然后全部排出室外。整個處理過程可以寫為:

      ?降溫,加熱ps..

      乂+排出室外

      上述處理過程在圖上的表示如圖l-2a所示。

      第1章屮央空調的概念、分類及運行原理7

      a)

      圖1-2直流式空調系統空氣處理過程a)夏季處理過程b)冬季處理過程

      (2)直流式空調系統的冬季處理過程冬季室外空氣一般溫度低,含濕量小,要把這樣的空氣處理到送風狀態必須進行加熱和加濕處理。直流式空調系統的冬季處理過程如下:

      室外空氣狀態為%的新風經空氣過濾器過濾后由預加熱器等濕加熱到%(心;,,</&)點(IF,]應當位于送風狀態點機器露點k的等焓線上),然后進人噴水室絕熱加濕處理到心點,再從Ld點經再加熱器加熱至所需的送風狀態點送入室內,在空調房間放熱達到狀態點%后被排出室外。整個處理過程可以寫為:

      等濕m,絕熱,等濕nM°d

      —?排出室外

      上述處理過程在U圖上的表示如圖l-2b所示。

      3.一次回風式空調系統

      回風式空調系統有兩種:①一次回風式空調系統,是在噴水室或表面式冷卻器前同新風進行混合的空調房間回風;②二次回風式空調系統,是與經過噴水室或表面式冷卻器處理之后的空氣進行混合的空調房間回風。

      一次回風式空調系統如圖1-3所示。

      8中央空調清洗技術

      8

      圖1-3-次回風式空調系統

      1一新風U2—空氣過濾器3—電極式預加熱器4一表面冷卻器5—排水口再加熱器7—風機8—精加熱器

      (1)一次回風系統的夏季處理過程一次回風系統的夏季處理過程如下:

      室外空氣狀態為%(心、,‘的新風與來自空調房間狀態為N人h',4;)的回風混合至4,)后進人噴水室冷卻去濕達到機器露點狀態£x(Ak>,d,J,然后經過再加熱器加熱至所需的送風狀態久(A。、,屯,)送人室內吸熱、吸濕,當達到狀態N人h、,心,)后部分排出室外,部分進入空氣處理系統與室外新鮮空氣混合,如此循環。整個處理過程可以寫為:

      混合:廣冷卻/等溫£一

      -排出室外

      回風

      上述處理過程在U圖上的表示如圖]4a所示。

      一次回風式空調系統在噴水室內處理空氣所需的冷量(?。為

      Qo=G(/iCs-h、)

      式中隊——處理室所需冷量(kW);

      G-系統送風量(kg/s);

      、--混合后空氣的熔(kj/kg);

      第1章中央空調的概念.分類及運行原理9

      \—噴水室后空氣狀態的焓(kJ/kg)0

      圖一次回風空調系統空氣處坤.過程a)夏季處理過程b)冬季處理過程

      (2)一次回風系統的冬季處理過程一次回風系統的冬季處理過程如下:

      冬季室外空氣狀態為么^的新風與室內空氣狀態為M(hd,么)的回風混合至狀態C/、,<?),進人噴水室絕熱加濕(噴循環水)到狀態點id(\d,<?),再經再加熱器加熱至送風狀態Od(AUd,Ad)送入室內。在室內放熱散濕達到室內設計的空氣狀態點久(、、,</Nd)后,一部分被排出室外,另一部分進人空氣處理系統與室外新風混合,如此循環。整個處理過程可以寫為:

      絕熱等濕

      d?Fs

      排出室外

      上述空氣處理過程在圖上的表示如圖14b所示。一次回風系統冬季所需的加熱量為

      <?i=G(/iOd-ALj)

      式中*-----次回風冬季系統所需熱量(kW);

      G-冬季送風量(kg/s);

      10中央空調請洗技術

      hOj-冬季送風狀態的熔(kj/kg);

      /!,,—冬季處理過程中機器露點的焓(kj/kg):

      4.二次回風式空調系統

      二次回風式空調系統是采用第二次回風代替再加熱器,如圖

      圖1-5二次回風式空調系統

      1一新風口2—過濾器3—一次回風管4一一次混合室5—噴霧室6—:次冋風管7■-二次混合室8—風機9一電加熱器

      (1)二次回風空調系統的夏季空氣處理過程二次回風空調系統的夏季空氣處理過程如下:

      夏季室外空氣狀態為么,)的新風與室內空氣狀態為;</、,)的第一次回風混合至狀態<,),進人噴水室冷卻除濕后到機器露點狀態4(d'J,然后再與狀態為N人h',么,)的第二次回風混合至送風狀態O,(A。,,送人空調房間吸熱吸濕,當達到狀態4,)后部分排出室外,部分進入空氣處理系統進行混合,如此循環。整個處理過程可以寫

      為:

      第一次冷卻

      /混合-'去濕'\第二次-0、」-.\、1一排出室外

      T

      回風

      第1章中央空調的概念、分類及運行原理11

      上述處理過程在/w/圖上如圖1七所示。

      圖14二次回風空調系統夏季空氣處理過程

      二次回風空調系統在噴水室內處理空氣所需的冷量隊為

      <?0=(hc-h

      式中<??!幚硎宜枥淞?kW);

      G,—新風與第一次回風的總風量(kg/s);hCt——混合后空氣的焓(kj/kg);h、—噴水室后空氣的焓(kj/kg)。

      (2)二次回風空調系統的冬季處理過程一般而言,冬季送風量與夏季相同。在冬季較寒冷的地區,室外新風與回風按最小新風比混合后,其焓值仍低于送風所需的機器露點的焓值,此時就要用預加熱器加熱第一次混合后的空氣,使其焓值等于A,.d,再送至噴水室絕熱加濕,最后與第二次回風混合再加熱至送風狀態久送人空調房間。整個處理過程可以寫為:

      加熱絕熱

      排出室外


      上述過程可在A-rf圖上如圖1-7a所示。

      12中央空調渚洗技術

      a)

      b)

      [冬H-7S次回風空調系統冬季空氣處理過程a)冬季空氣處理過程b)嚴寒空氣處理過程

      預熱器的加熱量為

      <?i=Gi(/li,J_Acd)

      再熱器的加熱量^為Qi:

      如果在嚴寒地區,就需要采用先加熱新風再與第一次冋風混合的系統、這種方法的送風狀態%、機器露點狀態。與上面相同,不同之處在于預熱器的位置和它的加熱量。被預熱后的新風%與第一次回風混合后的焓值Acd應等于機器露點狀態的焓值hljZ這種方案的空氣處理過程如圖l-7b所示,可以寫為:

      ?,預熱

      仆d—仆d

      、第一次_c絕熱

      V混合’加濕d\第二次冉熱、£

      ?-排出室外

      回風

      預熱器的加熱量仏為

      Q\二Q("%-九wd)

      式中Cw——新風風量(kg/s)。

      再熱器的加熱量么為

      Q2-G(hOd-hCi)

      第1煢中央空調的概念、分類及運行原理13

      5.雙風道空調系統

      雙風道空調系統采用兩根風管,一根稱為冷風風管,另一根稱為熱風風管:兩根風管中的空氣設計有各自的參數,在各個房間的送風口前的混合箱內,按房間所需要的空氣參數進行混合,使其送風量和送風狀態能滿足各個房間的需要。

      (1)系統結構雙風道空調系統一般為一次回風的方式,風管形式為兩送一回1雙風道空調系統如圖1-8所示。

      I?)1-8雙風道空調系統

      1一空氣過濾器2—空氣冷卻器3—擋水板4一■級空氣加熱器

      5—離心式或軸流式風機6—■級空氣分配室7—二級空氣冷卻器8—二級空氣加熱器9一空氣加濕器10—二級空氣分配室II-.級送風管12—'級送風管13—誘導管14一'次冋風15—調風門

      在雙風道空調系統中,加濕器設置在冷風風管上或總風管上。若在熱風管上設加濕器,則將導致冬季玻璃窗面的結露。

      雙風道空調系統混合箱是

      一個關鍵設備,其結構示意圖如圖1-9所示。

      混合箱是用室內溫度控制器來改變冷風及熱風比例的。它有兩種功能:

      1)能根據房間負荷變化自動調節冷熱風比例,以滿足

      ?14中央空調清洗技術

      室內空調參數要求。

      2)當其他房間調節冷風與熱風的比例時,造成的系統壓力變化不至于引起本房間送風量的變化。

      混合箱的造價較高,在工程中可采用幾個風口,或一個空調區用0個混合箱。

      (2)系統工況參數雙風道空調系統通常采用的工況參數如下:

      冷風溫度全年為12~14丈。

      夏季熱風溫度比室溫高3T。

      冬季熱風溫度為35~4513過渡季節熱風溫度為25-35^3熱風量占總風量的50%-70%0

      6.變風量空調系統

      變風量空調系統(VariableAirVolume,簡稱VAV)的工作原理如圖1-10所示。

      空調系統變風量末端裝_____m_____

      置的工作原理如下:J1

      當空調送風通過VAVVAV*-?,I

      末端時,借助于房間溫控

      過濾冷卻盤管

      VAV末端

      I預熱盤管VAV風機

      器,控制末端進風口多個調新節風閥的開閉,以不改變送

      風溫度、改變送風量的方變風量空調系統的工作原理'法,來適應空調負荷的變化。送風量隨著空調負荷的減少相應減少,這樣可減少風機和制冷機的動力負荷。

      當系統送風量達到最小設定值,仍需要調整室內空氣參數時,可直接通過加熱器再加熱,或起動一臺輔助機吸取吊頂中的回風,送人末端機組內,與冷氣流混合后一起通過加熱器再加熱后送人房間,達到維持室內空氣參數的目的

      7.風機盤管式空調系統

      風機盤管式空調系統(簡稱風機盤管機組)屬于空氣-水式

      第1章中央空調的概念.分類及運行原理15

      空調系統,是由風機、盤管、表面式熱交換器和過濾器等部件組裝成一體的空氣調節設備、

      (1)風機盤管機組的分類風機盤管機組的分類見表1-2。

      表1-2風機盤管機組的分類

      分類方法形式說明

      按結構形式分類立式暗裝時可安裝在窗臺下,出風口向上或向前;明裝時可放在室內任何適宜的位置上,出風口向L:、向前或向斜上方均可

      臥式一般要與建筑物結構協調,暗裝在建筑結構內部,出風口一般向下或左右偏斜

      按安裝形式分類明裝直接擺放在空調房間內

      暗裝安裝在建筑結構的頂棚屮

      按進水方向分類左進水風機盤管的人水口在左側

      右進水風機盤管的人水口在右側

      按調節方式分類風量調節通過調節風機盤管中風機的轉速,達到調節風機盤管制冷量的目的

      水量調節通過調節風機盤管中風機的水流量,達到調節風機盤管制冷量的目的

      (2)風機盤管機組的結構如圖1-11所示,風機盤管機組由風機、風機電動機、盤管、空氣過濾器、凝水盤和箱體等部件構成。風機盤管在調節方式上,一般采用風量調節、水量調節和旁通風門調節三種調節方式。

      1)風機。風機盤管機組的風機有離心式和貫流式兩種形式。風機的風量為250~2500m3/h。

      2)風機電動機:電動機一般采用單相電容運轉式電動機,通過調節輸入電壓來改變風機電動機的轉速,使風機具有高、中、低三擋風量,以實現風量調節的目的。

      3)盤管。盤管一般采用的材料為純銅管,用鋁片作其肋片

      16中央空調清洗技術

      (又稱為翅片)。銅管外徑一般為10mm,壁厚0.5mm左右,鋁片厚度為0.15~0.2mm,片距2-2.3mra左右。

      盤管的排數有兩排、三排和四排等類型。

      圖1-11風機盤管的結構示意圖a)立式風機盤管b)臥式風機盤管1一控制器2—電動機3、5—箱體4一風機6—盤管7—出風格柵8—凝水盤

      4)空氣過濾器??諝膺^濾器一般采用粗孔泡沫塑料、纖維織物或尼龍編織物等材料制作。

      (3)風機盤管空調系統的新風供給方式風機盤管空調系統的新風供給方式如圖1-12所示。

      1)采用房間縫隙自然滲入供給新風。如圖l-12a所示,風機盤管處理的只是空調房間中的循環空氣。采用此種空氣處理方法,可使系統的初投資和運行費用都比較低,但空調房間內空氣的衛生要求難以保證。

      2)從風機盤管背面墻洞引人新風。如圖l-12b所示,將風機盤管靠外墻安裝,在外墻上開一適當的洞口,用風道與風機盤

      第1章中央空調的概念.分類及運行原琿17

      管相連接,從室外側直接引入新風。在冬夏季按最小新風羞運行,在春秋過渡季節加大新風量的供給。

      3)采用獨立的新風系統供給新風。如圖l-12c、d所示,把來自室外的新風經過處理后,通過送風管道送人各個空調房間,使新風也負擔一部分空調負荷=

      圖1-12風機盤管的四種新風供給方式a)室外滲人新風b)新風從外墻洞口引人c)獨立的新風系統(上部送人)d)獨立的新風系統送人風機盤管

      采用獨立的新風供給系統時,做法是將風機盤管的出風口和新風系統的出風口并列,外罩一個整體格柵,如圖1-12C所示,使新風與風機盤管的循環風先混合,然后再送人空調房間內。

      圖l-12d所示的做法是將處理后的新風先送人風機盤管內部,使新風與風機盤管的回風混合后再經過盤管,此時新風與回風混合的效果比機外混合的效果要好,是一種比較理想的空氣處理方式。

      第2章中央空調系統主要結構部件

      在第1章中,我們對中央空調系統的結構組成有了一個大致的r解??傮w而言,中央空調系統一般都包括冷熱源、冷(熱)水系統和空氣調節系統等三個基礎組成部分。下面我們來對這三個基礎部分做具體的了解=

      2.1中央空調系統冷、熱源

      中央空調的工作,在夏季必須要有充足的冷源,在冬季必須要有充足的熱源。

      2.1.1中央空調系統的冷源和熱源

      1.冷、熱源

      (1)冷源中央空調的冷源分為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過制冷機獲得冷量,目前主要采用人工冷源,

      (2)熱源中央空調的熱源也分為自然的和人工的兩種3自然熱源指太陽能和地熱,它的使用受到自然條件等多方面的限制,因而使用并不普遍。人工熱源指通過燃煤、燃氣、燃油鍋爐或熱泵機組等產生熱量。目前主要采用人工熱源。

      2.冷水機組

      制冷機組.即把壓縮機、輔助設備及附件緊湊地組裝在一起、專供各種用冷目的使用的整體式制冷裝置,

      制冷機組具有結構緊湊、外形美觀、配件齊全、制冷系統的流程簡單等特點_機組運到現場后只需簡單安裝.接上水、電即

      第2章中央空調系統主要結構部件19

      可投入使用、不僅選型設計和安裝調試大為簡捷,節省占地面積,而且操作管理也方便,在很大程度上提高了設備運行的可靠性、安全性和經濟性。因此,在工程設計中應優先選用制冷機組。

      采用水作為被冷卻介質的制冷機組稱為冷水機組。目前,空調工程中應用最多的是蒸汽壓縮式冷水機組和溴化鋰吸收式冷水機組。

      (1)冷水機組的分類冷水機組的分類見表2-1。

      表2-1冷水機組的分類

      分類方法類型

      按壓縮機的形中央空調使用的壓縮機有活塞式、螺桿式和離心式::種,以活

      式分類塞式壓縮機為最多

      按冷凝器冷卻方式分類可分為水冷式、風冷式和蒸發冷卻式三種

      按能量利用方可分為單冷型、熱泵型、熱回收型單冷、冰蓄冷雙功能型等:常

      式分類用的中央空調一般為熱泵型

      按密封方式分類可分為全封閉式、半封閉式和幵啟式三種

      按能量補償方可分為壓縮式和吸收式兩種。壓縮式即利用電力補償,吸收式

      式分類即利用燃料補償:目前我國使用的空調幾乎都為電力補償式

      按熱源分類在吸收式空調系統中,按其熱源的不同可分為熱水泵、蒸汽型和直燃型三種:所使用的燃料有柴油、煤油、汽油和天然氣

      按制冷劑分類中央空調使用的制冷劑有氟制冷劑(R22、R123和R134a)和氨制冷劑兩種:目前使用R22的機型為最多

      按冷水出水溫度分類可分為JOX:、13*^和15T幾種

      3.壓縮式冷水機組的結構組成及工作原理

      (1)結構組成壓縮式冷水機組由制冷壓縮機、冷凝器、

      20中央空調渚洗技術

      節流閥和蒸發器四個大部件組成,四大部件通過管道連接成一個封閉的系統3除了這四個部件外,還有一些輔助設備,如油分離器、儲油器、空氣分離器和緊急泄氨器(氨系統用)、干燥過濾器(氟里昂系統用)等。

      (2)制冷原理壓縮式冷水機組的制冷原理是:

      壓縮機將蒸發器內的低溫低壓制冷劑氣體吸人壓縮機機體

      內,經過壓縮機壓縮做功,使制冷劑氣體的壓力和溫度都升高,然后進人冷凝器。在冷凝器內,高壓高溫的制冷劑氣體與冷卻水或空氣進行熱交換,把熱量傳遞給冷卻水或空氣,使制冷劑氣體放熱而凝結為液體。高壓的制冷劑液體再經過節流閥降壓后進入蒸發器=在蒸發器內,低壓制冷劑氣體吸收冷媒水的熱量而汽化,同時使冷媒水的溫度降低,成為所需制取的冷凍水。蒸發器中汽化形成的低壓低溫制冷劑氣體又被制冷壓縮機吸人壓縮。

      如此周而復始,不斷循環,便能連續制出冷凍水。參見圖.

      2-1。

      圖2-1單極蒸汽壓縮式冷水機組制冷循環原理圖1一冷凝器2—節流閥3—蒸發器4一壓縮機

      4.吸收式冷水機組的結構組成及工作原理

      (1)結構組成吸收式冷水機組的基本結構組成如圖2-2所

      示。

      (2)制冷原理吸收式冷水機組也是利用液態制冷劑在一定壓力和低溫下吸熱汽化而達到制冷目的的。

      第2章屮央空調系統上要結構部件21

      在吸收式制冷裝置中,促使制冷劑循環的方式和壓縮式制冷裝置不同,它是利用二元液體在不同壓力和溫度下能釋放和吸收制冷劑的原料進行循環,它需有制冷劑和吸收劑兩種工質,主要消耗熱能而不是機械能目前應用的工質對主要有兩種:氨(制冷劑)-水(吸收劑)和溴化鋰(吸收劑)-水(制冷劑)工質對。參見圖2-2。

      1


      圖2-2吸收式冷水機組的基本結構組成1一冷凝器2—發生器3_溶液泵4一液體節流閥5—吸收器6—蒸發器7—節流閥

      在此系統中,冷凝器、節流閥、蒸發器中的工作介質是制冷劑,但在吸收器和蒸發器中除了制冷劑外,還有吸收劑。吸收器中的吸收劑吸收蒸發器出來的制冷劑蒸氣,吸收后的混合液又經溶液泵加壓送到發生器,發生器中通過加熱將制冷劑解析出來,吸收劑則回到吸收器中,制冷劑進入冷凝器被冷凝成液體經節流降壓后進人蒸發器,吸收被冷卻物體的熱量后變成蒸氣,如此循環不息地制取冷量。

      2.1.2壓縮式冷水機組

      這里,我們就幾種壓縮式冷水機組的結構組成、分類及典型制冷流程做一具體的了解。

      22中央空調清洗技術

      1.活塞式冷水機組

      (1)結構組成冷水機組中以活塞式壓縮機為主機的稱為活塞式冷水機組。它是將活塞式壓縮機、蒸發器、冷凝器和節流機構、電控柜等設備組裝在一個基座上,其內部連接管已在制造廠完成裝配,用戶只需在現場連接電氣線路和外接水管即可投人運行。制冷劑一般采用氟里昂,目前常用R22。

      (2)分類活塞式冷水機組的分類見表2-2。

      表2-2活塞式冷水機組的分類

      分類方法類型

      按冷凝器的冷卻介質分類可分為水冷式和風冷式兩種。目前國產活塞式水冷機組多為水冷式,水冷機組按總體結構形式可分為普通型和模塊型兩種:制冷循環均為單極壓縮制冷

      按壓縮機的結構形可分為開啟式活塞壓縮機、半封閉式活塞壓縮機和全封閉

      式分類式活塞壓縮機

      按機組的功能分類可分為單冷型、熱泵型和熱回收型

      (3)外形及典型制冷流程

      1)外形?;钊剿湫屠渌畽C組的外形如圖2-3所示。

      2)典型制冷流程?;钊剿湫屠渌畽C組主機有開啟式、

      第2章中央空調系統主要結構部件23

      半封閉式和全封閉式,主機由單臺壓縮機組成,也有由多臺壓縮機組成,多臺壓縮機組成的機組多采用兩個獨立的制冷回路,當一組發生故障或保護裝置跳脫時,另一組仍能繼續運行。冷凝器為水冷臥式殼管式,冷卻管多采用低肋滾壓螺紋管,冷卻水在管內流動,制冷劑蒸氣在管外凝結。冷凝器筒體冷卻水進、出管接口為下進上出。冷凝器筒體上裝有高壓安全閥,當冷凝壓力超過設定值時,安全閥起跳,使冷凝器壓力下降,從而保證機組安全運行。參見圖24。

      圖24活塞式水冷型冷水機組典型流程圖1一活塞式壓縮機2—冷凝器3—氣液熱交換器4-干燥過濾器5—電磁閥6—熱力膨脹閥7—干式蒸發器8—冷卻水泵9一橡膠軟接頭10—水過濾器11-蝶閥12—止回閥13—冷水泵14一壓力表15-溫度計16—膨脹水箱17—空調末端裝置18—冷卻塔19一流量開關

      蒸發器為干式殼管式,傳熱管采用內外帶翅片的高效傳熱管,R22在管內汽化,冷水在管外被冷卻。為保證壓縮機的干壓行程,機組中設有氣液熱交換器3,低壓氟里昂氣體進人壓縮機1,經壓縮后,進入冷凝器2,蒸氣冷凝成液體,進入氣液熱交換器3,被來自蒸發器的低壓蒸氣進一步過冷,過冷后的液體,經干燥過濾器4、電磁閥5,并在熱力膨脹閥6內節流到蒸發壓力后進入蒸發器,R22液體在蒸發器7內汽化,吸收冷水的熱量

      24中央空調清洗技術

      后經氣液熱交換器3,被來自冷凝器的高溫液體加熱,重新進人壓縮機,如此不斷地循環。

      冷水機組上一般裝有電控柜和微電腦,設有安全、自動保護和自動調節裝置,對冷水水溫可進行調控,機組故障可顯示、可自動診斷,對多機頭機組,壓縮機可自動輪流起動,機組參數和運行時間可進行顯示和自動存儲。安全保護裝置有冷卻水斷水、油壓、冷水低溫防凍、缺相、欠電壓、過載保護,壓縮機內有溫度保護等。

      2.離心式冷水機組

      (1)結構組成采用離心式壓縮機為主機的冷水機組,稱為離心式冷水機組。離心式冷水機組一般由離心式制冷壓縮機、殼管式冷凝器和蒸發器以及輔助設備和自動安全保護裝置等組成。

      離心式制冷壓縮機是一種速度型壓縮機,它通過高速下旋轉的葉輪對氣體做功,使其流速增加,然后通過擴壓器使氣體減速,將氣體的動能轉化為壓力能,這樣使氣體的壓力得到提高。

      離心式制冷機組大多用于大型空調系統的制冷站。

      (2)分類離心式冷水機組的分類見表2-3。

      表2-3離心式冷水機組的分類

      分類方法類型

      按機組組合形式分類可分為組裝型和分散型

      按壓縮機與主電動機連接方式分類可分為開啟式和封閉式(半封閉、全封閉)

      按蒸發器和冷凝器的組裝方式分類可分為單筒式、雙筒式(雙筒豎放、雙筒水平放)

      按壓縮機級數分類有單極、雙極、三極

      按驅動方式分類有蒸汽輪機、燃氣輪機、電動機(低壓電380V、高壓電4000~6000V)

      按冷凝器的冷凝方式分類有水冷式和風冷式

      第2章屮央空調系統主耍結構部件25

      (3)典型制冷流程離心式冷水機組的冷凝器和蒸發器均為臥式殼管式,并采用滾軋低翅片銅管以增加氟里昂的傳熱面積,提高傳熱效率。如圖2-5所示,為19XRT型離心式冷水機組系統制冷流程圖3

      閣2-519XRT型離心式冷水機組系統制冷流程圖

      ----機組工藝管道..電線

      1一導葉2—壓縮機3—電動機4—膨脹機5—過濾器6—主閥7—旁通閥8—浮球閥室9■-液體過冷器W—冷凝器!1_蒸發器

      工作時,蒸發器內低溫低壓的制冷劑蒸氣經吸氣閥被壓縮機吸人,經離心壓縮機升溫升壓后送入冷凝器,并在冷凝器中冷凝成液體:由于冷凝器與蒸發器之間有一定壓差,冷凝后的制冷劑液體經高壓浮球閥節流減壓后進人蒸發器底部,并在蒸發器中汽化_汽化時吸人冷凍水的熱量,使冷凍水得到冷卻而實現制冷。

      由于離心式壓縮機的制冷系統比較龐大,管路也比較復雜,不能用離心壓縮機本身對系統進行壓力試漏、抽真空和對系統中

      26中央空調淸洗技術

      的空氣進行排出及制冷劑的回收等,故用制冷劑回收裝置,它的作用是可以代替真空泵對制冷系統抽真空,在沒有高壓氣源的情況下可作為機組充壓試漏的氣源,用于排出泄漏到系統的空氣和回收混合氣體中的制冷劑,這是回收裝置的主要功能、

      離心式冷水機組有單獨的液壓潤滑系統:它由油泵、電動機、油冷卻器、油過濾器、油壓調節閥、油箱等組成,油泵電動機浸在冷凍機油內。油泵出口的潤滑油主要是潤滑和冷卻壓縮機的軸承、減速器齒輪和軸承以及壓縮機電動機的軸承等。

      3.螺桿式冷水機組

      (1)結構組成螺桿式壓縮機是一種回轉式的容積式氣體壓縮機。螺桿式冷水機組-般由螺桿式制冷壓縮機、冷凝器、蒸發器、油分離器以及自控元件和儀表等組成。

      (2)分類螺桿式冷水機組的分類見表24、

      表24螺桿式冷水機組的分類

      分類方法類型

      按壓縮機的內結構形式分類町分為單螺桿式仄縮機和雙螺桿式壓縮機

      按壓縮機的外結構形式分類口了分為立式和臥式圧縮機

      按電動機連接結構形式分類可分為開啟式、半開啟式和封閉式螺桿壓縮機

      按冷凝器的冷凝方式分類可分為水冷式和風冷式

      按用途分類可分為單冷型和熱泵型

      (3)典型制冷流程如圖24所示,為螺桿式冷水機組的典型制冷流程圖。

      螺桿式冷水機組有多種形式。根據采用壓縮機的臺數不同,可分為單機頭和多機頭機組;根據機組的使用目的不同可分為單冷型和熱泵型機組,這些機組各有特點。

      1)水冷式機組

      ①單機頭螺桿式冷水機組。單機頭螺桿式冷水機組是傳統形

      第2章中央空調系統主要結構部件27

      式,其制冷范圍為120~1300kW。它是由螺桿壓縮機、蒸發器、冷凝器、油分離器、控制箱、起動柜等主要部件組成。其主要工作原理如下。

      4壓縮機



      電動機1


      冷卻水出水I

      ---.

      I

      冷卻水進水I

      I

      冷水進本:冷zf岀水

      一冷凝器-

      十燥過濾器4蒸發器

      油分配器

      -O,

      ±

      f-——油分離器-

      界流閥電磁閥

      油精過濾器


      h

      圖2>6螺桿式冷水機組的典型制冷流程圖

      A.制冷循環:根據能量調節閥的位置,壓縮機按一定比例從蒸發器中吸人制冷劑蒸氣,壓縮機的吸人降低T蒸發器中的壓力,使留存的制冷劑在低溫下汽化,制冷劑汽化所需的熱量來自蒸發器管中流動的水。被吸收了熱量的水溫度降低后送入空調系統。制冷劑吸收水的熱量后變成制冷劑蒸氣進入壓縮機。經壓縮后,制冷劑的溫度提高,使排出的制冷劑蒸氣溫度高于冷凝器中冷卻水的溫度,因此.制冷劑蒸氣將熱量排放給冷卻水后變為液體,,液體制冷劑經過過冷器和節流閥進人蒸發器,繼續進行循環3

      B.電動機冷卻循環:電動機冷卻循環是依靠來自冷凝器底部的液態制冷劑,其流動是依靠電動機運轉產生的壓差。制冷機通過截止閥、干燥過濾器和視鏡,經過電動機孔板后進人電動

      28中央空調清洗技術

      機=電動機孔板的功能是控制流到轉子和軸向排氣口之間的制冷劑量。制冷劑在電動機殼體的底部聚集起來,通過電動機冷卻排液口流到蒸發器內。

      單機頭機組主要應用在負載較為穩定、機組常年運行的場合,或在大中型空調中與離心式機組配合使用。

      ②多機頭螺桿式冷水機組。多機頭螺桿式冷水機組的適用冷量范圍為240~1500kWSl

      多機頭機組主要特點如下:

      A.可以根據負載需要調節運行壓縮機臺數,能大大提高冷水機組在部分負荷下運行的效率。B.對于部分使用多回路設計的機組,在某一回路需維修保養時,其他回路仍可正常運行,提高部分負荷制冷量,大大方便了用戶:C.相對于單機頭機組,多機頭機組由于使用的壓縮機容量小,故機組滿負荷效率相對較

      低3

      2)風冷式冷水機組。風冷式冷水機組工作流程與水冷機組大致相同,所不同的是水冷式機組的冷凝器采用殼管式換熱器,而風冷式機組的冷凝器采用翅片式換熱器=

      風冷式冷水機組的特點如下:

      ①冷水機組的效率與冷凝溫度有關,水冷式機組冷凝溫度決定于室外濕球溫度,對于濕球溫度變化不大且較低的地方較適用=風冷式機組冷凝溫度決定于室外干球溫度,在室外干球溫度下降時,可大幅度降低耗電量,故風冷式機組在南方地區應用相當廣泛。

      ②風冷式機組不需配水泵、冷卻塔,不需冷卻塔補水,水系統清潔,使用方便3在缺水地區,超高層建筑、環境要求較高的場合,也具有優勢。

      ③在滿負荷狀態下,風冷機組耗電量大于水冷機組,但由于在室外干球溫度下降時,耗電量可大大降低,研究表明,總的來看風冷式機組全年耗電量并不比水冷式機組高多少。加上水冷機組在設備保養方面的費用較風冷高,風冷機組費用可能還低于水

      第2章屮央空調系統i:要結構部件29

      冷機組、

      3)風冷熱泵式冷熱水機組:風冷熱泵式冷熱水機組的優點是安裝使用方便,省卻了復雜的冷卻水系統和鍋爐加熱系統,具有夏季供冷水和冬季供熱水的雙重功能。由于空氣作為熱源和冷源,可以大大節約用水,也避免了水源水質的污染。將風冷熱泵式冷熱水機組放在建筑物頂層或室外平臺即可工作,省卻了專用的制冷機房和鍋爐房。但風冷熱泵機組由于采用翅片式換熱器,體積較大;另外由于空氣中含有水分,空氣側表面溫度低于01時.翅片表面會結霜,結霜后傳熱能力就會下降,使制熱量減少,所以風冷式熱泵機組在制熱工況下工作時,要定期除霜。

      4.漩渦式制冷機組

      漩渦式制冷壓縮機是目前比較先進的一種技術。

      漩渦式制冷壓縮機與往復式制冷壓縮機相比,具有效率高5%~6%、噪聲低3~5dB(A)、零部件少80%、重量輕4()%、體積小49%、節約能耗5%~6%、振動小等特點。

      漩渦式制冷壓縮機主要由漩渦轉子、漩渦定子、電動機轉子、電動機定子、偏心軸、主軸承、潤滑部件及機殼等組成2.1.3吸收式冷水機組

      吸收式冷水機組按應用的工質可分為溴化鋰吸收式冷水機組和氨水吸收式冷水機組:

      1.溴化鋰吸收式冷水機組

      (1)分類溴化鋰吸收式冷水機組的分類見表2-5

      表2-5溴化鋰吸收式冷水機組的分類

      分類方法丨

      類型

      按使用的能源分類

      蒸汽型

      使用蒸汽作為驅動能源。有單效型和雙效型兩類。單效型工作蒸汽壓力為0.03~0.06Mf>a(表).《效型工作蒸汽壓力一般為0.4-0.8MPa(表)

      30中央空調清洗技術

      (續)

      分類方法類型說明

      按使用的能源分類熱水型使用熱水為熱源的溴化鋰機組,可以用工業余熱、廢熱.地熱熱水,太陽能熱水為熱源熱水型可分為單效熱水型和雙效熱水型:單效型機組熱水的溫度為85?150r,雙效型熱水溫度為150?200(

      直燃型-般以油、氣等可燃物質為燃料。一般為冷熱水機組。不僅能夠制冷,而且可以采暖及提供衛生熱水。直燃型可分為燃油型、燃氣型和雙燃料等

      太陽能羽利用太陽能集熱裝置獲取能量。有直接加熱方式和利用集熱器先加熱熱水,然后再送入發生器內加熱溶液的方法。后者加熱形式與熱水型機組相同。

      根據丄作循環的形式分類制冷循環型制冷循環型機組即通常所說的冷水機組,只能制取冷凍水

      制冷、制熱循環型制冷、制熱循環型機組即冷熱水機組,就是將溴化鋰機組、鍋爐茛接吸收式機組配套,組成直燃機組,進行制冷或制熱循環其具釘燃料廣、不需要另外配套鍋爐和鍋爐房、制冷與采暖及提供衛生熱水(三用)等特點

      (2)制冷原理溴化鋰吸收式制冷原理同蒸氣壓縮機制冷原理相同,都是利用液態制冷劑在低溫、低壓條件下,蒸發、汽化吸收載冷劑的熱負荷,產生制冷效應。不同的是,溴化鋰吸收式制冷是利用“溴化鋰-水”組成的二元液體為工質對完成制冷循環的。

      在溴化鋰吸收式制冷機內循環的二元工質對中,水是制冷劑,水在真空(絕對壓力為934.6Pa)狀態下蒸發,具有較低的蒸發溫度(6T),從而吸收載冷劑的熱負荷,使之溫度降低,源源不斷地輸出低溫載冷劑(水)。工質對中溴化鋰水溶液則是吸收劑,可在常溫和低溫下強烈地吸收水蒸氣,但在高溫下又能

      第2章中央空調系統夂要結構部件31

      將其吸收的水分釋放出來。制冷劑在二元工質對中,不斷地被吸收或釋放出來。吸收和釋放周而復始,不斷循環,因此,蒸發制冷循環也連續不斷。制冷過程需要的熱能可從蒸汽以及地下熱水(50T以上)中獲得,也可利用余熱、廢熱。在燃油或天然氣充足的地方,可利用直燃式溴化鋰吸收式冷水機組制取低溫水。這些特征充分表現出溴冷機良好的經濟性能,促進了溴冷機的發展。

      (3)單效溴化鋰吸收式制冷機組的結構組成及制冷循環原理

      1)結構組成。單效溴化鋰吸收式制冷循環系統基本由五個換熱器組成,即發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器和熱交換器。

      2)制冷循環原理:如圖2-7所示為單效溴化鋰吸收式制冷循環流程圖。

      閣2-7單效溴化鋰吸收式制冷循環流程圖I一吸收器2—發生器泵3、7—節流閥4一溶液熱交換器5—發生器6—冷凝器8—蒸發器

      32中央空調清洗技術

      此流程可以看作是兩個循環組合而成的,左側為制冷劑循環,與壓縮式制冷循環相同,右側是溶液循環,是吸收式制冷特有的循環(圖中虛線為虛設的分界線)。

      左側的制冷劑循環,由冷凝器、節流閥和蒸發器組成,制冷劑是水:在發生器中產生的較高壓力的過熱蒸汽(比吸收器中的壓力高,但低于大氣壓)進人冷凝器,被冷卻介質冷卻成飽和水;然后經過節流閥節流降壓,其狀態變為濕蒸汽,即大部分是低溫飽和狀態的液體水和少量飽和蒸汽的混合物;其中的低溫飽和水在蒸發器中吸熱汽化而產生冷效應,使被冷卻對象降溫,蒸發器中汽化的水蒸氣被吸收器中的濃溶液吸收。

      右側的溶液循環,由發生器、吸收器、溶液泵和溶液熱交換器組成。在吸收器中,來自發生器的濃溶液具有較強的吸收能力,吸收來自蒸發器的低壓水蒸氣,變成稀溶液:稀溶液被溶液泵加壓,經溶液熱交換器被濃溶液加熱后送人發生器;在發生器中被加熱介質(如加熱蒸汽、熱水等)加熱而沸騰,稀溶液中的制冷劑蒸汽離開發生器進入冷凝器,稀溶液濃縮為濃溶液;濃溶液經溶液熱交換器進入吸收器繼續吸收蒸發器來的冷劑水蒸氣-溶液循環中采用熱交換器的目的是為了節能,因為稀溶液要進人發生器加熱汽化,濃溶液進人吸收器要降溫產生吸收能力,兩者進行熱交換,從而起到節能的目的。吸收器中設有冷卻管,由十吸收過程是放熱過程,需要冷卻介質如冷卻水帶走吸收熱.

      (4)雙效溴化鋰吸收式制冷循環原理雙效溴化鋰吸收式制冷循環的形式較多,下面就串聯流程和并聯流程分別進行介紹,

      1)串聯流程。如圖2-8所示為串聯流程,它與單效型的區別是增加了一個高壓發生器和一個高溫熱交換器:,

      其制冷循環原理如下:

      稀溶液經溶液泵加壓,先后進入低溫熱交換器和高溫熱交換器,再進入高壓發生器;在高壓發生器內.稀溶液被加熱濃縮成

      第2章屮央空調系統t要結構部件33

      中間濃度的溶液,解析出來的高溫水蒸氣作為低壓發生器中的加熱熱源:同時.中間濃度的溶液經高溫熱交換器放熱降溫后進入低壓發生器;在低壓發生器中,高壓發生器產生的冷劑蒸汽加熱中間濃度的溶液,使其進一步濃縮成為濃溶液,產生的冷劑蒸汽進入冷凝器,同時,起加熱作用的冷劑蒸汽凝結成液體水進人冷凝器;濃溶液則經過低溫熱交換器進人吸收器,吸收來自蒸發器的冷劑蒸汽。制冷劑在冷凝器、蒸發器中的狀態變化過程與單效型的過程相同。

      在這個流程中,稀溶液先后進入高壓發生器和低壓發生器被濃縮,故稱為串聯流程。同時,加熱熱能被利用了兩次,因此稱為雙效型。


      冷水出

      8


      冷卻水lit冷卻水進

      I

      1^12-8串聯流程

      1一吸收器2—發1?.器汆3.7—汗流閥4一低溫熱交換器5—低壓發生器6—冷凝器8—蒸發器9一高溫熱交換器10-高;K發生器

      2)并聯流程如圖2-9所示為并聯流程,

      從圖2-9中可以看出,其采用的沒備和串聯形式的相同,但

      稀溶液分別進入高壓發生器和低壓發生器被濃縮成濃溶液,因此

      34中央空調沾洗技術

      稱之為并聯流程。

      并聯流程與串聯流程相比,熱力系數較高,但操作復雜。

      圖2-9并聯流程

      1一吸收器2—發't器泵3、7-節流閥4一低溫熱交換器5—低D;發生器6—冷凝器8—蒸發器9一高溫熱交換器10—高圧發生器

      (5)直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組的結構組成及工作原理

      1)結構組成。直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組和蒸氣型溴冷機一樣,也是由各種換熱器組成,包括:高壓發生器,低壓發生器,冷凝器,蒸發器,吸收器,高、低溫熱交換器和熱水器。

      2)工作原理。直燃型機組依靠燃油和燃氣直接燃燒發熱作為熱源,省去了鍋爐等設備,能夠提供冷水和熱水,廣泛地應用于賓館、會堂、商場、體育場館、辦公大樓、影劇院等無余熱、廢熱可利用的中央空調系統。

      如圖2-10所示為直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組的流程

      圖。

      第2章中央空調系統R要結構部件35

      冷卻水

      1

      II10冷卻水*98、?

      □小聞溶液ES卻水E3冷水[□濃溶液a秘溶液H冷劑水

      a)

      87

      匚二!熱水EZZ1屮問溶液匚二]稀溶液■■冷糾水

      閣2-10fl燃型溴化抨吸收式冷熱水機組的流程圖a)制冷循環b)采暖循環

      1~蒸發器2—吸收器3—冷凝器4一低壓發生器5—卨壓發生器6—燃燒器7—高溫熱交換器8-低溫熱交換器9一自由抽氣裝置10—溶液泵II一冷劑泵

      其內部結構和雙效溴化鋰吸收式制冷機有相似之處,主要區別是高壓發生器是單獨設置,內部裝有燃燒器,直接用火焰加熱

      36中央空調清洗技術

      稀溶液、其機組是冷熱水機組,其上有切換閥門,用來改變機組的工作狀態,實現提供冷熱水的目的。其主體為雙筒型,上部為冷凝器和低壓發生器組合筒體,下部為蒸發器和吸收器組合筒體,另外設有高溫熱交換器、低溫熱交換器和預熱器,同樣也設有發生器泵、吸收器泵和蒸發器泵。

      ①制冷循環。圖2-10a為夏季空調提供冷媒水的制冷循環。

      A、B、C閥門關閉,吸收器底部的稀溶液經發生器泵加壓后經低溫、高溫熱交換器進人高壓發生器,在高壓發生器5中,燃燒器燃燒燃料加熱稀溶液,產生冷劑水蒸氣;蒸氣進人低壓發生器4,加熱來自低溫熱交換器8中的稀溶液,蒸汽凝結成冷劑水進人冷凝器,同時,發生的冷劑水蒸氣經擋水板進人冷凝器3;冷凝器中,蒸汽凝結成液體冷劑水積聚在水盤中。高壓的冷劑水經U形管降壓后進入蒸發器1的液囊中,由蒸發器泵加壓后在蒸發器中噴淋,在汽化過程中吸收冷媒水的熱量而使之降溫,冷媒水被冷卻。蒸發產生的低溫冷劑蒸氣在吸收器2中被濃溶液吸收,濃溶液稀釋成稀溶液。吸收器底部的稀溶液被發生器泵加壓再被送人高壓發生器。

      上述過程循環不斷。冷卻水先進人吸收器帶走吸收熱,再進A■冷凝器帶走高溫冷劑水蒸氣的冷凝熱。

      ②制熱循環。圖2-10b為冬季空調提供熱水的采暖循環。A、

      B、C閥門開啟,不通冷卻水。高壓發生器產生的高溫冷劑水蒸氣直接進人蒸發器,加熱蒸發器內流經傳熱管的熱水,達到提供熱水的0的_.凝結的冷劑水通過閥門流到吸收器底部;高壓發生器中濃縮的濃溶液直接進入吸收器,在其中濃溶液與冷劑水混合成稀溶液。機組進行采暖循環運行時,低壓發生器、冷凝器、吸收器均不工作、

      這種冷熱水機組采用一套冷媒水管路系統,夏季供冷,冬季采暖,一機兩用,使得整個中央空調的設備和系統大為簡化,可減少初投資,特別適用于用電緊張、燃料價格合理的地區。

      (6)熱水型溴化鋰吸收式冷水機組的結構組成、分類及工

      第2章屮央空調系統主耍結構部件37

      作原理

      1)結構組成。熱水型溴化鋰吸收式冷水機組是以工作熱水為熱源,利用吸收式制冷原理,制取低溫冷水的制冷機組。

      熱水型溴冷機的冷凝器、蒸發器、吸收器在結構上與蒸氣型溴冷機相同。但低溫熱水型、雙極熱水型機組的發生器一般采用噴淋式。

      2)分類。熱水型溴化鋰吸收式冷水機組的分類見表2>6。

      表24熱水型溴化鋰吸收式冷水機組的分類

      分類方法類型

      按熱水溫度的高低分類可分為髙溫熱水咽和低溫熱水型

      按循環的流程分類可分為單極熱水型和雙極熱水型

      按能源利用的程度分類nl分為單效型、雙效型和多效型

      按發生器采用的材料分類可分為熱管型和普通型

      3)制冷原理:雙效單極型的高溫熱水型機組除高壓發生器與普通的蒸氣型的雙效型機組結構上有些不同外,其余部分均相同:

      單效單極型的低溫熱水型機組除發生器結構與普通蒸氣單效機組有些不同外,其余部分基本相同=

      4)優越性。熱水溴冷機除具有耗電少、無環境污染、運行范圍寬、振動小、噪聲低等一般溴化鋰冷水機的特點外,還具有以下顯著的優越性:

      ①可利用余熱、廢熱、地熱能及太陽能低品位熱能,節能效果極大,因而運行費用大為降低。

      ②熱水采暖比蒸汽采暖具有明顯的優越性,熱水型溴化鋰冷水機與之配套可使其優越性得到進一步發揮,且可提高設備的利用效率。

      ③可減少廢熱排放對環境造成的熱污染,為能源的綜合利用創造條件:

      ④當采用低溫熱源時,由于不像壓力能轉換為動能時會產生較大的能量轉換損失,故即使在溫度小幅下降及輸出功率較小的

      38中央空調清洗技術

      情況F,其效率不僅不降低反而會增加:

      ⑤冷量調節簡單方便,變工況范圍大,可利用20T左右的

      海水或河水作為冷卻水,除可作為房間空調降溫和工藝過程降溫外,還可以作為船用空調:

      2.氨水吸收式冷水機組

      氨水吸收式制冷機,其工質為氨-水溶液(氨為制冷劑,它在大氣壓下沸點為-33.41,水為吸收劑,它在大氣壓卜'沸點為100T),它的制冷溫度在-45~+11范圍內,多用滬工藝生產過程中的冷源,中央空調系統中較少使用

      (1)結構組成氨水吸收式制冷循環系統主要由精餾塔(又稱發生器〉、冷凝器,蒸發器、吸收器、節流閥、溶液呆、溶液熱交換器和過冷器等組成。

      (2)分類。氨水吸收式制冷機組分為單極制冷和兩極發牛.、兩極吸收氨吸收式制冷機組,,

      (3)工作原理如圖2-11所示,為單極氨吸收式制冷機組

      第2章中央空調系統J-:要結構部件39

      氨溶液在溶液泵中加壓后,經溶液熱交換器加熱后送入精餾塔(又稱發生器)中。進人精餾塔的溶液被加熱到飽和狀態,在等壓條件下蒸發變稀,溫度升高1再經過精溜塔內提餾段的提餾和精溜段的精溜作用,使濃度提高,溫度相應降低,經回流冷凝器從精餾塔頂出來,進人冷凝器冷凝成氨液。氨液經過冷凝過冷,再經節流閥節流降到蒸發壓力,形成濕氣體進人蒸發器=在蒸發器內吸收熱量變成氨氣后,被經過冷凝器的氨氣加熱,進人吸收器,再一次送人溶液泵。如此周而復始地完成制冷循環過程:2.1.4水源熱泵機組

      熱泵是一種利用制冷原理將熱量從低溫熱源(例如空氣、水或大地)傳遞給接收熱量的高溫介質(如水、空氣)中的供暖和制冷技術。熱泵與制冷機的工作原理和過程是完全相同的,熱泵與制冷機在名稱上的差別只是反映r在應用目的上的不同:如果以得到高溫的熱量為主要目的,則一般稱為熱泵,反之則稱為制冷機。

      根據熱泵供熱時所采用的低品位熱源不同可分為:空氣源熱泵(也稱風冷熱泵)和水源熱泵_前面的章節中,我們已經r解了風冷熱泵的一些特性,這里重點了解一下水源熱泵。

      1.分類及特點

      根據所使用的水源不同,?水源熱泵可分為地表水源熱泵、地下水源熱泵和水環熱泵。

      (1)地表水源熱泵地表水源熱泵是指利用江、河.湖、海的水作為熱泵機組的熱源或熱匯:根據熱泵機組與地表水連接方式的不同,可將地表水源熱泵分為開式地表水源熱泵系統和閉式地表水源熱泵系統。

      地表水源熱泉的特點與空氣源熱泵類似,即機組的制冷量和制熱量隨著室外氣候的變化而變化:另外,若采用地表水源熱泵就需要大量的自然水體.這就使地表水源熱泵的使用受到一定的限制、

      40中央空調清洗技術

      (2)地下水源熱泵地下水源熱泵是指利用地下水作為熱泵的熱源或熱匯。地下水源熱泵具有高效節能、系統運行穩定可靠、一機多用、應用范圍廣等優點:它有開式系統和閉式系統兩種形式=

      1)開式系統。開式系統是指通過潛水泵將抽取的地下水直接送人熱泵機組。這種形式的系統管路連接簡單,初投資低,但由于地下水含雜質較多,當熱泵機組采用板式換熱器時,設備容易堵塞。另外,由于地下水所含的成分較復雜,易對管路及設備產生腐蝕和結垢,因此,在使用開式系統時,應采取相應的措施。

      2)閉式系統。閉式系統是指通過一個板式換熱器將地下水和建筑物內的水系統隔絕開來3

      (3)水環熱栗水環熱泵空調系統是#種熱回收的空調系統,它可以從建筑物內區回收熱量用于外區,并且可以實現同時供冷和供熱,從而使系統內部實現能量平衡,減少冷卻塔和加熱設備的運行時間,達到節能的目的。

      水環熱泵系統的主要特點如下:

      1)由于水環熱泵系統充分利用了建筑物內區的熱量,因此節約了能源。

      2)系統設備分散布置,故系統不需要集中的制冷機房和空調機房,節省了機房占地面積。

      3)可以安裝獨立的電表,分戶計量,便于管理。

      4)系統只需安裝水管,管路簡單、安裝方便。

      5)可同時對不同房間供冷和供熱,調節靈活,可滿足各種用戶需要。

      6)運行費用低。

      7)過渡季不能最大限度地利用新風,機組暗裝給維修帶來

      不便

      2.結構組成

      (1)水環熱泵系統組成水環熱泵空調系統是由許多并聯的水源熱泵機組加上雙管封閉式環流管路組成,典型的水環熱泵

      第2章中央空調系統t要結構部件41

      圖2-12典型的水環熱泵空調系統系統主要部件有:

      1)排熱設備一冷卻塔和水一水換熱器或閉式蒸發冷卻塔,

      2)供熱設備一各式熱交換器或鍋爐

      3)膨賬水箱、補水裝置和排氣閥。

      4)水源熱泵機組:

      5)循環水泵。

      6)蓄熱水箱及其他輔助設備、

      夏季機組運轉時,全部或大多數機組為供冷.熱量通過循環水由冷卻塔排至室外,水環路溫度-_般保持在32T以下:冬季運轉時,全部或大多數機組為供熱.熱量從循環水中吸收,由加熱沒備(鍋爐或其他熱源)補給,水環路溫度一般保持在16T以上。春秋季運轉時,當所有機組有40%供冷和60%供熱時,水循環系統接近平衡,無需開啟加熱設備或冷卻設備,系統水溫

      42中央空調清洗技術

      保持在16~32丈之間。

      (2)地下水源熱泵系統的結構組成地T■水源熱泵系統有幵式地下水系統和閉式地下水系統。

      1)開式地下水系統。開式地下水系統將地下水通過潛水泵直接供給水一水熱泵機組或多臺并聯連接的熱泵,吸收了房間的熱量(或放出熱量)后排人地表或回灌井中。系統定壓由潛水泵和隔膜式膨脹罐來完成。在供水管上設置電磁閥或電動閥可以控制供給系統的地下水的流量

      對于使用開式地下水系統的熱泵或水一水熱泵機組,要考慮到腐蝕問題,建議機組換熱器使用銅鎮合金熱交換器。

      使用開式地下水熱泵系統時應具備以下幾個條件:

      ①地下水水量充足,水質好。

      ②具有較高的穩定水位。

      ③建筑物高度低(降低潛水泵能量消耗)。

      2)閉式地下水系統。在閉式地下水系統中,使用板式熱交換器把地下水和熱泵機組水系統隔開。系統所用的地下水由單個或多個井提供,經過板式換熱器與熱泵機組的水系統換熱,然后排向地表或者排人地下回灌井。由于地下水不進人熱泵機組,因此避免了機組的腐蝕

      2.2中央空調水系統及設備

      中央空調水系統一般包括冷卻水系統和冷凍水系統兩個部分。冷卻水是冷卻塔的循環水,用于制冷主機散熱冷凝用;冷凍水是低溫水,用于室內降溫。

      2.2.1冷卻水系統及設備

      1.冷卻水系統冷卻原理及形式

      (1)冷卻水系統的冷卻原理如圖2-13所示為循環冷卻水系統圖。

      第2章中央空調系統主要結構部件43

      冷卻塔

      \、/K/1\/K/K

      ……__■;|L少卜水

      冷水機組—」

      圖2-13循環冷卻水系統圖

      圖2-13中,從冷卻塔來的較低溫度的冷卻水(通常為32^C)經冷卻泵加壓后送人冷水機組,帶走冷凝器的熱量。高溫的冷卻回水(通常設汁為37T)重新送到冷卻塔上噴淋.由于冷卻塔風扇的轉動,使冷卻水在噴淋下落過程中,不斷與室外空氣發生熱濕交換而冷卻,冷卻后的水落入冷卻塔積水盤屮,又重新送人冷卻水機組而完成冷卻水循環。

      (2)冷卻水系統的形式中央空調冷卻水系統--般分為兩類,即直流式供水系統和循環式供水系統.

      直流式供水系統適用于水源水量特別充足的地區,例如以江、河、湖、海的水源作為冷卻水,城市自來水則不應選用,而且它一般用于采用立式冷凝器的供冷系統。

      循環式供水系統是將來自冷凝器的冷卻水通過冷卻塔或冷卻水池冷卻后循環使用,在使用過程中只需要少量的補充水,但需增設冷卻塔和水泵等。供水系統比較復雜,常在水源水量較小、水溫較高時采用,它在目前空調系統屮應用最多。

      常用冷卻水系統的分類見表2-7,

      2.冷卻塔

      冷卻塔的作用就是通過接觸散熱、輻射熱交換以及蒸發散熱而降低水溫。

      (1)分類冷卻塔的分類見表2_83

      44中央空調消洗技術

      表2-7常用冷卻水系統的分類

      類甩水源適用條件

      直流式系統河水冷卻系統地表水(河、湖等)地面水源充足.大型冷凍站用水量大,沒計循環冷卻水系統不經濟時采用

      井水冷卻系統地K水(深井水)附近地下水源豐富.水溫較低(15°C以下)

      自來水冷卻系統自來水冷卻水用量小,用水點分散

      循環式系統自然通風循環冷卻系統(冷卻塔或冷卻水池)來水補充3地卜'水源水量不足N/C候條件適Yi:.采用循環冷卻系統比較經濟時

      機械循環冷卻系統(機賊通風冷卻塔)自來水補充當地K水源水量不足,氣溫較高,濕度較大,自然通風冷卻不能達到要求時

      表24冷卻塔的分類

      分類方法類型

      按通風方式分類有自然通風式和機械通風式等

      按塔中水與空氣的相對流動方向分炎有逆流式和橫流式

      按外觀分類有圓形和方形,如圖2-14所示

      按材料分類有玻璃鋼、鋼筋混凝上等

      制冷空調系統中常使用機械通風的逆流或橫流式冷卻塔。

      (2)結構組成冷卻塔主要由塔體、填料、進風窗、布水器、引風設備等構成。

      1)塔體塔體由上塔體和下塔體組成塔體用于連接及支撐冷卻塔內的各個部件;為降低噪聲,在上塔體出口安裝有帶吸聲材料的吸聲隔柵.在下塔體進風口安裝有帶吸聲材料的屏蔽:塔體材料-<采用聚酯玻璃鋼。

      第2章屮央空調系統主要結構部件45

      圖2-14冷卻塔結構示意圖a)圓形冷卻塔b)方形冷卻塔

      1一電動機2—風機3—?布水器4一填料5—塔體6—進風葉片7—水槽水盤8—進水管9—溢流管10_出水管II一補水管12—支架13—出風U網罩14—風葉減速器15—排水管

      2)填料。填料采用改性PVC材料或聚丙烯材料制成,作用是將進人冷卻塔的水分濺散成水扇或形成水膜,增加水與空氣的接觸時間及面積,使水得到較好的冷卻。

      3)進風窗:進風窗由百葉窗和導風板組成,目的是使空氣均勻分布于冷卻塔的整個截面上:

      4)布水器。布水器的目的是使熱水均勻灑在冷卻塔的填料上。

      5)引風設備。在強制通風冷卻塔中一般安裝有引風設備i引風設備是一種低噪聲鋁合金寬葉軸流風扇.風壁大,效率高:

      在塔體最下部布有水槽,匯集由填料落下的冷卻水,用來儲存及調節水量,水槽下部有排污管,水槽上部有補水管和溢流管。

      46屮央空調清洗技術

      3.冷卻水循環泵

      用于空調水系統的水泵,一般多為離心水泵和管道泵,:.

      (1)離心水泵離心水泵是葉片式泵,按軸的位置不同可

      分為臥式與立式兩大類;根據泵的機殼形式、吸人方式和葉輪級數,又可分成若干種類,見表2-9。

      表2-9離心水泵的類型

      泵軸位置臥式機殼形式吸人方式!葉輪級數泵類舉例

      臥殼式單吸嘆吸單級笮吸單級泵、屏蔽糸、G吸朵、水輪泵

      多級臥殼式多級泵,兩級懸W泵

      單級雙吸單級朱

      多級A速人嘲多級汆(第?級以吸)

      抒葉式_申吸多級分段多級泵

      雙吸多級尚速人型多級泵(第?級從吸)

      立式臥克式單吸單級屏蔽泵、水輪泵、人型0:式泵

      .多級立式船用架

      雙吸單級雙吸中級渦輪汆

      導喊笮吸單級作業面潛水聚

      多級深井泵、潛水電呆

      最常見的離心水泵是單吸單級泵,其典型結構爾意如圖2-15

      所示、.

      它能提供的流量范圍為4.5~900n?/h,揚程范圍為8~150n,這種泵的泵軸水平地支承在托架內的軸承匕泵軸的另一端為懸臂端,端部裝有葉輪。為f減少泵內高壓液體的外泄及空氣滲人,懸臂端的泵軸上還裝有填料密封機構.另外,葉輪上一般開有平衡孔,以T?衡軸向推力。這種泵結構簡單、工作可靠、部件較少:

      盡管離心水泵的類型較多,但它們的作用原理卻基本相同,因而它們的主要部件也大體相同

      1)葉輪;葉輪是泵的主要部件,分為開式葉輪、半開式葉

      第2草中央空調系統主要結構部件47

      輪和閉式葉輪_開式葉輪多用輸送含有雜質的液體,如污水泵。清水泵都采用閉式葉輪,H多為后向葉型。

      圖2-15典型的單吸單級泵結構小'怠閣I-架魚2-架體3—葉輪4一密封環5—軸ff6--埔;K密対機構7—泵軸8—托架9一軸承10—聯軸器

      2)吸人室_吸人室的作用是使液體進人泵體的流動損失最小吸入室的結構形狀對泵的吸入性能影響較大,通常采用的吸人室形式有錐體管式和圓環形式,錐體管式用的較為普遍,其錐度約為7°~18°:

      3)機殼、機殼用于收集來自葉輪的液體,并使部分流體的動能轉換為壓力能。最后將流體均勻地導向排出n單吸單級離心泵的泵殼,大都為螺旋形蝸殼式,有的還在機殼內設置了陰定的導葉_

      4)密封環_為了減少機殼內高壓區泄漏到低壓區的液體a,通常在泵體和葉輪上分別安設密封環(又稱減漏裝置)。由于密封環的動環與定環間的間隙較小,容易磨損,使泵的效率降低.故應定期檢查或更換

      5)軸封、泵軸伸出泵體外,在旋轉的泵軸與固定的泵體間設置軸封,以減少泵內壓強較高的流體滲漏到泵體外,并防止空

      48中央空調清洗技術

      氣侵人泵內常用的軸封有填料軸封、骨架橡膠軸封、機械軸封與浮動環軸封等多種。

      6)軸向力平衡裝置單吸單級泵和某些多級泵的葉軸,均有軸向推力存在:產生原因主要是作用在葉輪兩側的流體壓強不平衡聽致、如不采取措施予以消除,將會導致泵軸及葉輪的竄動,并由于受力引起相互摩擦而損傷部件.一般采取設置平衡管或在后盤上開設平衡孔,同吋采用推力軸承以平衡剩余壓力3

      (2)管道泵管道泵的結構示意如圖2-16所示。

      圖2-16管道泵的結構j意圖

      1一電動機2—泵軸3—擋水圈4一泵蓋5—機械密封6—取旭塞(安裝壓力表)7—泵體8—放水塞9一放氣塞10—葉輪

      它是適用于空調水系統的另一種水泵。與離心水泵相比,具有以下特點:

      1)泵的體積小,重量輕,進出水口口徑相同,并在同一直

      第2章屮央空調系統4:耍結構部件49

      線上.可以直接安裝在管路的任何位置及任何方向:泵體下部設有安裝底腳,方便泵的安裝和固定-

      2)采用機械密封,密封性能好.泵運轉時不會滲漏水£

      3)泵的效率高、耗電省、噪聲低、泵軸的同心度高,葉輪的動靜平衡好,保證了高速運行時無振動。

      4.冷卻水循環系統水處理設備

      中央空調冷卻水系統除了投加化學藥劑外,一般設有各種水處理設備。

      (1)循環水處理器循環水處理器的作用是通過循環水將化學藥劑帶入系統內對水質進行處理、它的主要作用是防垢、阻垢、防腐、防銹及防藻類等,廣泛應用于空凋冷卻水系統、海水冷卻水系統及低溫熱水采暖系統、

      循環水處理器是由加藥器和除垢器兩部分組成的。目前冷卻水系統常用的藥劑(即緩蝕劑)有鉻酸鹽、鉬酸鹽、多聚磷酸鹽、硅酸鹽等水處理劑鉻酸鹽污染環境,目前各國已逐漸淘汰使用。鉬酸鹽的毒性較小,對環境污染也比鉻酸鹽小,但需要的藥量比較大,在國內應用不多。多聚磷酸鹽常和硅酸鹽混合使用形成復方硅酸鹽緩蝕劑,提高了緩蝕效果。復方硅酸鹽緩蝕劑無毒、無害、價格便宜,處理后的水可以飲用,目前在循環冷卻水系統中應用最廣。

      (2)靜電水處理器

      1)結構組成。靜電水處理法又稱高壓靜電法它的核心部分是一臺靜電水處理器(又稱靜電水垢控制器、靜電水發生器),其結構示意如圖2-17所示c

      靜電水處理器由兩部分組成:一是供給高壓電,用于產生強電場的高壓直流電源;二是使水靜電化的裝置。

      靜電水處理器是將-根絕緣良好的鐵芯置于聚四氟乙烯圓筒內作正極,將鍍鋅無縫鋼管制成的殼體作負極,在正、負極上施加高壓電(大約3400V),正、負極之間保持定距離,以便要進行處理的水能從正、負極之間的腔體內流過,水在腔體內經受

      50屮央空調清洗技術

      強電場處理后,再進人用水設備:靜電水處理的外加靜電壓通常為3400~6000Vc

      接電源


      E3

      ??——

      高壓直流整流器

      圖2-17靜電水處理器的結構示意圖

      2)阻垢原理。目前認為,水是一種偶極分子,在強靜電場作用下,水分子的偶極矩增大,并按正、負次序整齊排列,此時,溶解在水中的鹽類的正、負離子周圍被數個偶極水分子包圍,于是這些正、負離子也以正、負次序進人偶極水分子群中,這樣一來,它們的運動速度和彼此間的有效碰撞大為減少,從而使器壁上的水垢不易生成。另一方面,在強靜電場作用下,水分子的偶極矩增大,它與鹽類的正、負離了-的水和作用和水和能力也就隨之增大了,其結果是加大了水垢的溶解度,提高了水垢的溶解速度,從而具有了阻垢和溶垢的作用。

      3)靜電水處理的優點和不足=靜電水處理的優點和不足見表2-10。

      表2-10靜電水處理的優點和不足

      優點不足

      既可防(水)垢和除(水)垢,又可殺菌火藻;體積小;效果好;能耗??;設備經久耐用;管理方便,節約人力、物力和財力;不污染環境對水中金羼的腐蝕沒有明顯的抑制作用;對水中污垢的沉積也沒有明敁的抑制作用

      第2章屮央空調系統t要結構部件51

      (3)電子水處理器電子水處理法的設備與靜電水處理的相似,由直流電源和水處理器組成。

      1)不同點。兩者的不M點見表2-11。

      表2-11靜電水處理法與電子水處理法的不同點

      靜電水處理法電子水處理法

      靜電水處理器采用的是高壓電源電子水處理器采用低壓電源

      靜電水處理器采用的正電極是一個芯棒,芯棒外面套有聚四氟乙烯管電子水處理器之間的正極是條金屬電極,它的外面并沒有套上聚W氟乙烯管.而是與水直接接觸

      靜電水處理器最高水溫為sor電子水處理器最髙的工作水溫可達105X:

      靜電水處理器運行-段時間后,正極-般易被磨損或易粘附雜質電子水處理器運行-段吋間后,會生成一定鼉的鈣、鎂鹽類的結晶沉淀

      靜電水處理器正電極芯棒外面套釭聚四氣乙烯管,當水屮固體顆?;驊腋∥锖枯^高時,不會影響使用效果電子水處理器中的正極直接與水接觸,當水中固體顆?;驊腋∥锎瘟枯^髙時,會影響使用效果

      靜電水處理法適用的水質范圍為總硬度700mg/L(以CaCO3計),甚至可卨達800mg/L(以CaCO3計)電子水處理法適用的水質范圍為總硬度550mg/L(以CaCO3計)

      2)相同點。兩者的相同點如下:

      ①在一般情況下,兩種水處理器都要垂直放置,以免殼內產生泥沙或雜質淤積。

      ②靜電水處理器和電?水處理器兩者都應安裝在水泵出口之后,并盡量靠近需要防垢除垢的管段和用水設備。如果水泵也需要防垢除垢,則最好在水泵之前另安裝一臺水處理器。

      (4)離子棒靜電水處理器離子棒靜電水處理器是一種利用高壓靜電作用的新型水處理設備,它具有-定的防垢,除垢、緩濁及殺菌滅藻性能I-

      52中央空調淸洗技術

      (5)臭氧發生器

      1)臭氧的理化性質。臭氧是由3個氧原子組成的氣的同位異構體,在常態下是淡藍色氣體,具有特殊氣味=臭氧在水中溶解度很高,大約是氧氣的10倍。臭氧具有極強的氧化能力。

      2)臭氧殺菌滅藻原理及影響因素。臭氧殺菌主要是靠其分解后產生的新生態氧的氧化能力。臭氧首先與細胞壁的脂類的雙鍵起反應,穿破細胞壁進人細胞內,作用于外殼的脂蛋白和內面的脂多糖使細胞的通透性發生改變,最終導致細胞死亡。

      臭氧殺菌滅藻受臭氧濃度、水溫、pH值、水的濁度等因素影響。一般來說,臭氧濃度越高,殺菌作用越強。隨著水溫的增加,臭氧的殺菌效果也加強,但和其他消毒劑相比,臭氧的消毒效果受溫度影響較小。當水的pH值較高時,殺菌效果不好,應增加臭氧的投放量。水的濁度對臭氧殺菌有一定影響,若濁度在5mg/L以下,則影響不大。

      3)臭氧在冷卻水中的緩蝕與阻垢原理

      ①臭氧防腐原理。冷卻水系統的腐蝕主要是由于水中存在的溶解氧與金屬反應形成的化學和電化學腐蝕。實驗表明,臭氧是一種強氧化劑,其抑制腐蝕的原理和鉻酸鹽緩蝕劑的作用大致相似,主要原因是由于冷卻水中活潑的氧原子和亞鐵離子反應后,在陽極表面形成-?種含7_Fe2O3的氧化物鈍化膜,這種膜薄、密實且與金屬結合牢固,能阻礙水中的溶解氧擴散到金屬表面,從而抑制腐蝕反應的進行。同時,由于這種氧化膜的產生,使金屬的腐蝕電位向正方向移動,迅速降低了腐蝕速率。

      另外,臭氧法水處理不需要向水中投加藥劑,使排污量減少,鹽分的濃縮倍數高,循環水的pH值維持在8~9之間,屬弱堿性,減輕了腐蝕作用。

      ②臭氧阻垢原理。臭氧與水分子結合后,會立即發生還原反應,產生氧原子(0)和羥基(-OH):

      0廣02+(0)

      (0)+H,0-^20H

      第2卓中央空調系統主要結構部件53

      羥基(-0H)是~種催化劑,能使有機物R發生連鎖反應。

      0H+RH-+R-+H,0R-+0:一叫R0,-+HH-^ROOH+R

      ROOH^CO,

      因此,臭氧的強氧化性有效地控制了循環水中微生物的生長,減輕了生物污垢及其引起的垢下腐濁,臭氧不能直接氧化鈣、鎂鹽類的水垢成分,只能氧化垢層基質中有機物成分,使垢層變松脫落,從而起到阻垢的作用。

      4)臭氧發生器在中央空調冷卻水中的作用:中央空調冷卻水系統一般是連續投加臭氧,臭氧發生器可與循環水泵聯動,連

      續投加的臭氧量非常小,1m3/h的臭氧即可:由于空調冷卻水在循環回路中每循環一次,一般為幾分鐘,不會超過60min,根據經驗可只設一個臭氧注入點,添加點可設在循環水泵的出口或冷卻塔的水盤中。

      流量的循環冷卻水中加入0.lg/

      圖2-18臭氧發生器設在水泵出口的流程圖

      1一冷卻塔2—冷卻水循環水泵

      3—臭氧發生器4—引射水泵5—文丘里臭氧注射器

      ①投加點設在循環水泵出口。如圖2-18所示,臭氧發生器設在機房內,不需要特別保護,但由于設置了引射水泵,因而增加了水泵的耗電

      量。引射水泵及文丘里臭氧注射器的選擇需要計算。一般情況下,引射水泵及文丘里臭氧注射器由臭氧發生器制造商配套供應,設計人員只需按循環水流量選擇臭氧發生器的產氣量(按0.1()選?。┘搭?。

      ②投加點設在冷卻塔水盤中。如圖2-19所示,這種投加方

      54中央空調清洗技術

      式其設計、安裝十分方便,運行費用低,不需要引射水泵及臭氧注射器,但臭氧發生器需要靠近冷卻塔設置.需要加設防雨措施:臭氧發生器的產氣量按0.1(?為循環水泵流量)選取。

      進氣可采W

      ■>

      ypC___________________,

      ——j制冷機冷凝器I---

      圖2-19臭鉍發生器沒在冷卻塔水盤中的流程圖1一冷卻塔2—冷卻水循環水泵3—臭氧發生器

      2.2.2冷凍水系統及設備

      1.冷凍水系統的組成及工作原理

      如圖2-20所示為中央空調冷卻水和冷凍水系統流程圖;圖2-21所示為中央空調冷(熱)水系統流程圖。

      補水管

      IK縮機

      補水管、

      do00。

      溢流水管5-----

      膨脹閥

      CXI^Xh

      冷凍(煤冰系統

      冷卻水系統





      圖2-20中央空調冷卻水和冷凍水系統流程圖1一蒸發器2—冷凝器3—膨服水箱4一各房|川風機盤管5—冷凝塔6—逆流風扇7—噴淋器8—填料

      第2章中央空調系統上要結構部件55

      冷卻塔

      冷凍水系統包括冷凍水循環系統和熱水循環系統。

      (1)冷凍水循環系統中央空調設備的冷凍水回水經集水器、除污器、循環水泵進人冷水機組蒸發器內,吸收了制冷劑蒸發的冷量,使其溫度降低成為冷水,進人分水器后再送入空調設備的表冷器或冷卻盤管內,與被處理的空氣進行熱交換后,再回到冷水機組內進行循環再處理=

      (2)熱水循環系統主要是提供冬季空調設備所需的熱量,使其加熱空氣,熱水循環系統需包含熱源部分(這里對熱源部分不再做介紹)。

      總之,經制冷機(或換熱器)制得的冷凍水(或熱水)由水泵送到空調系統,放出冷量(或熱量)后,再回到制冷機(或換熱器)中進行制冷(或制熱),如此循環便是冷凍水系統的工作過程。

      2.冷凍水系統的種類

      冷凍水系統根據不同的情況可分為不同的形式,其類型及特點見表2-12:最常見的是中央空調冷凍水閉式循環系統

      3.冷凍水系統的供水方式

      空氣調節系統中冷凍水系統的供水方式分為開式系統和閉式系統兩種。

      56中央空調清洗技術

      表2-12水系統的類型及特點

      類型特征優點缺點

      閉式管路系統不與大氣相接觸.僅在系統最高點設置膨脹水箱1.管道與設備的腐蝕機會少2.不需克服靜水壓力.低揚程、小功率水泵即可滿足要求與蓄熱池連接比較復雜

      開式管路系統與大氣相通與蓄熱池連接比較簡單1.水中含氧量高,管路與設備的腐濁機會多2.需要增加克服靜水壓力的額外能量3.輸送能耗大

      同程式供、回水干管的水流方向相同;經過每-環路的管路長度相等1-水量分配、調P方便2.便r水力f?衡1.需設問程管.管道長度增加2.初投資稍高

      異程式供、回水干管的水流方向相反;經過每??環路的管路長度不等1.不需回程管、管路長度稍短,管路簡單2.初投資稍低1.水量分配,調節較難2.不便f水力平衡

      兩管制供冷、供熱合用同?管路1.管路系統簡單2.初投資省無法同時滿足供冷、供熱的需要

      H管制分別設置供冷、供熱管道與換熱器.但冷、熱回水的管道共用1.能同吋滿足供冷、供熱的需要2.管路系統較四管制簡單1.有冷、熱混合損失2.投資卨于兩管制3.管路布置較復雜

      四管制供冷、供熱的供、M水管分開設置,具冇兩套獨、):的系統1-能靈活實現同時供冷和供熱2.沒有冷、熱混合損失1.管路系統復雜2.投資商3.占用建筑空間大

      定流量系統中的循環水景十定,負荷變化時,通過改變供水或回水溫度來匹配1.系統簡單,調節方便2.不需要復雜的自控設備1.配管設計時.不能考慮同吋使用系數2.輸送能耗始終處于?設計的最大值

      第2章中央空調系統主要結構部件57

      (續)

      類型特征優點.缺點

      變流量系統中的供、回水溫度保持定值.負荷改變時,通過供水量的變化來適應1.輸送能耗隨負荷的減少而降低2.配管設計時,可以考慮同時使用系數,管徑相應減小3.水泵容量、電耗也相應減少1.系統較復雜2.必須配套自控設備

      單式泵冷、熱源側與負荷側合用一組循環水泵1.系統簡單2.初投資少1.不能調節水泵流量2.難以節省輸送能耗3.不能適應供水分區不同壓降較懸殊的情況

      復式泵冷、熱源側與負荷側分別配備循環水泵1.可以實現水泵變流量2.能節省輸送能耗3.能適應供水分區不同壓降4.系統總壓力低1.系統較復雜2.初投資稍高

      (1)開式系統如圖2-22所示為開式冷凍水系統的工作流

      程。

      圖2-22開式冷凍水系統的工作流程1_水箱式蒸發器2—臥式殼管式蒸發器3—水泵4一冷凍水供水箱5—冷凍水回水箱6—?空氣處理設備

      58中央空調清洗技術

      圖2-22a是采用開式冷凍水系統供水方式的水箱式蒸發器系統圖,圖2-22b是開式冷凍水系統的供水方式采用臥式殼管式蒸發器的系統圖。

      開式系統的共同特點是系統中有水箱,有較大的水容量。因此,水溫度比較穩定,蓄冷能力大,也不易凍結。但由于冷凍水的水面與空氣大面積接觸,所以系統的腐蝕性較強。

      (2)閉式系統閉式冷凍水系統的工作流程如圖2-23所示。

      圖2-23閉式冷凍水系統的工作流程1一集水器2—水泵3—風機4一膨脹水箱

      閉式冷媒水系統的供水方式系統中的載冷劑基本上不與空氣接觸,對管路設備的腐蝕較??;水容量比開式系統的??;系統中設有膨脹水箱。

      4.冷凍水系統的回水方式

      冷凍水系統的回水方式分為重力式回水系統和壓力式回水系統兩種。

      (1)重力式回水系統當空氣調節處理裝置與冷凍站有一定的高度差,且彼此相距較近時,1一般采用重力式回水系統,使回水借助重力自流回冷凍站。重力式回水系統示意圖如圖2-24所示。

      第2章中央空調系統主要結構部件59

      回水

      圖2-24重力式回水系統示意圖1_水泵2—止問閥3—廠通混合閥4—蒸發器

      重力回水方式結構簡單,在使用立式蒸發器時還可以不用設置回水泵;調節方便,工作穩定可靠。

      (2)壓力式回水系統壓力式回水系統即利用回水泵加壓以克服系統的高差和管道的沿程阻力,將回水壓送至冷凍站的回水系統。

      壓力式回水系統可分為敞開式和封閉式兩種:

      I)敞開式壓力回水系統。如圖2-25所示為敞開式壓力回水系統示意圖_

      沖fd水和沖洗水

      立式冷水箱

      冷凍水粟

      亡]!CZ1三通閥

      表面式

      空氣

      冷卻器


      圖2-25敞開式壓力回水系統(配表面冷卻器)示意圖

      60中央空調清洗技術

      當空氣調節處理裝置用噴淋水室時,由于噴淋水室底池要求保證一定的水位,不能直接抽取底池回水,因此,要設置回水

      箱。設置回水箱的敞開式壓力回水系統如圖2-26所示。

      噴淋水室底池的水自流到回水箱中,再由回水泵壓送到冷凍站?;厮涞奈恢猛ǔ?拷鼑娏芩?,一般設置在空調機房內。

      2)封閉式壓力回水系統。封閉式壓力回水系統如圖2-27所示。

      圖2-26設置回水箱的敞開式壓力回水系統示意圖

      圖2-27封閉式壓力回水系統示意圖1一膨脹水箱2—表面式空氣冷卻器3—三通閥4一冷凍水泵5—殼管式蒸發器

      封閉式壓力回水系統與敞開式回水系統比較,其結構比較簡單;冷量損失比較少。由于在系統的最高點設置了膨脹水箱,使整個系統均充滿了水。冷媒水泵不需克服水柱的靜壓力,僅需克

      第2章中央空調系統t要結構部件61

      服系統的摩擦阻力,減少了水泵的功率消耗、

      5.軟化水設備

      為了防止系統及設備結垢,中央空調水系統的冷凍水常采用軟化水。原水軟化的方法有三種,即離子交換法、軟化沉淀法和蒸餾法=這三種方法可以單獨使用,也可以復合使用3使用最多的方法是離子交換法,而又以鈉離子交換最為常用。

      (1)鈉離子交換器的交換原理在鈉離子交換器中裝有鈉型樹脂,硬水流過樹脂層面后,水中的Ca2+、Mg2'被樹脂中的Na+置換而軟化。離子交換劑往往都是很復雜的化合物,常以IV表示離子交換劑中的復雜成分,那么,作Na+交換用的樹脂的分子式,可用NaK表示。鈉離子交換軟化的化學反應方程式可寫為

      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

      從以上反應式可以看出,水中Ca2+、隨#+被^3+置換出來以后,就存留在交換劑中,而交換劑就由NaR變成CaR:或MgR2。當鈉離子交換劑中的Na+全部被Ca2+、Mg2+置換后(即離子交換劑都變成CaR:或MgR2后),交換劑就會失效,不再起軟化作用,這時就要用食鹽水進行還原,即再用Na+把交換劑中的Ca2+、Mg2+置換出來:

      CaR2+2NaC“2NaR+CaCl,

      MgR2+2NaCl->2NaR+MgCl,

      經還原以后,離子交換劑又成為NaR,則可恢復其置換Ca2\Mg2+的能力,重新起到軟化水的作用。

      經交換的水,暫硬(碳酸鹽)都變成NaHCO;等鈉的碳酸鹽。原來暫硬是堿,經鈉離子交換后仍是堿、所以,鈉離子

      62中央空調清洗技術

      交換只能軟化水,不能除堿,即經鈉離子交換前后水的堿度沒有

      變化。

      (2)鈉離子交換器的構造如圖2-28所示為鈉離子交換器的構造示意圖。

      圖2-28鈉離子交換器的構造示意圖1—分配漏斗2—環形管3—噴嘴4一離?■?交換劑層5—砂層6—泄水裝置7—混凝土層8—排氣管

      生水引入后,在交換器的頂部有水的分配漏斗1,使水分配均勻。鹽水相對密度大,同時送入的速度較小,故不能用分配漏斗分配鹽液,否則鹽液便形成一股液流,交換劑層有的部位就不能還原。鹽液送人后進人一環形管2,在環形管上裝有很多使鹽液噴散用的噴嘴3。4為離子交換劑層,5為砂層,砂層下為泄水裝置6,泄水裝置以下為混凝土層7。為了排除空氣,在交換器頂部有排氣管8。

      泄水裝置包括集水管,由集水管向兩邊引出很多平行的泄水管,泄水管的管端封閉。泄水管上部均勻分布著許多支管頭,在支管頭上用螺栓口擰緊由塑料做成的泄水罩(常稱水帽)。

      第2章中央空調系統t要結構部件63

      泄水罩上有很多縫隙或小孔,水可以從縫隙或小孔流人泄水管,但砂粒則不能通過。用縫隙式泄水罩時,交換器內可不設砂層。軟水由集水管從交換器底部引出。

      水的分配漏斗最大截面面積應為交換器截面面積的2%~4%;漏斗上口至交換器封頭頂的距離為100~150mm。有的交換器鹽水的環形管上沒有噴嘴,而只是鉆有孔眼,則孔徑一般為10~20mm,孔的總面積應使鹽水流速在1~1.5m/s。環形管上孔眼的噴射力不能過強,其距軟化劑表面的距離也不可太近,否則易使軟化劑表面沖成凹凸不平,影響軟化及還原效果,故有的交換器環形管的孔眼做成向上噴射,但這樣做,反沖時雜質又易堵塞孔眼。環形管中心圓的直徑可采取軟化器直徑的一半。交換器的直徑在lm左右的,環形管直徑采用25~40mm的管;交換器直徑大的軟化器可用50mm的管-

      離子交換器常用規格有小500、小750、小1000、和500、小2000及(/>250()。交換劑層高度有1.5tn、2m及2.5m。

      鋼質離子交換器,用樹脂為交換劑時,交換器的內壁必須采取防腐措施,以防樹脂“中毒”及罐體腐蝕3

      (3)鈉離子交換器的操作運行離子交換器的運行是按反洗、還原、正洗、軟化四個步驟周期性地運行的。

      1)反洗(或稱逆洗)。當離子交換劑失效后,就停止軟化工作,由下而上進行反洗,反洗的目的是:①使交換劑層翻松,為還原創造良好條件;②將交換劑層表面的泥渣等污物及破碎的交換劑細小顆粒沖出。

      若設有反洗水箱時,開始反洗是利用上一次還原時收集在反洗水箱中的正洗水,待正洗水耗盡后再用自來水進行反洗,以節約用水及充分利用食鹽。反洗時一定要把交換劑攪松,使混濁物沖洗出來,一般反洗強度在3~5I7(s?n?)(相當于空罐流速11~18m/h)。如沖洗不出混濁物,則反洗強度應加強,但反洗時發現有沉淀非??斓慕粨Q劑沖出來時,應降低反洗強度。反洗強度隨交換劑密度不同,也應有所不同。反洗要求一定的強度,若

      64中央空調清洗技術

      反洗水壓過低,水量過小,則反洗不完全,會使交換劑的工作交換能力大為降低,或增加鹽耗率。反洗強度也不可太大,否則交換劑易在反洗時流失。反洗系統出水要均勻,否則反洗強度大的地方交換劑層低,水流阻力??;反洗強度小的地方,交換劑層高,水流阻力大,造成水流短路而影響軟化效果。反洗時間一般為10~20min,每立方米交換劑正常反洗用水約為2.5~3m2。

      若生水懸浮物很少,如特別凈潔的自來水,且鹽水又經過機械過濾十分干凈,則每次還原前也可不反洗,而是每隔一次或兩次還原進行一次反洗。并且利用反洗水箱,將前兩次或三次還原后正洗時的后半段正洗水加以積存,則可節約大量自來水。

      2)還原(又稱再生)

      ①還原的目的。還原的目的就是使失效的離子交換劑恢復其軟化能力。

      ②還原的操作及注意事項。還原的操作方法基本上可歸納為兩種:一是流動還原,即鹽液以一定的速度流過交換劑層;二是浸泡還原,即將鹽液加人交換器中,使交換劑層在靜止的鹽液中浸泡。

      根據化學的分配定律,當還原用鹽濃度一定時,被還原而存在于鹽液中的鈣、鎂離子含量與交換劑中殘存的鈣、鎂離子含量,有一個固定不變的平衡常數。浸泡還原達到平衡后,離子交換劑中的鈣、鎂離子,就不能再被鹽液還原,再增加浸泡時間也就沒有什么意義了。而流動還原,總是由基本不含鈣、鎂離子的新鹽液與交換劑接觸能不斷置換出交換劑中的鈣、鎂離子。因此,流動還原比浸泡還原的再生度高,食鹽能較充分地被利用。流動還原要經過調試,確定合適的流速及鹽液濃度,否則,若流速過快或過慢,鹽液都不能充分被利用。

      在特殊的情況下,浸泡還原的效果也可能比流動還原好。例如:流動還原調節不當時;或交換器鹽液分布不好,產生偏流,采用流動還原時僅一部分失效的交換劑得到還原,總的再生度較低,采用浸泡還原再生度反而高些。

      第2草中央空調系統R要結構部件65

      有的操作是將鹽液分兩次還原,第一次鹽液濃度較小,第二次鹽液濃度加大,這樣可以提高再生度_有的先用廢鹽液還原,然后再用新鹽液還原,以節約食鹽3但需注意,收集廢鹽液時,必須把前次還原開始的廢鹽液排掉,只收"尾液”,因為開始時的廢鹽液中含鈣、鎂離子較多,不宜收集使用_

      還原時必須注意避免交換器下部被抽空,而使空氣漏人離子交換劑層之間。為此,有的在操作規程中規定:還原開始時,先打開交換器的放氣閥門及排水閥門,待上部水流盡后,關閉排水閥門,打開鹽水閥門,起動鹽水泵,至放氣閥門溢水時,關閉放氣閥門,打開下端排水閥進行還原。

      還原前必須檢查運行中交換器的鹽水閥門是否關閉,避免鹽水流人正在運行的離子交換器中,而使軟水中含鹽量和Ca_大量增加,造成事故、

      ③還原鹽水濃度。還原用鹽為工業用鹽,其硬度不能過大,將食鹽溶成10%濃度的溶液,其硬度應小于40mnwl/L,不溶物的量小于2%。

      鈉離子交換,按理論計算食鹽的單位耗量為58.5g/md,但實際耗量比理論耗量要大3.5~4倍,還原才能完全,:

      鹽水濃度對還原效果也有影響,太稀不能還原完全,太濃又浪費食鹽3常用濃度為5%-10%,以5%~8%為宜.:若采用分段還原,應先用3%鹽水還原,然后用8%~12%鹽水還

      原,可以提高還原效率。

      3)正洗。正洗的目的是清除殘余的還原劑及還原時的生成物(CaCl2&MgCl2等)。鈉離子交換器,正洗速度約為6~8m/h左右,正洗時間為30~40min,每立方米交換劑正洗用水約為5m3。

      停止正洗的標準一般規定為正洗水的殘留硬度小于0.15度或小于0.05,nmol/L,氯根不超過原水中氯根含量、

      如正洗后不立即投入運行,最好還原后不立即正洗,或先用20%-30%的正洗水量稍正洗一下,使交換劑浸在稀鹽溶液中,

      66中央空調清洗技術

      停1?2h后再正洗;或投人運行前再正洗。

      若要將正洗水存集于反洗水箱中時,正洗初期的正洗水排至

      排水溝中。當后半段正洗水的水樣中加人幾滴10%純堿溶液(NaCO3)不再混濁時,就將正洗水送人反洗水箱。

      4)軟化。工作正常的離子交換器,不論進人交換器的生水硬度如何變化,其出水(軟水)的殘留硬度都不受影響,交換器開始運行時,軟水殘留硬度稍高,此情況很短時間就消失,這種現象是正常的。然后軟水的殘留硬度就很小,并保持平穩,直到交換劑快失效前殘留硬度又稍有上升。當交換劑失效后,殘留硬度迅速增高。

      軟化過程宜連續運行,如中斷時間稍長,再進行軟化,在繼續軟化開始時也會產生軟水的殘留硬度稍有升高的現象。

      交換器開始運行時軟水堿度和氯根都稍有升高,這與硬度的變化規律相同。開始運行的一定時間內,堿度及氯根都有波動,性能越不好的交換器波動得越厲害。

      軟化的效果與軟化流速及交換劑的狀況有關,其關系如下:

      ①軟化流速。軟化時軟化流速是個很重要的因素,鈉離子交換以陽樹脂為交換劑時,推薦的過濾速度見表2-13。

      表2-13推薦的過濾速度

      生水含鹽量/(mmol/L)生水總硬度/(mmol/L)采用流速/(m/h)

      32.525

      65.320

      10.58.915

      2114.510

      ②交換劑及石英砂顆粒的均勻性。有時交換器內石英砂及交換劑顆粒不均勻,是使交換劑工作交換能力降低的一個原因。裝石英砂時應篩分,使每層砂粒都均勻;裝交換劑時應使0.25mm以下粉粒不超過5%,每裝750~1000mm高時,用水自下而上翻

      第2章屮央空調系統fc要結構部件67

      松,洗去粉狀細粒,直到沖洗水澄清為止。然后繼續裝料,.直裝到比設計高度高出70~100mmc全部裝好后再進行翻松,經過2O~25min后慢慢停止,這稱為水力分類,即最終使粗的交換劑在最下部,細的顆粒在交換劑表面,然后把最上層50mm左右最細的交換劑除去。*

      ③軟化劑“中毒”=如生水中Al3'、Fe3+等陽離子量多,這些離子電荷量最大,與軟化劑化合力最強,離子交換劑吸收這些陽離子后有部分是不可逆的,化合后難再分離,而使這部分交換劑失去軟化、還原作用?!爸卸尽焙蟊仨氂?%的酸沖洗,用H*才能置換掉AP+、Fe3+O

      軟化時必須進行化驗控制、在軟化前,進行2~3IT1in的校核性正洗,使cr達到標準再投人運行,這種做法是較好的。軟化時軟水的氯根及堿度可以每班分析?次。生水的氯根、硬度、堿度最好每班也分析-??次.軟水的硬度要經?;?。

      6.定壓設備

      中央空調水系統定壓的目的有兩個:一是要保證水系統中各處的壓力均要高于各處水溫所對應的飽和壓力,以防止水系統中的水汽化;二是要保證水系統無論在運行中還是停ih運行時,管路及設備中都要充滿水,以防系統中的水倒空,吸入空氣。

      空調水系統中采用的定壓方法主要有三種:膨脹水箱定壓、氣壓罐定壓和補給水泵定壓。這里,主要介紹膨脹水箱定壓、

      采用封閉式冷凍水供水方式的系統中設冇膨脹水箱,膨脹水箱有開式高位膨脹水箱和閉式低位膨脹水箱兩種

      (1)開式高位膨脹水箱開式高位膨脹水箱適用于中小型低溫水供暖及空調系統。其設計安裝要點如T:

      1)膨脹水箱安裝位置,應考慮防止水箱內水的凍結=若水箱安裝在非供暖的房間內,應考慮保溫。

      2)膨脹管在機械循環系統中接至系統定壓點,一般接至水泵人口前。.循環管接至系統定壓點前的水平回水干管上,該點與定壓點之間應保持不小于1.5~3m的距離。

      68中央空調清洗技術

      3)膨脹管、溢流管和循環管上嚴禁安裝閥門,而排水管和信號管上應設置閥門c

      4)設在非供暖房間的膨脹管、信號管和循環管均應保溫:(2)閉式低位膨脹水箱當建筑物頂部安裝開式高位膨脹

      水箱有困難時,可采用氣壓罐方式。采用這種方式時,不僅能解決系統中水的膨脹問題,而且可與系統的補水和穩壓結合起來。氣壓罐一般安裝在空調機房內,其工作原理如圖2-29所

      圖2-29氣壓罐工作原理圖1一補給水泵2—補氣罐3—吸氣閥4一止回閥5—闡閥6—氣壓罐7—泄水電磁閥8—安全閥9—自動排氣閥

      W—壓力控制器電接點壓力表12—高位膨脹水箱

      氣壓罐的工作原理如下:

      D自動補水。按系統循環穩壓要求,在壓力控制器10內設定氣壓罐6的上限壓力/\和下限壓力P,,一般/、1=/>2-(0.03-0.()5)MPa.-當需給系統補水時。氣壓罐6的氣枕壓力P隨水位下降.當P下降到下限壓力A時接通電動機,起動水泵.把儲水箱內的水壓入補氣罐2,使罐內的水位和壓力上升:壓力上升到上限壓力時,切斷水泵電源,停止補水.此時補氣罐2內的水位下降吸開吸氣閥3.使外界空氣進人補氣罐2。

      第2章中央空調系統主要結構部件69

      在如此循環工作中,不斷給系統補充所需的水量。

      2)自動排氣。由于水泵每工作一次,給氣壓罐補氣一次,罐內的氣枕容積逐步擴大,水位亦逐步下降,當下降到自動排氣閥9限定的水位時,排出多余的氣體,恢復正常水位。

      3)自動泄水。當系統的熱水膨脹,使熱水倒流到氣壓罐6內,其水位上升時,罐內壓力Z3亦上升。當壓力超過靜壓0.01-0.02MPa,即達到電接點壓力表11所設定的上限壓力時接通并打開泄水電磁閥7,把氣壓罐內的水泄回到貯水箱=泄水到電接點壓力表11所設定的下限壓力P3,一般取P,=P4-(0.02-0.04)MPao

      4)自動過壓保護。當氣壓罐內的壓力超過電接點壓力表11所設定的上限壓力^時,自動打開安全閥8,和泄水電磁閥7一同快速泄水,迅速降低氣壓罐壓力,達到保護系統的目的。安全閥8的沒定壓力尸5,一般P5=尸4+(0.01~0.02)MPa。

      7.冷凍水循環泵

      冷凍水循環泵同冷卻水循環泵一樣,-般也采用離心水泵或管道泵,具體參閱冷卻水泵部分:

      2.3中央空調系統熱濕處理設備

      本節中,我們主要就中央空調系統的熱濕處理設備做一具體的了解。

      2.3.1空氣處理設備

      1.風機盤管

      這里不做介紹,可參閱其他有關圖書。

      2.表面式空氣換熱器

      表面式空氣換熱器是在中央空調系統中水和空氣通過壁面進行熱交換的設備。具有結構簡單、占地小、水質要求不高、水系統阻力小等特點,已成為常用的空氣處理設備,,

      70中央空調請洗技術

      (1)分類表面式換熱器包括空氣加熱器和表面冷卻器兩類,前者用空氣或蒸汽作熱媒,后者用冷水或冷卻劑作冷媒。因此,表面式空氣換熱器既能對空氣進行加熱,又能對空氣進行減濕和冷卻處理。

      (2)構造表面式換熱器有光管式和肋管式兩種:光管式表面換熱器由于傳熱效率低已很少使用。肋管式表面換熱器由管和肋片構成,如圖2-30所示。

      1冷(熱)煤\

      ,「A++j門戶'丫聯箱

      護板

      —<-^iIBl一li圭一

      —,8s

      '肋管

      ?聯箱2

      ~0


      閣2-30肋管式表面換熱器

      根據加工工藝的不同,肋片管又可以分為繞片管、串片管和軋片管。

      1)繞片管。如圖2-31a所示,將銅帶或鋼帶用繞片機緊緊地纏繞在管上可制成皺折式繞片管.

      皺折的存在既增加了肋片和管的接觸面積,又增加丁空氣流過時的擾動性,因而能提高傳熱系數。但是皺折的存在也增加r空氣的阻力,而且容易集灰,不便清理。為了消除肋片與管之間接觸處的間隙,可將這些換熱器鍍鋅、錫、浸鍍鋅、錫還可以防止金屬生銹。

      有的繞片管不帶皺折,它們是用延展性好的鋁帶繞在鋼管上制成的,如圖2-31b所示。

      第2章中央空調系統主要結構部件71

      2)串片管。如圖2-31c所示,將事先沖好管孔的肋片與管束串在一起,經過脹管后可制成串片管。串片管生產的機械化程度可以提高,現在大批銅管鋁片的表面式換熱器均用此法生產。

      3)軋片管。如圖2-31d所示,用軋片機在銅管或鋁管外面軋出肋片便成了軋片管。由亍軋片管的肋片和管是一個整體,沒有縫隙,所以傳熱性能更好,但是軋片管的肋片不能太高,管壁不能太薄。

      圖2-3le所示的二次翻邊片可進一步強化管外側的熱交換系數,并可提高賬管的質量。


      圖2-31各種肋片管式換熱器的構造


      3.噴水室

      噴水室是一種直接接觸式的空氣熱濕處理設備,噴水室不僅能夠實現對空氣的加熱、冷卻、加濕或減濕等多種處理,而且還具有凈化空氣的能力。但它也有對水質要求高、占地面積大、水泵耗能多等缺點。因此目前在一般建筑中已不常使用,或僅作為加濕設備使用。

      (1)分類噴水室的分類見表2-14。

      72中央空調清洗技術

      表244噴水室的分類

      分類方法形式

      按放置方法分類有立式和臥式

      按空氣的流動速度分類有低速噴水室和高速噴水室

      按噴水室的級數分類有單級噴水室和雙級噴水室

      (2)構造如圖2-32所示為目前應用較廣的單級、臥式、低速噴水室的結構示意圖:

      圖2-32噴水室結構示意圖

      1一前擋水板2—噴嘴與排管3—后擋水板4一底池5—冷水管6—濾水器7—循環水管8—三通混合閥9■-水泵10—供水管11一補水管12—浮球閥13—溢水器14一溢水管15—泄水管16—防水燈17—下檢查門18_外殼

      圖2-32中,前擋水板有擋住飛濺出來的水滴和使進風平均流動的雙重作用,因此有時也稱它為均風板」被處理的空氣進人噴水室后經噴水管流出,與噴嘴中噴出的水滴相接觸進行熱濕交換,然后經后擋水板流走,后擋水板能將空氣中夾帶的水滴分離出來,以減少噴水室的“過水量”。

      在噴水室中,通常設置1~3排噴嘴,最多4排噴嘴_噴水

      第2卓中央空調系統Ji要結構部件73

      方向根據與空氣流動方向相同與否分為順噴、逆噴和對噴3從噴嘴噴出的水滴完成與空氣的熱濕交換后落人水池中:

      在夏季,隨著被處理空氣溫度的降低,空氣中的水蒸氣冷凝成水滴落入底池,底池中的水就會逐漸增多,達到一定位置后,就會通過溢水管被水泵吸人冷水機組,重新冷卻再利用=在冬季,噴水室常用來給加熱后的空氣進行加濕,底池中的水就會逐漸減少,當減少到一定程度時,浮球閥開啟,向底池中補水,補到一定程度,浮球閥自動關閉,以保證底池中的水位穩定。底池和四種管道相通:

      1)循環水管。底池通過濾水器與循環水管相連,使落到底池的水能重復利用。濾水器的作用是清除水中的雜物,以免噴嘴堵塞。

      2)溢水管。底池通過溢水器與溢水管相連,以排出水池中維持一定水位而多余的水,在溢水器的喇叭口上有水封罩可將噴水池內、外空氣隔絕,防止噴水池內產生異味。

      3)補水管。當用循環水對空氣進行絕熱加濕時,底池中的水將逐漸減少,泄漏等原因也可能引起水溫降低。為了保證底池水位高低一定,且略低于溢水口,需設補水管并經浮球閥自動補水:

      4)泄水管。為了檢修、清洗和防凍等目的,在底池的底部需設泄水管,以便在需要泄水時,將池內的水全部泄至下水道。

      為丁觀察和檢修的方便,噴水室應有防水照明燈和密封檢查門3

      4.電加熱器

      在中央空調系統中,除了用表面式換熱器加熱空氣外,還可采用電加熱器對空氣進行加熱:

      電加熱器是通過電阻絲將電能轉化為熱能來加熱空氣的設備:它具有結構緊湊、加熱均勻、熱量穩定、控制方便等優點:但由于電加熱器是利用高品位能源,所以只適合在一部分空調機

      74屮央空調清洗技術

      組和小型空調機組中使用。在恒溫精度要求較高的大型空調系統屮,也常用電加熱器控制局部或作末級加熱器使用。

      電加熱器有裸線式和管式兩種。

      (1)裸線式電加熱器裸線式電加熱器加熱迅速、惰性小、機構簡單;但易斷線和漏電,安全性差,所以使用時必須要有可靠的接地裝置,并應與風機連鎖運行,以免發生安全事故:,

      抽屜式電加熱器是一種常用的裸線式電加熱器:

      (2)管式電加熱器管式電加熱器由管狀電熱元件組成,這種電熱元件是將金屬絲裝在特制的金屬套管中,中間填充導熱性好的電絕緣材料。

      管式電加熱器加熱均勻、熱量穩定、經久、耐安全性好,可直接裝在風道內,但其惰性較大,結構復雜_

      5.空氣加濕設備

      (1)蒸汽加濕器

      1)蒸汽噴管蒸汽噴管是最簡弟的加濕裝置,它由直徑略大于供汽管的管段組成。管段上開有多個直徑為2~3mm的小孔。蒸汽在管網壓力的作用下,由這些小孔噴出,混合到流經噴管周圍的空氣中去。小孔的數目及直徑大小應根據需要的加濕量來確定。

      2)干式蒸汽加濕器。干式蒸汽加濕器是由蒸汽噴管、分離室、干燥室和電動或氣動調節閥組成的裝置,如圖2-33所示。

      干式蒸汽加濕器的工作原理如下:

      蒸汽先進人噴管外套,加熱管壁,再經擋板進入分離室,由于蒸汽流向的改變,通道面積的增大,蒸汽流速降低,所以有部分冷凝水析出。分離出冷凝水的〒蒸汽,由分離室頂部的調節閥節流降壓后進人干燥室,第二次分離出冷凝水,處理后的干蒸汽經消聲腔進入噴管,由小孔噴出,對被調節空氣進行加濕。分離出的冷凝水由疏水器排出。

      干蒸汽加濕器具有加濕速度快、均勻性好、能獲得高濕度、安裝方便、節能等優點。

      第2章屮央空調系統t要結構部件75

      蒸汽進水

      ^

      控制器

      度拕節

      開度調

      孔濕器

      ^■*'制\

      設〒孔管

      風道

      ?離筒遇擋板擴容面分離去水滴

      Q0060


      設有套筒的蒸汽干燥宇

      接間水管

      Q

      圖2-33干式蒸汽加濕器示意閿

      (2)電加濕器

      1)電極式加濕器6電極式加濕器的結構如圖2-34所示。

      圖2-34電極式加濕器的結構示意圖

      76中央空調清洗技術

      電極式加熱器是利用三根銅棒或不銹鋼棒插人盛水的容器中作電極,將電極三相電源接通后,就有電流從水中流過。在這里水是導體.由于水的電阻比較大,因而能被加熱蒸發成蒸汽。

      除了三相電外,也有使用兩根電極的加濕器:

      電極式加濕器結構緊湊,而且加濕量也容易控制,所以用得較多。它的缺點是耗電量大,電極上易結水垢和腐蝕=

      2)電熱式加濕器。如圖2-35所示,電熱式加濕器是用管狀

      元件通電之后將水加熱而產生蒸汽:補水靠浮球閥自動控制,以免發生斷水空燒現象。此種電熱式加濕器的加濕量大小取決于水溫和水的表面積。

      電熱式加濕器的排污周期與電極式基本相同,其除垢周期比電極式加濕器應稍短些。

      6.空氣去濕設備

      (1)加熱通風去濕機加熱通風去濕機由加熱器、送風機、排風機組成。它將室內濕度較高的空氣排到室外,而將室外空氣吸入并加熱后送入室內,以達到對室內空氣去濕的目的

      (2)制冷式機械去濕機制冷式機械去濕機由制冷系統和通風系統組成,如圖2-36所示、

      制冷系統采用單級蒸汽壓縮制冷,由壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發器等實現制冷劑循環制冷,并使蒸發器表面溫度降到空氣露點溫度以下.這樣當空氣在通風系統的作用下經過蒸發器

      第2章屮央空調系統上要結構部件77

      時,空氣中的水蒸氣就凝結成水而析出,使空氣中的含濕M降

      低。而后,空氣又經冷凝器,其相對濕度下降后,經通風系統返回室內達到去濕的目的。

      (3)吸收式去濕機按除濕物質的狀態,吸收式去濕機可分為固體去濕機和液體除濕機兩類。這里我們僅就固體去濕機做具體的了解。

      固體去濕機可分為硅膠去濕機、氯化鋰除濕機兩類。

      吸收其散發的熱量后溫度升高,使

      圖2-36制冷式機械去濕機I一風機2—冷凝器3■-毛細管

      s’

      1)硅膠去濕機。硅膠去濕機是利用硅膠來吸收空

      氣中的水蒸氣,達到給空氣4一空氣過濾器5-蒸發器6-集水盤去濕的目的:常見的硅膠去7—冷凍機8—機殼

      濕機有三種形式:抽屜式,固定轉換式和電加熱轉筒式。

      ①抽屜式去濕機的結構如圖2-37所示。



      r.

      —-L

      1

      圖2-37抽屜式去濕機的結構1-■外殼2—抽屜式除濕層3—分風隔板4_密封門

      抽屜式去濕機的工作原理如下:

      需要去濕的空氣在風機的作用下由分風隔板進人硅膠層除

      78中央空調清洗技術

      濕,除濕后的干燥空氣由風道送入房間。

      硅膠的吸水能力有一定限制,沒有吸水的硅膠為淡紫色顆

      粒,隨著吸收量的增加,顏色逐漸變為淡粉色,最終失去吸水能力。當硅膠失效后,應取出抽屜,取下硅膠,通過加熱的方法,將失去吸水能力的硅膠再生或更換新的硅膠。

      ②固定轉換式去濕機的結構如圖2-38所示:

      8

      圖2-38固定轉換式去濕機的結構1_濕空氣人口2、7—風機3、5—轉換開關4.9一硅膠筒6—加熱器8—再生空氣人口

      固定轉換式去濕機的工作原理如

      工作時,它的兩個硅膠筒輪流進行吸水工作,空氣經風機及轉換開關進人左邊的硅膠筒吸水后經轉換開關5排出后由風道送入室內:同時空氣還由風機7作用,經加熱器升溫后進人另一個硅膠筒給硅膠加熱使其再生。它們通過轉換開關控制3

      ③電加熱轉筒式去濕機的結構如圖2-39所示。

      電加熱轉筒式去濕機的工作原理如下:

      電加熱轉筒式去濕機中裝有一個硅膠筒,工作時硅膠筒就緩

      第2章中央空調系統主耍結構部件79

      W2-39電加熱轉筒式去濕機的結溝1一箱體2—硅膠轉筒3_電加熱器4—密閉隔風板5—濕空氣進U6—蒸發器7—離心式風機8—干空氣出風[丨9一再生空氣進口10—再生空氣出口

      慢轉動.由密閉隔風板分成再生區和除濕區??諝饨浾舭l器降溫后進人除濕區,除濕后由風機送入室內,與此同時,再生區的硅膠則被加熱而恢復吸水能力后再轉到除濕區進行除濕。

      2)氯化鋰除濕機。氯化鋰除濕機的結構如圖240所示。氯化鋰除濕機的除濕系統由吸濕轉輪、風機、過濾器等組

      成,吸濕轉輪是將吸濕劑和鋁均勻地吸在兩條石棉紙上,再將紙卷成具有蜂窩通道的圓柱體,其中吸濕劑是用來吸收水分的,而鋁的作用是將吸濕劑固定在石棉紙上。

      其再生系統由電加熱器、風機和隔板組成,隔板將轉輪分成再生區和吸濕區。

      氯化鋰轉輪除濕機的工作原理如圖241所示。

      80中央空調清洗技術

      再生空氣入口

      處理空氣出口

      圖240氯化鋰除濕機的結構1一機殼2—電動機3—減速器4一傳動裝置5—轉芯6—除濕空氣用過濾器(楔形、泡沫塑料)7—再生風機

      8—電器控制箱9一電加熱器10—調風閥11一再生空氣用過濾器(板式,泡沫塑料)12—動力配電箱13—電接點溫度計

      圖241氯化ffl轉輪除濕機的L作原理

      第2章屮央空調系統fc要結構部件81

      需要除濕的空氣在風機的作用下進人吸濕轉輪,失去水分后送入空調房間:再生空氣在再生風機的作用下進人再生區,經加熱器加熱至120丈后,將轉輪內水分汽化后帶出箱外并排出室外,可以連續地取得干燥空氣。

      2.3.2空氣質量控制及凈化設備

      1.活性炭吸附器

      (1)活性炭活性炭的主要材料為硬質植物和果核等,經過加工活化后,碳的內部形成極小的非封閉孔隙.lg活性炭的有效接觸面積高達1000m2,而每升活性炭就有485g,因此,它具有很強的吸附能力對?些氣體而言,活性炭的吸附量等于它本身質量的1/6~1/5。

      活性炭的吸附量在接近或達到吸附保持量時,其吸附能力將下降或失效,這時就需要更換已飽和的活性炭或對其再生。表2-15中提供了服務對象不同的通風空調所需的活性炭用量及其壽命(或再生周期)。

      表2-1S活性炭用量及其壽命

      用途每lOOOm'/h所需活性炭用量平均使用壽命

      居住建筑10>2年

      商業建筑10-121.0~1.5年

      工業建筑160.5?1.0年

      (2)活性炭吸附器活性炭呈顆粒狀,可以裝在不同形狀的多孔或網狀的容器內形成活性炭吸附器。為防止活性炭吸附器被灰塵堵塞,應沒置初效過濾器加以保護:

      活性炭吸附器是用活性炭吸附有毒有害成分的特性來凈化空氣的,可利用不同的浸漬劑來有針對性地凈化空氣?;钚蕴坎荒茉偕?,或者再生不經濟,僅能一次性使用。因此,活性炭空氣凈化器多用于小型空調系統,

      82中央空調淸洗技術

      2.負離子發生器

      在雨后森林中,人們普遍感覺空氣清新,這主要是由于空氣中負離子增多。通常在潔凈的山區離子濃度可達2000個/cm3以上,在農村可達1000~1500個/cm3,而在城市則只有200~400個/cm3。一般空氣中正離子數大于負離子數。

      一些研究結果認為:負離子對人體有良好的生理作用,可降低血壓、抑制哮喘、對神經系統有鎮靜作用并有利于消除疲勞等。

      為增加負離子的濃度,可采用人工產生負離子的方法,即利用電暈放電、紫外線照射或利用放射性物質使空氣電離。比較常用的方法是利用電暈放電法。人工負離子發生器類似于靜電集塵器的原理,不過不是要使負離子不被吸引中和,而是通過離子流或通過專設的風扇使空氣中的負離子增加,達到改善空氣質量的目的。

      負離子發生器隨其功率的大小所產生的負離子數量有懸殊差異,同時也與距離有極其密切的關系,并且容易吸附灰塵堵塞而難以清洗,因而使得該技術的應用受到很大的局限-

      3.光觸媒型空氣凈化器

      它是國外推出的新型高效空氣凈化材料光觸媒,應用于健康空調。

      一般認為,光觸媒就是經過光敏劑嚴格處理的活性炭,光敏劑是光觸媒的核心。光觸媒的工作原理是利用涂敷光敏劑的活性炭微孔來吸附有害氣體。連續使用0.5~1年,達到一定飽和程度后,將其拆卸下來,置于陽光下暴曬6~8h,再置于室外大氣中晾曬8~16h即可重新使用3

      應該指出的是,光觸媒裝置同時必須設置初效過濾器,以保護光觸媒空氣凈化器的使用壽命。

      4.生物透析膜片除臭系統

      它是美國的VAPORTEK公司研制的一種新式生物透析膜片除臭系統。該膜片釋放的脫臭離子不僅可以除去空氣中的臭氣成

      第2章中央空調系統主要結構部件83

      分,并且更能積極地滲透到墻壁、家具、床、器具、地毯等內部于根源處切斷臭味的產生可用于辦公室、飯店、住宅等臭味強度比較低的場合,也可用于生產過程中產生臭味強度比較大的場所。

      5.空氣過濾器

      空氣過濾器可分為初效過濾器、中效過濾器和高效過濾器。此外,也有用靜電的,還有結合各種新技術的。

      (1)初效過濾器初效過濾器主要過濾10~100(jini的大顆粒物質,多以粗、中孔泡沫塑料和無紡布等為原料,用F空氣預處理。

      (2)中效過濾器中效過濾器主要過濾1~lOpjn的灰塵,多以細孔泡沫塑料和合成纖維為原料。

      (3)高效過濾器高效過濾器主要過濾微小顆粒物質,多以玻璃纖維和合成纖維為原料。

      6.靜電集塵器

      在空調凈化中,常用的靜電集塵器為兩段式:第一段為電離段,第二段為集塵段。

      在電離段,由電源輸出的高電壓使正電極表面電場非常強,以致在空間內產生電暈,形成數量相等的正離子和負離子。正離子被接地負極所吸引,負離子被放電正極所吸引,由于放電正極和接地負極之間形成的電位梯度是很大的不均勻電場,負離子易被放電正極所中和。因此,當氣溶膠粒子通過電離段時,多數附有正離子,使微粒帶正電,少數帶負電3

      在集塵段,由平行金屬板相間構成正負電極,在正極板上加有高電壓,以產生一個均勻平行的電場,帶正電的粒子流入該平行電場后,則被正極板排斥,被負極板吸引并最終被捕集。帶負極的粒子正好相反,被正極所捕集。

      靜電集塵器的集塵效率主要取決于電場強度、氣溶膠流速、塵粒大小及集塵板的幾何尺寸等。

      積在極板上的灰塵需要定期清洗,小型靜電集塵器的集塵段

      84中央空調清洗技術

      可整體取出清洗。清洗后需烘干再用。

      2.3.3空氣輸送設備

      1.風機

      風機是確??諝庠谙到y中正常流動的動力源,它提供的動力包括動壓和靜壓兩部分。動壓是空氣產生流動的壓力;靜壓則是用于克服空氣在管道中流動的阻力,二者之和稱為全壓。

      風機主要分為離心風機、軸流風機和其他風機。

      (1)離心風機離心式風機具有風壓高、風量可調、相對噪聲較低、可將空氣進行遠距離輸送的特點,適用于噪聲要求較低、高風壓的場合。

      1)結構。離心風機的空氣流向垂直于主軸,它主要是由葉輪、機殼、出風口、進風口和電動機組成:葉輪安裝在電動機主軸上隨著電動機高速轉動。葉輪上的葉片將空氣從進風口吸入,然后被甩向機殼,并由機殼收集、增壓后由出風口排出。

      2)分類。離心風機按出口方向可分為左旋和右旋,從電動機一端正視,葉輪順時針方向旋轉稱為右旋,逆時針方向旋轉稱為左旋。

      (2)軸流風機軸流式風機風壓較低、風量較大、噪聲相對較大、耗電少、占地面積少、便于維修。

      軸流式風機的空氣流向平行于主軸,它主要由葉片、圓筒形出風口、鐘罩型進風口、電動機組成。葉片安裝在主軸上,隨著電動機高速運動,將空氣從進風口吸入,沿圓筒形出風口排出。

      (3)其他風機

      1)貫流式風機。貫流式風機采用一個筒形葉輪,其噪聲介于離心風機和軸流風機之間,可獲得扁平而高速的氣流,出風口細長,結構簡單,常用于風幕機、風機盤管和家用空調室內側風機:

      2)混流式風機?;炝魇斤L機又稱子午加速軸流風機。它兼有離心風機和軸流風機的優點,其出風筒為錐形,空氣在其中被

      第2茯中央空調系統主要結構部件85

      加速,它既能產生高風壓,又能維持軸流風機的高風量。另外,混流式風機還具有結構簡單、造價低、維護方便等特點。

      2.風道

      (1)材料

      1)金屬風道。金屬風道的材料有鍍鋅鐵皮、薄鋼板和不銹鋼板等=

      2)非金屬風道。非金屬風道的材料有玻璃鋼、塑料、混凝土風道等。

      3)新型材料風道。在新型空調中也有用玻璃纖維板或兩層金屬間加隔熱材料的預制保溫板做成的風道,但造價較高。

      (2)形式風道按幾何形狀有圓形風道和矩形風道兩種。

      1)圓形風道。圓形風道的強度大、消耗材料少,但加工工藝較復雜,占用空間大,不易布置美觀,常用于民用建筑的暗裝,或用于工廠廠房、地下人防的暗裝管道。

      2)矩形風道。矩形風道易亍布置,便于與建筑空間配合,且容易加工,因而目前使用較為普遍。

      (3)風道保溫風道的保溫是為了減少管道的能量損失,防止管道表面產生結露現象,并保證進入空調房間的空氣參數達到規定值。

      目前常用的保溫材料有阻燃性聚苯乙烯或玻璃纖維板,以及較新型的高倍率的獨立氣泡聚乙烯泡沫塑料板。

      風道的保溫結構由防腐層、保溫層、防潮層和保護層組成。防腐層一般為1~2道防腐漆。常用的保護層和防潮層有金屬保護層和復合保護層兩種。金屬保護層常采用鍍鋅薄鋼板或鋁合金板;而復合保護層則有玻璃絲布、復合鋁箔及玻璃鋼等。

      3.送、回風口

      (1)風口的作用經過熱濕處理的空氣通過送風口送入室內,進行熱濕交換后,空氣通過回風口回到空調機組中再進行處理。合理地選擇送、回風口的形式,確定送、回風口的位置,就可以在整個房間形成均勻的溫度、濕度、氣流速度和空氣潔凈

      86中央空調清洗技術

      度,以滿足生產工藝的要求和人員的舒適要求。

      (2)風口的類型空調工程中常用送風口的類型、特點及

      適用范圍見表2-16:常用的回風口有網格式、固定百葉式和活動百葉式。

      表2-16常用送風口的類型、特點及適用范圍

      空氣分離器的類屯送風口類型形式氣流類型及調節性能適用范圍備注

      側送風U格柵送風口有葉片固定和葉片可調兩種,不帶風量調節閥1.屬圓射流2.葉片可調格柵,可根據需要調節上H頃角或擴散角3.不能調節風口風量要求不高的一般空調葉片固定的格柵送風口可做回風口用.也可做新風「I

      單層百葉送風口葉片橫裝為H型,豎裝為V型,均帶有對開式風量調節閥1.屬圓射流2.H型可調豎向擴散角度,V型可調水平擴散角度用T-般精度的空調工程單層百葉風口與過濾器配套使用可做回風U

      雙層百葉送風口外層葉片橫裝,內層葉片豎裝為HV型.外層葉片豎裝,內層葉片橫裝為VH型,兩種形式均帶有對開式風量調節閥.也可裝配町調式導流片1.屬圓射流2.外層葉片可調,可根據需要調傳豎向以及水平擴散角度用于公共建筑的舒適性空調,以及較高精密的工藝性空調葉片可調成四種吹出角,調整范闈為0°~180°

      條縫形百葉送風n長寬比大于10.葉片橫裝可調的格柵風U,或者與對開式風量調節閥組裝在一起的條縫百葉風口1.屬平面射流2.根據需要可調節上下傾角3.必要時可調節風量可做風機盤管出風口

      第2卓中央空調系統主要結構部件87

      (續)

      空氣分離器的類屯送風口類型形式氣流類型及調節性能適用范圍備注

      散流器圓形(方形)直片式散流器擴散圈為三層錐形面,拆裝方便,可與單開閥板式或雙開閥板式風量調節閥配套使用1.擴散圈掛在上.面一檔呈下送流型,掛在下面一檔呈平送流型2.能調節送風量用于公共建筑的舒適性空調和]:藝空調

      圓盤形散流器圓盤呈倒磨菇形,拆裝方便??膳c單開成雙開閥板風量調疚閥配套使用1.圓盤掛在上面一檔呈下送流型,掛在下面?檔呈平送貼附流型2.能調節送風置

      流線型散流器散流器及其擴散圈呈流線型,可調節風量氣流呈下送流裀,采用密集布置用于凈化空調

      方形(矩形)散流器擴散圈的形式有十多種,可形成1?4個不同的送風方向.可與對開式多葉調節閥或單開閥板式調節閥配套使用,拆裝方便1.平送貼附流型2.能調節送風量闬f?公共建筑的舒適性空調

      條縫(線形)形散流器長寬比很大,葉片單向傾斜為-?面送風,葉片雙向傾斜為兩面送風氣流呈平送貼附流型用于公共建筑的舒適性空!調

      88中央空調清洗技術

      (續)

      空氣分離器的類型送風口類型形式氣流類型及調節性能適用范圍備注

      噴射型送風口圓形噴□出口帶較小的收縮角度屬于圓射流,不能調控送風量用于公共建筑和高大廠房的一般空調

      矩形噴匚1出口漸縮。與送風主管流量調節閥配套使用屬于圓射流,能調控送風量用T公共建筑和高大廠房的一般空調

      球形旋轉噴口帶較短的圓柱噴U,與轉動球體相連接屬于圓射流,既能調節氣流方向乂能調節送風量用于空調和通風位送風

      無芯管旋流送風口圓柱形旋流送風□由風口殼體與無芯管起旋器組裝而成、帶風量調節閥向下吹出流型用于公共建筑和工業廠房的一般空調

      旋流吸頂散流器可調成吹出流型和貼附流型

      旋流凸緣散流器可調成吹出流型、冷風散流型和熱風貼附流型

      條形送風口活葉條形散流器J長寬比十分大,在槽內采用兩個可調葉片來控制氣流方向可調成平送貼附流型,也可調成垂直F送流型,可使氣流朝一側送出.也可朝兩側送出用于公共建筑的舒適性空調

      第2章中央空調系統主要結構部件89

      (續)

      空氣分離器的類型送風口類型形式氣流類型及調節性能適用范圍備注

      孔板送風口擴散孔板送風口由鋁合金板和髙效過濾器組成的高效過濾送風□亂流型用于亂流潔凈室的末端送風裝置,也可作為凈化系統的送風口

      4.風閥

      中央空調系統的風閥可分為一次調節閥、自動調節閥和防火排煙閥。

      (1)一次調節閥一次調節閥主要用于系統調試,調好后閥門位置就保持不變,如三通閥、蝶閥、對開多葉閥、插板閥等。

      (2)自動調節閥自動調節閥是系統運行中需要經常調節的閥門,它要求執行機構的行程與風量成正比或接近成正比,多采用順開式多葉調節閥和密封對開多葉調節閥。新風調節閥常采用順開式多葉調節閥;系統風量調節閥多采用密封對開多葉調節閥。

      (3)防火排煙閥

      1)防火閥。防火閥用于與防火分區貫通的場合。當發生火災時,火焰侵入煙道,高溫使閥門上的易熔合金熔解,或使合金產生變形而使閥門自動關閉。防火閥與普通的風量調節閥結合使用可兼起風量調節的作用,則可稱為防火調節閥.防火閥的動作溫度為70T。

      2)防煙閥。防煙閥是與煙感器連鎖的閥門,即通過能夠探知火災初期發生煙氣的煙感器來關閉風門,以防止其他防火分區

      90中央空調清洗技術

      的煙氣侵人本區:

      3)排煙閥。排煙閥應用于排煙系統的管道上,火災發生吋,煙感探頭發出火災信號,控制中心接通排煙閥上的電源,將閥門迅速打開進行排煙。當排煙溫度達到280T時,排煙閥自動關閉=排煙系統停止運行。

      2.3.4空氣分配設備

      空氣分配設備是安裝在不同位置的各種類型的送風末端設備與排風設備(送風口和進風口),它們起合理組織分配室內氣流的作用,使室內的空氣溫度場及速度場滿足要求。

      如圖242所示為空調房間的幾種送風方式。

      a)c)

      圖242空調房間的幾種送風方式側送風b)散流器送風c)條縫送風d)地板送風

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害

      中央空調在運行過程中,其水系統、通風系統不可避免地會產生各種污垢一水垢、腐蝕、微生物藻類等,這些污垢的存在增加了設備的維修費用,大大縮短了設備的運行壽命。本章中,我們來對中央空調系統污垢的成因及危害做詳細的了解:

      3.1中央空調水系統的污垢和腐蝕

      中央空調中有冷卻水和冷凍水。水是一種良好的冷卻介質,比較價廉,但即使經過自來水廠等處理過的水仍然不同程度地含有溶解固體、氣體及各種懸浮物。這些溶解固體、氣體及懸浮物能引起諸如沉積物腐濁、微生物(藻類、菌泥)繁殖等問題,而這些問題的存在,會給中央空調的安全運行帶來危害。

      3.1.1中央空調冷卻水系統生成的污垢

      中央空調冷卻水系統在日常運行過程中,會生成以下一些污垢。

      1.沉積物

      中央空調的冷卻水系統在運行過程中,會有各種物質沉積在換熱器的表面,這些物質統稱為沉積物。

      (1)沉積物的分類不同的文獻對沉積物的分類也不完全一致,有的將沉積物統稱為污垢,污垢也包括水垢。有的將沉積物分為污垢和水垢兩大類,污垢中不包括水垢。這里我們選擇后一種分類方法。

      實際上,沉積物是各類垢的混合物,習慣上常將其稱為污

      92屮央空調清洗技術

      垢。例如,沉積物的取樣分析就是通常所說的污垢分析;垢樣分析或污垢成分、污垢密度、污垢熱導率及污垢沉積速率中的“污垢”實際上都是指包括水垢在內的沉積物、一般認為,英語foulwg是不包括水垢的軟垢,但習慣上又將其譯為“污垢”,與上述又有矛盾。本書采用了某些文獻的譯法,將水垢以外的軟垢譯為“污泥”,以與污垢區別。

      沉積物通稱為污垢,分為水垢和污泥兩大類。污泥中又包括淤泥、黏泥和腐蝕產物。各類沉積物的大致組成見表3-1。

      表34各類沉積物的大致組成

      污泥相對水垢而言較疏松,又稱軟垢。常含有泥渣、粉塵、沙粒、腐濁產物、天然有機物、微生物菌落和分泌物、氧化鋁、磷酸鋁、磷酸鐵及一般碎渣等

      淤泥以泥沙為主的軟垢

      黏泥又稱生物沉積物。由微生物及其分泌物和殘骸組成,為具有滑膩感的膠狀黏泥或黏液

      腐蝕產物它們主要由水垢、淤泥、腐蝕產物和生物沉積物構成:通常人們把淤泥、腐蝕產物和生物沉積物三者稱為污垢

      (2)沉積物的來源中央空調冷卻水系統沉積物的來源有以下幾個方面。

      1)來自補充水。未經預處理或預處理不良的補充水會將泥沙、懸浮物、微生物帶入中央空調水系統,即使澄清、過濾、消毒良好的補充水也會有一定的渾濁度并帶有少量的微生物。澄清過程中還可能將混合凝劑的水解產物、鋁或鐵離子留在補充水中。另外,不管是否經過預處理,補充水中的溶解鹽都會帶人循環水系統。

      2)來自空氣。泥沙、粉塵、微生物及其孢子會隨著空氣帶入循環系統,有時昆蟲(如甲殼蟲)也會大量帶人系統,引起

      第3章屮央空調系統污垢的成W及危害93

      換熱器堵塞。當冷卻塔周圍環境受到污染時,硫化氫、二氧化硫、氨等腐蝕性氣體有可能隨空氣進人循環水中發生反應而間接造成沉積。

      3)來自工藝介質泄漏。水冷器泄漏,特別是漏油或某些有機物會導致污泥沉積。

      4)來自化學處理藥劑。如在循環水中加鋅鹽或聚合磷酸鹽緩蝕劑,則有結鋅垢或磷酸鹽垢的可能性。

      5)來自系統腐濁所形成的腐蝕產物。

      (3)沉積物的危害不管是硬垢(水垢)還是軟垢(污泥)沉積在換熱器上都會影響傳熱,使得換熱器效率下降。嚴重時甚至使換熱器堵塞,系統阻力增大,水泵和冷卻塔效率下降,能耗增加。此外,軟垢還會促進垢下腐濁。這種局部性的腐蝕比全面腐蝕的危害性更大,能夠導致換熱器腐濁穿孔,特別是微生物黏泥引起的垢下腐蝕,能在短時間內使換熱器泄漏,甚至造成非正常停產。

      2.水垢

      水垢一般都由具有反常溶解度的難溶或微溶的無機鹽組成,又稱為硬垢、水生垢、堿垢或礦物垢。

      在中央空調循環冷卻水系統中,最常見的難溶及微溶鹽類有碳酸鈣、磷酸鈣、硫酸鈣、硅酸鎂、磷酸鋅等。當這些鹽類呈過飽和狀態時,在一定條件下,可能在換熱器的表面以水垢的形態析出。水垢是具有固定品格的無機鹽類,以垂直于換熱器表面的方向定向生長,與金屬表面牢固結合,單一的水垢一般比較硬、厚且致密。

      在直流冷卻水或不加阻垢劑的循環冷卻水系統中,當補充水中的鈣硬度大時,常產生這種硬垢。水垢使換熱器效率下降、系統阻力增加,嚴重時甚至使換熱器堵塞,水垢對冷水機組性能的影響參見表3-2。

      從表3-2中可看出:水垢熱阻對制冷機性能影響很大,特別是對溴化鋰吸收式冷水機組影響更大。

      94中央空調清洗技術

      表3-2水垢對冷水機組性能的影響

      水垢層厚度8/mm水垢熱阻V(m2?K/W)換熱器傳熱系數/[U7(m2?K)]換熱量增減情況(%)溴化鋰冷水機組壓縮式冷水機組

      冷卻水側增減制冷量(%)冷凍水側增減制冷量(%)機組總增減制冷量(%)冷卻水側增減制冷量(%)冷凍水側增減制冷量(%)機組總增減制冷量(%)

      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

      一般冷水機組額定制冷量是按3=0.15mm,000086m2

      ?K/W標定,出廠的新機組由于換熱管一般均經過鈍化處理,所以新機器的水垢熱阻#0,近似為5=0.075mm,Rf=0.000043m2?K/W。因此,出廠的新機組制冷量應比額定值大,對溴化鋰機組應大7%,對壓縮式冷水機組應大3.6%左右。所以選用的新機組,不僅要達到額定值,而且應該大于額定值。出廠的LiBr機組比額定制冷量要大7%。

      水垢不易發生垢下腐蝕,一般不會使換熱器造成腐蝕泄漏。換熱器經酸洗除垢后,可以完全正常使用并恢復正常傳熱效率。通常水垢在沉積過程中,常與淤泥、黏泥、腐蝕產物混合在一起成為污垢,并不是單一的水垢。水垢的致垢離子基本上來自天然水,如Ca2+、Mg2\SO:_、SiO”、HCO;等離子均由補充水帶入。也有一部分致垢離子是由循環水帶入的,如POl、Zn2+等離子。其中正磷酸根P0]_多由聚合磷酸鹽(六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉)水解而來。

      (1)難溶或微溶鹽的溶度積在一定溫度下,飽和溶液中

      第3章屮央空調系統污垢的成因及危害95

      所含某些鹽類的量稱為該溫度下該鹽的溶解度。一般在室溫下(2or),每ioog水中該鹽類的溶解度小于o.ig的為難溶鹽,在0.1~i.og的為微溶鹽。水垢的組成多為難溶鹽或微溶鹽。難溶鹽或微溶鹽的溶解度都很小,常用溶度積來表示其溶解平衡狀況。表3-3中為部分難(微)溶鹽的溶度積。

      表3-3部分難(微)溶鹽的溶度積(251氣溫條件下)

      分子式溶度積&分子式溶度積心分子式溶度積&

      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

      難溶或微溶鹽的飽和溶液中,當溫度一定時,其離子的物質的量濃度乘積為一個常數,稱為溶度積或溶解平衡常數。多離子的溶解平衡通式為

      M^Ay^xM'+yA'~

      式中?I、M——陰、陽離子的物質的量濃度(mol/L)(M=xS,.4=yS);

      x、v陰、陽離子的價數;

      S——溶解度(mol/L)。

      當水中某些鹽類離子的物質的量濃度乘積等于溶度積時,為飽和溶液;小于溶度積時,為不飽和溶液;大于溶度積時,為過飽和溶液。過飽和時,可能發生水垢沉淀。

      (2)難溶或微溶鹽的過飽和應該說是中央空調循環冷卻水系統的條件使難溶或微溶鹽類可能達到過飽和。其原因主要有以下方面。

      1)由于濃縮倍數的提高,使補充水帶入的大部分離子都成倍增長,也就是使一些難溶或微溶鹽類在水中的含量提高了數

      96中央空調淸洗技術

      倍.但應說明,碳酸氫根(HCOf)在水中的含量不是成倍增長的,如果用酸調節pH值,HCO3_甚至還可能下降。

      2)由于系統水溫的升高,使部分溶解度鹽類的溶解度降低了:碳酸鈣及隣酸鈣就是這種反常溶解度鹽類,其溶解度隨溫度的升高而降低。以碳酸鈣的溶度積為例,20%;時為5.22x10_9,25冗時為4.8xl0-9、40T時為3.03xl0_9。因而水溫升高后碳酸鈣更容易過飽和。

      3)由于碳酸氫鹽是很不穩定的鹽類,其在換熱器表面上受熱分解為碳酸鹽和二氧化碳。而碳酸鈣的溶解度很低,因而很容易在換熱器表面形成碳酸鈣垢,其反應式如下。

      Ca(HCO3)2—CaCO3;+H2O+CO2?

      冷卻水通過冷卻塔相當于一個曝氣過程,溶解在水中的C02

      會溢出,因此,水的pH值會升高。此時,重碳酸鹽在堿性條件下會發生如下反應。

      Ca(HCO3)2+2OH-=CaCO“+2H2O+C02t+02_

      當水中溶有氯化鈣時,會產生下列置換反應。

      CaCl2+CO”CaCO3|+2C1—

      如水中有適量的磷酸鹽時,磷酸根將與鈣離子產生磷酸鈣,其反應為

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

      上述一系列反應產生的CaCO;和Ca3(PO4)2均屬微溶性鹽,它們的溶解度比CaCl3和Ca,(PO4)2要小得多3此外,CaCO3和Ca3(PO4)2是隨著溫度的升高而降低。因此,在冷凝器的傳熱表面上,這些微溶性鹽很容易達到過飽和狀態而從水中結晶析出。當水流速度比較小或傳熱面比較粗糙時,這些結晶沉積物就容易沉積在傳熱表面上形成水垢。

      這些水垢都是由無機鹽組成,其結晶致密,比較堅硬,故又稱無機垢或硬垢。它們通常牢固地附著在換熱器表面或管道壁,不易被水沖洗掉。

      第3$屮央空調系統污垢的成兇及危害97

      大多數情況下,中央空調水系統中形成的垢是以碳酸鈣為主的,這是因為硫酸鈣的溶解度遠大于碳酸鈣。例如在01時,硫酸鈣的溶解度是180()mg/L,比碳酸鈣大90倍,所以碳酸鈣比硫酸鈣更容易析出。同時,天然水中溶解的磷酸鹽較少,因此,除非向水中投入過量的磷酸鹽,否則磷酸鈣水垢將較$出現。

      中央空調冷凍水系統一般為封閉式。冷凍水在?閉系統中循環,水分不蒸發,不濃縮,不存在溶解鹽的過飽和問題,水溫也很低。因此,冷凍水系統中的水垢可以說是很少的。

      3.污垢

      污垢一般是由顆粒細小的泥沙、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀氫氧化物、雜質碎屑、油污、細菌和藻類的尸體及黏性分泌物等組成。這些物質本身不會形成污垢,但它們在冷卻水中起到了CaCO3微結晶的晶核作用,這就加速了CaCO3結晶析出的過程。當含有這些物質的水流經換熱器內表面時,容易形成污垢沉積物,特別是流速較慢的部分污垢沉積物更多。這種沉積物一般體積較大,質地疏松稀軟,故稱為軟垢。它們是引起垢下腐蝕的主要原因,也是某些細菌生存和繁殖的溫床。

      當防腐措施不當時,換熱器的換熱表面經常會有銹瘤狀腐蝕產物形成的沉積物,此類沉積物除了影響傳熱外,更嚴重的是助長了某些細菌的繁殖,最終導致換熱表面腐蝕穿孔而泄漏Q

      4.微生物垢

      中央空調循環冷卻水的工作溫度下,微生物生長旺盛.許多阻垢劑常常是微生物的營養源,因此,微生物黏泥的生長和污垢堵塞是冷卻水及低溫換熱器的危害之一。

      (1)微生物的類型微生物是低等生物的統稱,中央空調冷卻水系統中常見的微生物有真菌、藻類、鐵細菌、硫酸鹽還原菌、硝化細菌和原生動物3它們繁殖速度快,在一段時間內可形成很大的群體-

      (2)微生物的來源冷卻水中微生物的來源有以下幾個方

      面:

      98中央空調清洗技木

      1)空氣及攜帶的灰塵等雜物。冷卻水和空氣在冷卻塔中充分接觸,把空氣中的塵粒雜物洗滌進了水中。一座較大的冷卻塔每天進人水中的灰塵可能為幾十到上百千克,在有風或干燥時可能會更多3灰塵中黏附著大量的微生物及其孢子,lg普通的土壤可能含有5x102~1x103個,lg肥沃的土壤可能含有1x109個以上的微生物及其孢子。

      2)補充水。補充水中或多或少地都會含有微生物,較清潔的水中細菌總數為102~103個/mU這些微生物也隨著補充水進人冷卻水系統。

      3)工業污染和泄漏3工廠的泄漏也會使微生物進人冷卻水,雨水和其他冷卻水也會帶進微生物。

      (3)微生物的生存條件不同種類的細菌對生存條件的要求差別很大,微生物的生存一般需具備以下幾個條件3

      1)營養。細菌由蛋白質、碳水化合物、脂肪及微量元素組成,故需要碳、氫、氧、氮、硫、磷及微量元素為營養3根據營養來源不同,可分為兩類:

      ①自養菌。能直接利用空氣中的二氧化碳及無機鹽類作為營養來源,為無機營養型。

      ②異養菌=其營養來自于有機物質。

      一般認為中央空調循環冷卻水中COD大于10mg/L,就容易引起異養菌繁殖。

      2)氧氣。細菌體內也有氧化還原的呼吸作用,在呼吸過程中吸收營養,排放廢物。按其呼吸方式可分為好氧菌和厭氧菌。

      ①好氧菌。好氧菌呼吸時必須有分子態氧存在,以便將有機物氧化成二氧化碳和水。

      ②厭氧菌。厭氧菌呼吸時不利用分子態氧,而是利用含氧的有機物或無機物,其呼吸產物不是二氧化碳和水。

      此外,有一類細菌,在有無分子態氧的環境下都能生存。

      在中央空調循環冷卻水系統中,水在冷卻塔里的噴淋、曝氣過程為好氧微生物的生長提供了充足的溶解氧,好氧菌成為優

      第3章中央空調系統污垢的成W及危害99

      勢,占總菌數的90%。

      3)溫度。每種細菌都有一個最佳的繁殖溫度,大部分細菌適合于30~451下生存繁殖、有的細菌嗜冷,在0~251下容易生長繁殖;有的則嗜熱,在45下容易生長繁殖。

      4)濕度。微生物細胞中含水73%:85%,其生存及繁殖需要水分,干燥時生長能力減弱,甚至停i生長。不同微生物對干燥的抵抗力也不同。

      5)酸堿性。大部分細菌適合于pH值6~9的中性或弱堿性條件下生存繁殖,絲狀菌易在酸性條件下生存繁殖。

      6)光線。一般微生物不需要光線就可以生存,況且光線中的紫外線對某些微生物(如霉菌)有殺滅作用;而光能自養微生物需依賴光線起光合作用才能生存,如藻類含葉綠素即能利用陽光將二氧化碳合成有機碳營養物。

      7)其他。微生物對電磁波、X射線、放射線都很敏感。超聲波也能造成微生物細胞破裂而死亡。微生物對許多化學藥劑也很敏感,許多藥劑可用作對微生物的殺生劑。

      3.1.2中央空調冷卻水系統的金屬腐蝕

      中央空調冷卻水系統的腐蝕通常是一些金屬腐蝕。

      1.冷卻水中金屬腐蝕速度的表示方法

      腐蝕速度又稱為腐蝕速率或腐蝕率。文獻中有各種表示腐燭速度的方法和單位。過去工業冷卻水處理的文獻中廣泛使用mpy(密耳/年)作為腐濁速度的單位。其中,m代表mil(密耳),是千分之一英寸(in),y則代表year(年),故mpy這一單位的物理意義是:如果金屬表面各處的腐濁是均勻的,則金屬表面每年的腐蝕深度將是多少mil。

      近些年來,隨著SI制(國際單位制)的推廣,工業冷卻水處理的文獻中已經采用SI制的mm/a(毫米/年)和pn/a(微米/年)作為腐濁速度的單位。它們的物理意義是:如果金屬表面各處的腐蝕是均勻的,則金屬表面每年的腐蝕深度是多少mm

      100中央空調清洗技術

      (毫米)或|xrn(微米)。它們與mpy之間的換算關系如下1mpy=0.025mm/a=25|im/a

      2.冷卻水中金屬腐蝕的分類

      金屬腐蝕有多種分類方法,見表34。

      表34金屬腐蝕的分類

      分類方法類型

      按腐蝕所處的環境分類可分為干腐蝕、濕腐蝕、無水有機液體和氣體的腐蝕、溶鹽和熔渣中的腐蝕、熔融金屬中的腐蝕五大類

      按腐蝕機理分類可分為化學腐蝕、電化學腐濁以及物理腐蝕三大類

      按腐蝕的形態分類可分為全面腐蝕、局部腐蝕和應力腐蝕e應力腐蝕也常歸于局部腐蝕的范疇。一般情況下采用腐蝕形態的分類法

      此外,還有按金屬材料、按應用范圍或工業部門、按防護方法等來分類。

      (1)全面腐燭即腐蝕分布在整個金屬表面上,它可以是均勻的,也可以是不均勻的。由于金屬表面從微觀上存在陰陽極,形成極微小的腐蝕電池。這些微陽極和陰極大量分布在整個金屬表面上,形成了全面腐蝕。由于這些陰陽極在碳鋼組織中排列卜分緊密,陰陽極并不分離,所以陰陽極的電位差極微小,也可以認為等于零因其陰陽極面積基本相等,又覆蓋在整個金屬表面上,所以雖有腐蝕,但腐蝕相對較均勻。腐蝕產物在整個金屬表面形成之后,又可能具有一定的保護作用,使腐蝕速度減慢。所以,全面腐蝕的危害性不是很大。設計時可以適當增加壁厚,留出金屬允許腐蝕的速度,以保證一定的使用期、

      (2)局部腐蝕局部腐蝕只集中于金屬的一定部位。局部腐蝕電池中的陰陽極通??珊暧^地辨認出來,陰陽極是分離的,并有電位差。般陰極面積大于陽極面積,腐蝕面積較小較集中。腐蝕產物覆蓋不全面,沒有保護作用。因此,局部腐蝕的速度比全面腐蝕的速度快,可以在短期內使金屬腐蝕穿孔或龜裂.

      第3章屮央空調系統污垢的成因及危害101

      故危害性也比全面腐燭大。

      點蝕、斑點腐蝕、縫隙腐蝕、選擇性腐蝕、晶間腐蝕、磨損腐蝕、應力腐蝕以及微生物腐濁均屬于局部腐蝕。防止局部腐濁是中央空調冷卻水中金屬防腐的關鍵。

      對中央空調冷卻水系統來說,局部腐蝕可能是由于以下原因引起的:

      1)用保護膜或涂料抑制腐蝕時,保護膜局部破裂或涂料局部脫落,這些破裂或脫落的地方屬陽極,因而受到腐蝕。

      2)金屬本身有缺陷,如表面有切割、擦傷、縫隙或應力集中的地方,這些局部和其他地方相比,電位特別低,因此造成陽極而受到腐蝕。

      3)致密的碳酸鈣水垢,可以保護碳鋼不受水的腐蝕因此,當水垢局部剝離時,露出的金屬部分就成為陽極,腐蝕便在這些地方進行因此,舊的中央空調冷卻水系統在開啟前必須將老垢清洗干凈,以減少局部腐蝕。

      4)金屬表面所接觸的水溶液中,由于氧的濃度不同,形成氧的濃差電池,富氧部分為陰極,而缺氧部分則成為陽極受到腐蝕。

      5)金屬表面局部附著的沙粒、氧化膜、沉積物等使干凈的表面成為陰極,而粘附雜質的不干凈部分則由于缺氧而形成陽極,在這些粘附雜質的下面.容易形成縫隙腐蝕。

      3.冷卻水中金屬腐蝕的影響因素

      不同冷卻水系統中金屬的腐蝕形態和腐蝕速度是不同的為此,需要了解冷卻水系統中影響腐濁的各種因素,從而設法避開不利的因素,利用有利的因素,以減輕和防止冷卻水中金屬設備的腐蝕。

      冷卻水中金屬換熱設備腐蝕的影響因素很多,概括起來可以分為化學因素、物理因素和微生物因素:

      (1)pH值冷卻水的pH值對于金屬腐蝕速度的影響往往取決于該金屬的氧化物在水中的溶解度對pH值的依賴關系.因

      102中央空調清洗技術

      為金屬的耐腐蝕性能與其表面上的氧化膜的性能密切相關。如果該金屬的氧化物溶于酸性水溶液而不溶于堿性水溶液,例如鎳、鐵、鎂等,則該金屬在低pH值時就腐蝕得快一些,而在高PH值時就腐蝕得慢一些。必須指出的是,將鐵列入這一類金屬是有條件的,因為pH值很高時,鐵要溶解而生成鐵酸鹽。

      圖3-1表示充氣軟水的pH值對鐵的腐蝕速度的影響。

      5U1E)/超趔荽婆

      1.00

      (),

      5057/52O.O.O.

      V,?,,v.4

      pH值

      圖3-1軟水的pH值對鐵的腐蝕速度的影響

      有些金屬的氧化物既溶于酸性水溶液中,又溶于堿性水溶液中。這些氧化物被稱為兩性氧化物,而這些金屬則被稱為兩性金屬,例如鋁、鋅、鉛和錫。這些金屬在中間的pH值范圍內具有最高的腐蝕穩定性。圖3-2中表示出水溶液的pH值對鋁腐蝕速度的影響,并可以作為水的pH值對兩性金屬腐蝕速度影響的一個例子。

      (2)陰離子金屬的腐濁速度與水中陰離子的種類有密切關系。水中不同的陰離子在增加金屬腐蝕速度方面具有以下的順序:

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

      冷卻水中的cr、Br'r、so;-等活性離子能破壞碳鋼、

      不銹鋼和鋁等金屬或合金表面的鈍化膜,增加其腐蝕反應的陽極

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害103

      ooooo76543

      >.ds/趔駕荽婆

      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/鴣趔勞<

      175015001250100()750

      2500


      pH值

      圖3-2鋁的腐蝕速度與PH值的關系

      過程速度,引起金屬的局部腐蝕。

      水中的鉻酸根、亞硝酸根、鉬酸根、硅酸根和磷酸根等陰離

      子則對鋼有緩蝕作用,其鹽類是一些常用的冷卻水緩蝕劑。

      (3)絡合劑絡合劑又稱配體3冷卻水中常遇到的絡合劑有:NH3、CN_、EDTA和ATMP等。它們能與水中的金屬離子(例如銅離子)生成可溶性絡離子(配離子),使水中金屬離子的游離濃度降低,金屬的電極電位降低(向負極方向移動),從而使金屬的腐蝕速度增加。例如,冷卻水中有氨存在時,由于它能與銅離子生成穩定的四氨合銅絡離子Cu(NH3)^而使銅加速溶解3

      (4)硬度水中鈣離子濃度和鎂離子濃度之和為水的硬度。鈣、鎂離子濃度過高時,則會與水中的碳酸根、磷酸根或硅酸根作用,生成碳酸鈣、磷酸鈣和硅酸鎂垢,引起垢下腐蝕。

      (5)金屬離子冷卻水中的金屬離子對腐蝕的影響大致有以下幾種情況:

      1)冷卻水中的堿離子,例如鈉離子和鉀離子,對金屬和合

      104中央空調清洗技術

      金的腐蝕速度沒有明顯的或直接的影響。

      2)銅、銀、鉛等重金屬離子在冷卻水中對鋼、鋁、鎂、鋅這幾種常用金屬起有害作用。水中的這些重金屬離子通過置換作用,以一個個小陰極的形式析出在比它們活潑的基體金屬(鋼、鋁、鎂、鋅等)的表面上,形成一個個微電池而引起基體金屬的腐蝕。

      在酸性溶液中,Fe3+是一種陰極反應加速劑。某些礦物水具有強烈的腐蝕性,其原因就在于此。在中性溶液中,Fe2+卻可以抑制銅和銅合金的腐蝕。

      鋅離子在冷卻水中對鋼有緩蝕作用,因此鋅鹽被廣泛用作冷卻水緩濁劑。

      (6)溶解的氣體

      1)氧。氧在中性水(其中包括工業冷卻水)中對一些金屬的腐蝕起著重要的作用.在腐蝕著的金屬表面上,它起著陰極去極化劑的作用,促進金屬的腐蝕。除去氧后,水就變得沒有腐蝕性了。

      在某些情況下氧又是一種氧化性鈍化劑,它能使金屬鈍化,免于腐蝕。

      氧對水腐蝕性的影響隨金屬種類而變化:

      ①鋼鐵。在水對鋼鐵的腐蝕過程中,溶解氧的濃度是腐蝕速度的控制因素3圖3-3中表示出了淡水中低碳鋼的腐蝕速度與氧含量和溫度間的關系。由圖可知,在實驗的溫度和氧含量的范圍內,低碳鋼的腐蝕速度隨氧含量的增加而增加。

      ②鋁。鋁的表面在水中有生成氧化膜的傾向,甚至在沒有溶解氧的存在時也是如此。氧化膜的生長有助于防止腐蝕。在鋁的腐蝕過程中,水中的氧并不是一種腐蝕促進劑。

      ③銅和銅合金、用銅合金管制造的凝汽器廣泛應用于淡水冷卻水中,其腐蝕速度較低。在很軟的水中,氧和二氧化碳含量高時,能使銅的腐濁速度增加_

      2)二氧化碳。二氧化碳溶于冷卻水中,生成碳酸或碳酸氫

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害105

      05050552-075276.5.3.2.1

      0VEE)/避駕衷婆

      012345678910

      氧含量/(mg/L)

      圖3-3淡水中低碳鋼的腐蝕速度與氧含量和溫度問的關系鹽,使水的pH值下降。水的酸性增加,將有助于氫的析出和金屬表面膜的溶解破壞。

      沒有氧的存在時,溶解狀態二氧化碳的存在會引起鋼和銅的腐蝕,但不會引起鋁的腐蝕。

      3)氨。氨往往在工藝系統泄漏時進人冷卻水中。當冷卻水中存在氧化劑時,氨就選擇性地腐蝕銅,生成可溶性的四氨合銅絡離子Cu(NH3)^o

      4)硫化氫。硫化氫是能進人冷卻水系統中的最有害的氣體之一。它是由于工藝過程污染、大氣污染、有機體污染而進入的,或是由于硫酸鹽還原菌還原水中的硫酸鹽后生成的。

      硫化氫會加速銅、鋼和合金鋼的腐蝕,尤其是加速凝汽器銅合金的點蝕,但硫化氫對鋁沒有腐蝕性。

      5)二氧化硫。循環冷卻水系統中的噴淋式冷卻塔在運行過程中,會收集工業性大氣中的二氧化硫。溶解在水中的二氧化硫會降低循環冷卻水的pH值,增加它對金屬的腐蝕。

      6)氯=氯是控制冷卻水中微生物生長最常用的殺生劑。氯進入水中后,水解生成鹽酸和次氯酸。

      Ck+H,0=HC1+HC1O

      其中的次氯酸是一種弱酸,在水中它將進行電離,

      HC1O=H++C1CT

      106中央空調清洗技術

      當水中的pH值=7.5時,水中的HC1O和CIO—的濃度相等;當PH值<7.5時,HC1O的數量占優勢;當pH值>7.5時,則CIO_的數量占優勢。

      在水中,對于一些金屬和有機化合物而言,氯是一種非常強的氧化劑。它與水中的亞鐵離子相遇時,會發生下面的反應而使亞鐵離子氧化成高鐵的氫氧化物析出。

      HC10+2Fe2++5H2O一2Fe(0H)3;+CP+5H+

      這些氫氧化鐵通常會沉積在管壁上形成污垢。與此同時,水

      的pH值將下降,水的含氯量將增加。此外,氯還會氧化水中的二價錳離子。

      與水中的一些金屬離子反應后,剩下的氯還會與水中的氨和有機化合物反應,生成氯胺和含氯有機化合物。

      (7)懸浮固體冷卻水中往往存在由泥土、砂粒、塵埃、腐蝕產物、水垢、微生物黏泥等不溶性物質組成的懸浮物。這些懸浮物或者是從空氣進人的,或者是由補充水帶入的,也可能是在運行中生成的。當冷卻水的流速降低時,這些懸浮物容易在換熱器部件的表面生成疏松的沉積物,引起垢下腐蝕;當冷卻水的流速過高時,這些懸浮物的顆粒容易對硬度較低的金屬或合金(例如凝汽器中的黃銅管)產生破損腐蝕。

      (8)流速在淡水中,金屬的腐蝕主要是耗氧腐蝕。因此,在流速較低的時候,金屬的腐蝕速度隨水流速的增加而增加。這是因為水的流速增加,水攜帶到金屬表面溶解氧的量也隨之增加。當水的流速足夠高時,足量的氧到達金屬表面使金屬部分或全部鈍化。如果鈍化發生,金屬的腐蝕速度將下降。這種情況如圖34所示。

      如果水的流速繼續增加,這時水對金屬表面上鈍化膜的沖擊腐蝕將使金屬的腐蝕速度重新增大。

      超高速的流體設備中,例如離心泵的葉輪,還會引起空泡腐蝕。

      (9)電偶在冷卻水系統中不同金屬或合金材料間的接觸

      第3章中央空調系統污垢的成因及危宵107

      .250C75501丨O.O.O.

      00.61.2182.4

      流速/(m/s)

      圖34淡水的流速對碳鋼腐蝕速度的影響

      或連接常常是不可避免的,尤其是在復雜的設備或成套的裝置中。發生連接的兩種(或兩種以上)金屬或合金,如果彼此的腐蝕電位相差較大,它們再與冷卻水相接觸,就會形成一個腐蝕大電池或電偶而發生電偶腐蝕。

      (10)溫度一般來講,金屬的腐蝕速度隨溫度的增加而增加。溫度升高,水中物質的擴散系數增大,而電極反應的過電位和溶液的黏度減小。擴散系數增大,能使更多的溶解氧擴散到腐蝕金屬表面的陰極區。過電位的降低可以使氧或氫離子的陰極還原過程和金屬的陽極溶解過程加速。這些都使金屬的腐蝕速度增加。另一面,溫度升高會使氧在水中的溶解度降低,從而使金屬的腐蝕速度降低。

      在開式循環冷卻水系統中,在溫度較低的區間內,金屬的腐濁速度隨溫度的升高而加快。此時,雖然氧在水中的溶解度隨溫度的升高而下降,但這時氧擴散速度的增加起著主導作用,因而到達金屬表面的氧的流量增加。這一傾向一直延續到77T。之后,金屬的腐蝕速度隨溫度的升高而下降。此時,氧在水中溶解度的降低起主導作用,如圖3-5所示。

      108中央空調清洗技術

      在閉式循環冷卻水中,金屬的腐蝕速度隨溫度的升高而加

      快這是因為在密閉系統中,氧在有壓力的狀態下溶在水中而不

      逸出。溫度升高,擴散系數增大,氧擴散到金屬表面的流量增

      大,如圖3-5所示、

      0.75

      50

      ra/ELU}/靼賀茸莖

      02040608010012014016018()

      溫度/r

      圖3-5含濟解氧的淡水中溫度對鐵腐蝕速度的影響

      如果在同一金屬或合金上存在溫度差,則溫度高的那一部分將會成為腐濁電池的陽極而腐蝕,溫度低的那一部分則成為腐蝕電池的陰極:這些情況常發生在已經結垢的換熱器中

      在溫度升高的過程中,某些金屬或合金之間的相對電位會發生明顯的電位極性逆轉:例如,當水的溫度升高到大約65T時.渡鋅鋼板上的鋅鍍層將由陽極變為陰極。此時,鋅鍍層對鋼板就不再有保護作用了:

      (11)微生物中央空調冷卻水中生長的細菌主要是假單胞扦菌科、腸桿菌種、硫細菌科和芽孢桿菌科等四科。按其對冷卻水系統產生的危害來分主要有以下幾類。

      1)細菌。細菌是單細胞生物,每個細胞是一個獨立的生活個體.許多單細胞個體往往聚集為群體(菌落),其中單細胞依然是獨立生活:細菌極其微小,其直徑一般只有0.5-l.Optm,長度?般為3?5pn,少數可能達到80~150pn,每個細胞的質量大約為l(T1;g,即109個細胞的質量僅為lmg,但細胞的形狀

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害109

      各異,有球狀的、桿狀的、弧狀的和螺旋狀的。

      ①產黏泥細菌。產黏泥細菌是中央空調冷卻水系統中數a最多的一類有害細菌,包括假單胞菌屬、氣單胞菌屬、微球菌屬、葡萄球菌、產堿桿菌屬、棒狀桿菌屬、腸桿菌科、黃桿菌科和布魯氏菌屬。在中央空調冷卻水中,它們產生一種膠狀的或黏泥狀的附著力很強的沉積物。這些沉積物覆蓋在金屬表面上,其中夾著死亡細菌的殘骸、沙石及金屬腐蝕的產物,易造成堵塞,阻止藥劑到達金屬表面,并使金屬發生沉積物下腐蝕(垢下腐蝕)。但是這些細菌中大部分本身并不直接引起腐蝕。產黏泥菌多是異養菌,它們從水中的醇、糖、酸等有機源中獲取能量,從碳氫化物中攝取養分,完成新陳代謝過程,并產生多糖類物質。

      ②鐵細菌。鐵沉積細菌常簡稱為鐵細菌.有60多種,包括嘉氏鐵桿菌、球衣細菌、鞘鐵細菌等。鐵細菌在含鐵的水中生長,當在總鐵為0.5mg/L的水中生長時,它能把Fe2'轉變為不溶于水的&203的水合物,從而使腐蝕速度增加。鐵細菌的鐵瘤遮蓋了金屬表面,使緩蝕劑難以與金屬表面作用生成保護膜,并使鐵瘤下形成氧濃差腐蝕電池,引發腐濁

      ③產硫化物細菌產硫化物細菌又稱硫酸鹽還原菌(SRB).是在無氧或缺氧狀態下用硫酸鹽中的氧進行氧化而得到能量的細菌群它能把硫酸鹽還原成硫化氫:常見的硫酸鹽還原菌有脫硫弧菌,梭菌和硫桿菌:SRB最適宜生長的溫度為20-301,pH值為5~8.6

      在中央空調冷卻水中的SOf既可以是天然存在的,也可以是由于加硫酸控制冷卻水結垢時引人的。硫酸鹽還原菌將這些硫酸鹽轉變成硫化氫,硫化氫對碳鋼、不銹鋼、銅合金、鎳合金都會產生腐濁硫酸鹽還原菌中的梭菌不但能產生硫化氫,而且能產生甲烷,從而為周圍的產黏泥菌提供T營養,促進其增殖.

      ④產酸細菌、硝化細菌是常遇到的-種化學能自氧型產酸細菌,它能將水中的氨轉變成硝酸,從而使一些在低pH值條件下易被侵濁的金屬(如碳鋼、銅)遭受腐燭:另外,硫細菌能將

      110中央空調清洗技術

      可溶性硫化物(H2s、Na2S2O3)轉變為硫酸:

      中央空調冷卻水系統中常見的細菌及危害見表3-5。

      表3-S中央空調冷卻水系統中常見的細菌及危害

      類型舉例生長條件危害

      溫度,VpH值

      好氧性莢膜細菌氣干細菌、黃桿菌屬、普通變形桿菌、銅綠色假單胞菌、賽氏桿菌屬、產堿桿菌屬20-404-87.8最佳形成嚴重的細菌黏泥

      好氧芽孢細菌枯草芽孢細菌20-405~8產生難以消滅的細菌黏泥和黏液芽孢

      好氧硫細菌嗜硫氧化桿菌20-400.6-6氧化硫化物為硫或硫酸

      厭氧硫酸鹽還原菌脫硫弧菌屬20-404?8在好氧黏泥下生長,導致硫化氫的形成,引起腐蝕

      鐵細菌鐵銹細菌纖毛鐵細菌屬嘉氏鐵柄桿菌屬20-407.4-9.5在鐵細菌的外膜沉淀氫氧化鐵形成大量的黏泥沉積物

      2)真菌:真菌與細菌不同之處是真菌有細胞核,結構比細菌復雜,形態與細菌也有很大差異,有單細胞和多細胞兩種形式。它不含葉綠素,不能進行光合作用;系腐生或寄生生物,屬于異養菌。

      菌絲是真菌吸收營養的器官,有數微米大小,沒有真正分枝。整個菌絲構成一個細胞。真菌以生產的孢子進行繁殖,孢子可隨空氣或水流散播,當溫度、水分、營養等條件適宜時,便萌

      第3章屮央空調系統污垢的成聞及危宵111

      發出菌絲。真菌最適宜生長的溫度是25~3(rt,pH值為6.0左右。

      真菌的種類繁多,中央空調冷卻水系統中常見的有半知菌類、子囊菌類和擔子菌類,見表34。

      表34中央空調冷卻水系統中常見的真菌及其危害

      真菌類型特性生長條件危害

      絲狀型黑、灰、棕、藍、黃、綠、白、黃褐等色0-38T.pH值2~85.6最適宜木材表面腐爛,產生細歯類黏泥

      酵母型革質或橡膠狀.一般帶有色素0~38^pH值2~85.6最佳產生細菌狀黏泥,使水和木材變色

      擔子型白或棕色0~38rpH值2?85.6最佳木材內部腐爛

      真菌大量繁殖將發生黏泥危害。例如,地霉和水霉的菌落,好像棉花狀,很容易掛在任何粗糙面上;黏聚泥沙,影響輸水,降低傳熱效率,甚至引起管道堵塞。有些真菌利用木材的纖維素作為碳源,將其轉變為葡萄糖和纖維二糖,從而破壞冷卻塔中的木結構。真菌還可能參與氨化、硝化或反硝化作用,引起電化學和化學腐蝕。

      3)藻類。藻類是低等植物,細胞內含有葉綠素,能進行光合作用,它吸收了太陽的光能將二氧化碳和水等合成葡萄糖及所需營養物并釋放出氧氣,是光能自養微生物。

      中央空調循環冷卻水中的藻類主要有綠藻、藍藻和硅藻。它們以細胞分裂或產生孢子的方式繁殖。藻類生長需要空氣、水、陽光和營養物,尤其以光的影響為最重要。因而只能生長在能照到陽光的地方或能反射到一些陽光的地方,如冷卻塔頂、水池和進出水總管等處。冷卻塔里面不直接照到陽光的地方也存在一些藻類,是因為有一些反射光能照到。

      112中央空調清洗技術

      藻類能適應多種生存環境。藻類的最適宜生長的溫度是30~35^,但也有一些藻類可在60~85丈的高溫下生長。藻類對pH值的要求不高,能在很廣泛范圍內生長,最適宜的pH值為6~8。藻類對營養條件也不苛刻,只要水中含有適量的磷酸鹽就能迅速地繁殖、一般認為最適宜藻類生長的氮磷比為30:1.當水中硅酸鹽含量大于0.5mg/L時,易繁殖硅藻。

      許多藻類外面是黏多糖成分的果膠,因此,藻類大量繁殖之后就形成了黏泥。藻類不斷繁殖又不斷脫落,脫落的藻類又成為冷卻水系統的懸浮物和沉積物,因而堵塞管道,影響輸水,降低傳熱能力、藻類死亡腐化后使水質變壞,發生臭味,又為細菌等微生物提供養料。一般認為,藻類本身并不直接引起腐蝕,但它們生成的沉積物所覆蓋的金屬表面,則容易形成差異腐蝕電池而常會發生沉淀物下的腐蝕。

      中央空調冷卻水系統中常見的藻類及其危害見表3-7:

      表3-7中央空調冷卻水系統中常見的藻類及其危害

      種類舉例生長條件危害

      溫度/TpH值

      綠藻絲藻、水綿、毛枝藻、小球藻、柵列藻.綠球藻30~355.5-8.9常在冷卻塔內蔓延滋生,或附著在壁t,或浮在水中.弓1起配水裝置和過濾網堵塞,減少通風,形成污泥等

      藍藻顫藻、席藻、微鞘藻、微囊藻32~406.0-8.9在冷卻塔壁上形成厚的覆蓋物,由于細胞中產生惡臭的油類和甲醇類,死亡后釋放而使水惡臭.引起過濾網堵塞,減少通風,形成污泥等

      硅藻塵針干藻,華麗針干藻.細美舟形藻18~365.5-8.9形成水花(含棕色顏料),形成污垢

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害113

      (續)

      種類舉例生長條件危害

      溫度/TpH值

      裸藻靜裸藻、小眼蟲藻、尖尾裸藻、附生柄裸藻出現裸藻,說明循環水中含氮量增高,作指示生物

      3.1.3中央空調循環水系統污垢、腐蝕的危害

      中央空調循環水系統存在的結垢、腐蝕及微生物繁殖會給中央空調的安全運行帶來以下嚴重的危害。

      1.降低換熱效率

      多數換熱器由碳鋼構成,碳鋼的熱導率為46.4~52.2[W/(m■K)],但碳酸鹽垢的熱導率為0.464~0.697[W/(m?k)],只有碳鋼的1%左右,由此可見,水垢或其他沉積物的熱導率比金屬低得多。因此,當水垢或其他沉積物覆蓋在換熱器的換熱表面時,就會大大地降低換熱器的換熱效率。

      2.使循環水量減少

      沉積物或微生物黏泥覆蓋在換熱器的換熱管壁上甚至堵塞換熱器管,使得循環水通道的截面面積和通水量減小,從而使換熱效率進一步下降。

      3.降低水處理藥劑的使用效果

      沉積物以及微生物黏泥覆蓋在金屬表面,阻止了水中的緩蝕劑、阻垢劑和殺生劑到達金屬表面發揮緩蝕、阻垢和殺菌的作用,并且有些微生物還會同一些水處理藥劑發生反應,從而破壞和降低了這些藥劑的使用效果。

      4.加速腐蝕

      沉積物和微生物垢的產生,促使了濃差腐蝕電池的形成及垢

      114中央空調清洗技術

      下腐濁的產生,從而使金屬的腐蝕加速加劇=

      5.縮短設備的使用壽命

      一方面,沉積物和微生物黏泥等覆蓋在換熱器表面,阻礙了設備的有效換熱,從而使換熱面上的金屬處于長期高溫熱負荷狀態,導致金屬疲勞;另一方面,腐蝕的發生會導致設備換熱管管壁變薄,尤其是垢下腐蝕會導致設備穿孔泄漏,這些情況的發生,使得設備的使用壽命被縮短。

      6.增加運行成本

      為使設備保持足夠的換熱效率,必須采取諸如增加水量等措施,同時為維修因腐蝕等原因造成的設備損壞,必然會增加費用,從而增大了設備的運行成本。

      3.2中央空調通風系統的污染

      中央空調的通風管道在運行過程中,由于是依靠風道及出風口將處理后的空氣送入房間,風道屬密閉空間,而室外空氣中各類懸浮顆粒物不能完全被空調過濾裝置所阻隔,因此微細灰塵便進人風道黏附在風道內壁上,加之大多數風道狹小,日積月累便形成大量積塵,積塵極易滋生各類有害微生物,如:病毒、細菌、真菌、軍團菌、冠狀病毒等,而這些細菌給處于空調房間工作和生活的人們健康帶來極大的威脅。

      3.2.1中央空調通風系統污染物的來源

      中央空調通風系統污染物的來源包括中央空調系統內部和外部來源,外部來源又可細分為室內和室外來源。表3-8中列出了中央空調通風系統中常見污染物的來源、分布和種類。

      生物性污染是中央空調系統中十分普遍的嚴重問題。從表3-8中可以看出,在中央空調通風系統中的很多部位,均存在著生物性污染。

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害115

      表38中央空調通風系統中常見污染物的來源、分布和種類

      污染物來源污染物分布污染物的種類

      中央空調系統內部新風口細菌、真菌、纖維、昆蟲、動物殘骸、沙塵

      過濾器細菌、真菌.螨蟲、MVOCS、粉塵

      送風、回風風機滲風帶來的各種污染物

      通風管道纖維、粉塵、細菌、.真菌、螨蟲、MVOCS

      空氣分布系統纖維、mvoc9

      回風靜壓室滲風帶來的各種污染物

      靜電式空氣凈化器臭氧、粉塵

      中央空調系統外部(室內)人類灰塵、纖維、細菌、vocs、co、co2

      動物細菌、灰塵、寄生蟲、《)2、氨

      室內裝修和建筑材料真菌、石棉、纖維,氡、VOC,

      家具氨、VOC,

      復印機、打字機臭氧、墨粉,vocs

      家用化學品重金屬微粒、vocs

      中央空調系統外部(室外)室外空氣粉塵、花粉、細菌、真菌、co、co2、VOCB

      汽車尾氣有機物、硫氧化物,氮氧化物、co

      工業廢氣臭氧

      3.2.2造成中央空調通風系統污染的原因

      1.通風管道

      通風管道的微風速使得一些污染物容易集中在其中,如圖3七所示。同時,空調管道中的適宜溫度和聚集的塵埃為生物提供了一個良好的生存環境。

      因此,在中央空調通風管道里容易滋生一些生物,如螨蟲、

      116中央空調清洗技術

      圖3名通風管道的內部集塵

      細菌、真菌、病毒和昆蟲。當中央空調系統起動時,由于受到送風機運行引起的振動作用,殘留在管道中的灰塵和生物會被氣流卷起,以氣溶膠的形式被氣流攜

      帶到空調房間里,造成嚴重的室內空氣污染。為了防止空調風道造成的室內空氣污染,必須定期和及時地清洗中央空調通風管道:

      通風管道主要分為新風管道、回風管道和送風管道。風管污染狀況與通風管道的位置和形狀有關。微小的沙粒、羽毛、樹

      葉、微生物等會隨進風一起被吸人到新風管道內,在風管底部、衣服上沉積.當新風口的位置設置不當時,會加重新風管道的污染.譬如,當新風口設置在污染物發生較多的場所附近時,有的污染物就會積累在新風管道內壁上。

      回風口一般不設過濾器=室內空氣中的粉塵、纖維、微生物等直接隨著回風進人回風管道,地毯、紙張等纖維和粉塵呈棉絮狀大量附著,沉積在回風管道內壁,污染一般要比送風管道嚴重_沒有被過濾器過濾掉的粉塵和微生物在送風管道內來回碰撞,附著和積累在管道內。送風管道內常見的污染物包含粉塵、鐵銹、玻璃纖維、微生物。管道底部、彎頭、變徑等氣流紊亂的部位更容易被污染。由于粉塵壓縮后保濕性提高和帶有營養成分.積塵中的微生物就有可能在其中生長繁殖3

      通風管道內生物性污染對室內空氣影響,除了生物本身產生的污染之外,還包括生物在繁殖時產生的副產物(臭氣)和生物性可揮發性有機物。

      2.冷卻盤管

      空氣處理設備的某些部位以及風機盤管都配有凝水盤,用于收集冷凝水并將其排人下水系統。

      第3章屮央空調系統污垢的成因及危宵117

      當冷凝排水管和凝水管的排水不暢,或灰塵的積聚造成堵塞時就會在其中積水,為微生物的生長、繁殖創造良好的環境3特別是當空氣過濾系統效率降低或維護清潔不善時,這種高濕的環境,使進入冷卻盤管的灰塵和微生物粘附在積聚于盤管表面的水滴上,然后進人排水管和凝水盤的積水中。

      灰塵為微生物生長提供了營養物質,加上潮濕的環境和適宜的溫度,使得微生物能夠大量繁殖。從冷卻盤管檢出的高濃度的微生物有青霉、枝孢菌、曲霉等,當空調機組中止運行時,隨著機組溫度的逐漸升高,更為微生物的迅速、大量繁殖創造了良好的環境。當機組再次起動時,大量繁殖的細菌、霉菌等微生物,以及微生物大量繁殖時生成的氣體與空氣中的水滴一起分散成氣溶膠,隨著送風氣流進入空調房間,造成室內空氣的微生物污染。

      在有水殘留的冷卻盤管表面,也同排水管和凝水管一樣,可能成為微生物生長繁殖的地方。

      3.熱交換盤管

      熱交換盤管中的微生物生長繁殖的原因和上述冷卻盤管類似。由于熱交換盤管、肋片及其周圍部分滯留的凝結水慢慢蒸發形成盤管四周高溫條件,而成為適合微生物繁殖的環境,繁殖時產生的大量氣體由于系統起動而突然釋放出來,成為惡臭之源。由新風帶來并沉積下來的大量塵埃不僅攜帶了微生物,還為微生物生長繁殖提供不可缺少的營養條件。當空調通風系統起動時,室內粉塵濃度、細菌濃度和臭味反而增加:

      4.新風口

      新風口是空調系統采集新鮮空氣的部位,新風口位置設置不當時,容易吸人高濃度的污染物。譬如,當新風口設置在工廠、停車場、垃圾站等發生較多污染物的場所附近時,室外空氣中污染物濃度可能超過室內空氣污染物濃度_在此情況下,新風的補充不僅達不到“新鮮”室內空氣的目的,反而“老化”、“惡化”室內空氣。

      118中央空調清洗技術

      如果新風口在冷卻塔附近,冷卻塔生成的致病微生物氣溶膠就可能由新風口進人空調風管系統,最終進人室內。這時的空調系統實際上成了污染物的傳輸渠道=

      新風口設置的隔柵能夠阻擋較大的污染物,否則會有更多的污染物,甚至有一些動物進入空調通風系統、

      5.加濕器

      加濕器的作用是增加空氣中的濕度,以提高上呼吸道的舒適性。

      加濕器有兩種類型:一種是絕熱加濕器,另一種是等溫加濕器。在絕熱加濕過程中,體系與外部環境之間不發生熱交換,空氣的顯熱被轉化為水的汽化熱,由于絕熱加濕器內外之間沒有直接接觸,即使加濕器內部微生物大量生長,也不會污染空調系統。在等溫加濕過程中,系統與外部環境之間發生熱交換,來自系統內部的水蒸氣被加入到空氣流中,因此,一旦等溫加濕器系統內部受到微生物的污染,加濕器中的微生物很可能隨著蒸汽以氣溶膠的形式擴散到空調送風中。

      在加濕器中繁殖的細菌多數是弱致病性病原菌,但綠膿桿菌和革蘭氏陰性菌很適宜在加濕器的水槽中生長,是影響人體健康的潛在危害因素。有報告指出,在加濕器中的嗜肺軍團菌的濃度為100~10000cfu/mL,假單胞菌的濃度為480~12000cfu/mLo在加濕器內生長和繁殖的非致病性細菌達到一定濃度時,就可能引起過敏性的疾病,如“加濕器熱”,或者使免疫力低的人和新生兒誘發其他疾病。

      由此可見,如果中央空調系統的加濕器中水量足夠多而沒有及時更換時,或者加濕器里沒有殺菌裝置,來自加濕器的大量細菌便以氣溶膠形式隨空調送風加人空調房間成為“加濕器熱”的誘導。

      6.過濾器

      空氣過濾器主要是通過物理阻斷來過濾出氣流中的顆粒

      物。

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害119

      過濾器按有效過濾粒徑和過濾效率分為粗效、中效、高中效、亞高效和高效五類。

      粗效過濾器可過濾粒徑大于5pn的微粒。通常在中央空調系統中使用的是粗效過濾器。粗效過濾器多采用玻璃纖維、人造纖維、金屬絲網及粗孔聚氨酯泡沫塑料。過濾器長期使用后,玻璃纖維可能脫落隨著送風進入空調房間。長期沒有清洗的過濾器會積累大量的灰塵,增加空調系統的阻力,造成風量不足。在積塵中的細菌、真菌等生物可利用灰塵中的有機物等營養物而長期生存甚至繁殖并穿過過濾器。已有一些報告指出在過濾器的積塵中有青霉屬等微生物。如果過濾器發生破損,過濾器截留的積塵會以相當高的濃度隨送風進人室內。

      7.空氣凈化器

      近年來,用于空調系統的空氣凈化器研究正在受到重視3這些凈化器采用的技術有生物髙效殺菌、過濾、光催化、臭氧、紫外線等。

      空氣凈化器在空氣凈化過程中有可能截留或積累污染物,若不能得到及時和適當的清洗,也會成為污染源。有些空氣凈化器本身,由于技術、操作等問題也造成污染,如利用臭氧的空氣凈化器。臭氧是一種強氧化劑,是高效殺菌劑,臭氧的強氧化性也會傷害人體健康。使用臭氧凈化器時,臭氧濃度必須嚴格控制在一定的標準范圍以內,但由于臭氧濃度的測定及消除過量臭氧量方面的難點,如何在空調系統中有效地控制臭氧濃度至今仍然是難題。

      8.新風量

      當人們長期生活、工作在封閉的空調房間里,可能導致室內的一氧化碳、二氧化碳、可吸入顆粒物、揮發性有機化合物等污染物濃度增加,室內空氣質量惡化。人在這樣的環境中會引起煩悶、頭痛、乏力、易患感冒、注意力分散、容易疲勞等不良反應。

      補充新鮮空氣量是稀釋室內空氣污染物濃度、改善室內空氣

      120中央空調清洗技術

      質量的簡單而重要的手段。采用封閉式中央空調,由于無室外空氣補充,容易引起室內空氣污染物蓄積問題。有新風的中央空調,也可能因設計不當或管理不善而造成新鮮空氣量不足。從一項關于不良建筑綜合癥原因的調查結果來看,通風不良、送人新鮮空氣不足和效果不好占50%~52%??梢娦嘛L量對室內空氣質量是相當重要的。

      3.2.3中央空調通風系統污染的危害

      中央空調風道不及時清洗會造成以下一些危害:

      1.空氣置換效果差

      在使用中央空調環境下,大多數均為封閉、半封閉空間,室內空氣屬循環利用,空氣的清潔度依靠空調本身的過濾和定時輸送適量新風來維持,因此,相對于室外空氣來講新鮮度較為渾濁。

      2.滋生細菌、傳染疾病

      由于中央空調是依靠風道及出風口將處理后的空氣送入房間內,風道屬密閉空間,而室外空氣中各類懸浮顆粒物不能完全被空調過濾裝置所阻隔,因此,微細灰塵便進人風道粘附在風道內壁上,加之大多數風道狹小,日積月累便形成大量積塵,而積塵極易滋生各類有害微生物,如病毒、細菌、內霉素、真菌、軍團菌、冠狀病毒等。

      由于風道布置大多處于樓宇吊頂板內,加之風道內溫度、濕度較為適宜,因此常常成為寄生動物和昆蟲的活動空間(如老鼠、蟑螂等)。

      3.風阻加大,增加能源消耗

      空氣在風道內流動時,由于粘附物和氣流的相對運動產生了內摩擦,空氣在風道內運動過程中,就要克服這種阻力而消耗能量,風道隨著時間的推移和設備使用年限的增加,它的表面會附著大量的灰塵。這使邊壁形成的邊界層發生破壞,即破壞了流體在風道內的層流狀態,從而形成了揣流,增加了內摩擦力,使風

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害121

      力受阻,風機的負荷加大,機組的使用效率下降,使設備使用壽命降低,增加能源的消耗。

      3.3中央空調水系統垢樣的采集、儲存及鑒別

      中央空調水系統污垢的種類繁多,特性千差萬別,垢樣的采集、化驗鑒別是化學清洗的前提工作。只有弄清垢的性質和結垢原因,以及用什么藥劑溶解污垢后,才能選用清洗方式——是用物理清洗、化學清洗還是其他方法清洗。

      記錄下要清洗的中央空調的設備、管線、材質、設備的使用年限,形成污垢的工藝介質、生產工藝、污垢的厚度、污垢的形狀,這些都是判斷垢類型和成分的最原始的依據。

      3.3.1中央空調水系統垢樣的采集和儲存

      1.水系統垢樣的采集方法

      采集垢樣時,最好是在中央空調停用期間,對設備垢的采集應選三個具有代表性的地方。

      2.水系統垢樣的采集數量及儲存

      (1)垢樣采集數量垢樣的采集數量,應以100g以上500g以下為宜。

      (2)垢樣的儲存采集的垢樣應密封在塑料袋中運輸,在實驗室里應放在廣口瓶中,應做好編號、記錄工作,以免丟失和誤拿。

      3.3.2中央空調水系統垢樣的鑒別

      對采集到的垢樣,先做定性分析,根據其基本形狀、特征和對設備的結構和生產工藝的了解,可以做出初步的定性鑒別。定性鑒別后做溶垢實驗,如果有誤再進行定量鑒別。

      表3-9中以常見垢樣為例說明怎樣進行定性鑒別和定量鑒

      別。

      122中央空調清洗技術

      表3-9水垢類別的鑒別方法

      水垢類別顏色鑒別力?法

      碳酸鹽水垢占50%以上閂色在5%鹽酸溶液中大部分可溶解.同吋會產生大量氣泡,反應結束后.溶液中不溶物很少

      硫酸鹽水垢CaSO4占50%以上黃白色或ft色在鹽酸溶液中很少產生氣泡.洧解很少,加人io%氯化鋇溶液e.生成大戤的m色沉淀物

      砘酸鹽水垢SiO:占20%以上灰n色在鹽酸中不溶解,加熱后其他成分部分緩慢溶解,有透明狀沙粒沉淀物,加人19HF可有效溶解

      氧化鐵垢,以鐵的氣化物為主,央雜其他鹽類掠褐色加稀鹽酸可緩慢溶解,溶液9黃綠色加硝酸能較快地溶解,溶液¥黃色

      油垢含油57<■以L黑色將垢樣研碎.加人乙醚后,溶液4黃綠色

      1.碳酸鹽垢

      碳酸鹽垢是?種較為常見的垢種,在中央空調水系統中沉積的垢絕大多數是碳酸鹽垢碳酸鹽垢主要產生在熱交換系統中。

      (1)基本性狀碳酸鹽垢多為白色或灰白色,有時由于伴有腐蝕發生,會染上腐蝕產物的顏色,氧氣充足時以Fe2O;為1?:,呈粉紅色、紅褐色;氧氣不足時,以Fe.,04為£,呈灰白色或灰色

      碳酸鹽垢質堅而脆,附著牢固,難以剝離,其斷口呈顆粒狀,比較厚a當夾雜有腐濁產物或其他雜質時.斷口處可觀察到層狀沉積

      (2)特征及鑒別方法通過化學成分分析,可以準確地辨別垢樣,但需要較長的時間且費用較高.要求不高時,可根據垢樣的基本性狀結合其特點來對垢樣進行定性判別。

      1)定性鑒別。碳酸鹽垢是所有垢中最易溶于稀酸的,常見的無機酸和有機酸均可以將其溶解,并產生大量泡沫,即C02氣體

      另一個特點是,在800~900tK灼燒時,水垢質量損失近

      第3草中央空調系統污垢的成兇及危害123

      40%.這主要是水和二氧化碳分解的緣故,通過觀察水垢溶解后的少量殘渣及注意垢樣灼燒時的氣味,可以了解垢中所含雜質的大致類別:

      ①如果殘渣呈tl色則是硅酸鹽3

      ②如果呈黑褐色則是腐蝕產物、

      ③灼燒時如果嗅到焦糊氣味則是有機碳或碳水化合物,,

      2)定量分析

      ①垢樣的制備和處理在研體中放人垢樣研細至140~170目(顆粒直徑在0.1mm左右),稱取4份試樣,2份用于化驗,2份用于灼燒減量的測定,每份試樣以0.5g為宜,過多不利于灼燒,也難以分離洗滌、

      將用于化驗的2份試樣分別置于2個100mL燒杯中,加入10mL水濕潤,再加入10mL鹽酸,蓋上表面皿,使其在室溫下溶解,等反應較慢時,用玻璃棒輕輕攪動使其溶解,如含有部分磷酸鹽或鐵的腐蝕產物時,可加熱助溶,

      ②1灼燒減量的測定,碳酸鹽垢以碳酸鈣為主,在灼燒時碳酸鈣可失重44%而變成氧化鈣,如含有氫氧化鎂,則在灼燒時可失重41%而變成氧化鎂。具體方法是:將兩組試樣在烘箱中烘去表面水分,各稱取0.5g置于已恒重的坩堝中,在850弋下灼燒2h,冷卻后稱重,以相差0.4mg以內為恒重,兩份試樣的測試結果相差小于0.1%為合格:

      3)氧化鈣與氧化鎂含量的測定。由于試樣已全部溶解,可直接測定經鹽酸溶解的試液中的鈣、鎂量,對大量碳酸鹽垢測定的經驗表明,這種垢中90%以上是碳酸鈣,如果水中硅酸鹽及碳酸鹽含量較低且設備不發生嚴重腐蝕吋.其含S可達95%左右:因此,可用EDTA二鈉鹽滴定試樣..將與其作用的物質折算為鈣.再另取試樣加人氫氧化鈉.使鎂以氫氧化鎂沉淀形式除去,從而分別測出鈣、鎂含量。具體化驗操作方法可參考相關的分析化驗書籍:

      如果測量碳酸根的含量,可采用酸堿滴定法或管式爐灼燒吸

      124中央空調消洗技木

      收法測量。

      2.硅酸鹽垢

      硅酸鹽不是單4的垢種,在垢中的含量較低,一般僅為20%左右,當硅酸鹽含量在20%以上或含20%以上的二氧化硅時,就將其稱為硅垢,以與易溶垢相區別。

      (1)基本性狀硅酸鹽呈白色,有時呈灰色,與碳酸鹽、硫酸鹽的顏色很相近,當設備有腐蝕現象時,尤其是局部腐蝕時,硅酸鹽垢可被染成灰黑色:

      硅酸鹽水垢產生于原水二氧化硅含量高的中央空調循環冷卻水系統中,有的水處理工藝中使用水玻璃作為助凝劑或分散劑、緩蝕劑,因此更容易結硅酸鹽水垢。

      硅酸鹽一般常與硫酸鹽垢、碳酸鹽垢、磷酸鹽垢共存。當硅酸鹽含量高時,會使垢層難以清除,

      (2)鑒別方法將垢樣置于5%稀鹽酸中,甚至酸度增至20%時,并輔以加熱處理,如果仍有一定量的白色沉淀不能溶解,則可認為剩余物是硅酸鹽或硫酸鹽

      將不溶物濾出并清洗,直到濾液中加入1%硝酸銀不產生渾濁時,加入氯化鋇溶液也不出現渾濁和沉淀,則表明垢中含硅酸

      mi-o

      為了避免硅酸鹽水垢的生成,通常限制冷卻水中SiO2的含量,一般以不超過150~175mg/L為宜。為除去硅垢常采用熱濃堿煮或氫氟酸洗,使其生成易溶的硅化物而除去

      (3)分析方法將硅酸鹽垢按(2)中的處理方法熔融并溶解,然后將處理后的試樣定容到1L。分別移取試樣,用分光光度法測;二氧化硅、鐵(及鋁),用EDTA二鈉鹽滴定法測鈣、鎂,用分光光度法測硅酸根(酐)與銅。

      3.硫酸鹽垢

      硫酸盤垢也不是單一的垢種,它一?般與其他垢種同時存在,并且通常所占的比例較少,約占1/3以下:但是由于它不溶于鹽酸、硝酸、硫酸以及其他有機酸,也不溶于絡合劑,垢中有硫酸

      第3章中央空調系統垢的成M及危#125

      鹽存在時就變得極難清除,因此,在許多文獻和書籍中常將其作為單獨垢列出。

      由于硫酸鹽垢難以溶解除去,對受熱面和傳熱面的熱阻影響較大。因此,當它的含量在垢中達20%時,可以認為這種垢是硫酸鹽垢。

      (1)基本性狀硫酸鹽垢通常為白色或灰白色,有時呈粉紅色,在受熱面或傳熱表面上結成硬質薄層,附著牢固,質硬而脆,敲擊鏟刮時能成小片狀剝離,難以用常規的機械方法清除,也不能用酸洗除去。.

      當設備無腐蝕現象時,硫酸鹽水垢與其他碳酸鹽、磷酸鹽等較接近,但比它們更堅硬,附著更為牢固,當有腐濁現象時,尤其是產生附著物下的局部腐蝕時,硫酸鹽垢可能被染成黑紅色或磚紅色。

      (2)鑒別特性首先用10%的鹽酸溶解,如溶解速度較慢,則應加熱助溶,經過上述溶解操作,試樣仍有白色殘留物不溶時,可將試樣與碳酸鈉以1:8的比例混合,在900T下加熱2h,則硫酸鹽與碳酸鈉作用而轉化為碳酸鹽和硫酸鈉,再用鹽酸溶解時,即可以完全溶解。

      此項操作最好在坩堝中進行,為了使熔融物容易由坩堝中溶解脫出,可先將3倍垢樣的無水碳酸鈉與垢拌均勻,倒人其中,再在固體混合物上覆蓋與垢大致等量的無水碳酸鈉:,灼燒應在蓋著蓋的坩堝中進行,坩堝蓋稍微錯開一些,防止《)2大量產生時將蓋掀掉。

      將按上述處理過的試樣用鹽酸溶解,定量到1L,移取200mL試液以沉淀法測硫酸根,換算為硫酸酐。再分別移取適量試液,用分光光度法測二氧化硅(偏硅酸酐),用分光光度法測鐵,用EDTAC鈉鹽絡合滴定法測鈣、鎂,用分光光度法測磯酸根和銅。

      如果僅是定性處理硅酸鹽垢,也可在用鹽酸溶解后,將不溶物減少,向其中加人1%(質量分數)氯化鋇溶液,若有大量白

      126中央空調沾洗技水

      色沉淀產生,表明硫酸鹽含量較高、

      4.磷酸鹽垢

      在天然水中,磷酸根含量很低,一般不會生成磷酸鹽垢,但在許多水質處理過程中,常在循環冷卻水系統中投人聚磷酸鹽作為緩濁劑或阻垢劑,而聚磷酸鹽在水中會水解成為正磷酸鹽,使水中有poL存在,它與鈣離結合會生成溶解度很低的磷酸鈣析出附著在基體表面上,就形成了磷酸鈣垢::這種垢影響傳熱不易清除,因此,在投加聚磷酸鹽藥劑的循環冷卻水系統中,必須注意磷酸鈣水垢生成的問題_

      磷酸鹽垢也可產生于進行磷酸鹽防垢處理的2+5~3.8MPa及以上的鍋爐中.也產生于采取水質穩定處理的熱水鍋爐和中央空調供熱系統中

      磷酸鹽垢往往和碳酸鹽垢共存,在鍋爐中,當軟化水殘余硬度過高或凝汽器管泄漏時,鍋爐受熱面既會沉積碳酸鹽水垢,乂會由f產生的大姑磷酸鹽水渣未能及時排除而形成二次水垢

      (1)基本性狀磷酸鹽水垢外觀為灰白色.質地較為疏松.僅有碳酸鹽和磷酸鹽的水垢呈灰白色,這是由丁+磷灰石是灰色:如果伴有腐蝕產物.則呈灰紅色或紅褐色鍋爐或給水中加有氧化劑吋,垢的顏色多呈灰黑色.

      磷酸鹽水垢附著力較差,容易用機械方法人工除去_不受熱部分的磷酸鹽垢松軟,呈堆積狀。磷酸鹽垢隨受熱面的熱流強度和金屬溫度升高而結垢嚴重,垢質也變得堅硬難除。

      (2)鑒別特征磷酸鹽水垢與碳酸鹽水垢外形相似,而li常常含有一定量的碳酸鹽垢.兩者的區別在f磷酸鹽垢在常溫下,不能在5%以下的稀酸中全部溶解,需要加熱助溶或苕用10%以上的酸且在較高溫度條件下使之全溶。在用酸溶解磷酸鹽垢時.由產生的泡情況可以T解其中碳酸鹽垢聽占比例大小,如果基本不冒氣泡,則是單獨的磷酸鹽垢.

      由水處理工藝也可判斷磷酸鹽垢,天然水中基本不含磷酸鹽,除非人I:投加磷酸鹽.否則在受熱面或傳熱面上不會產生磷

      第3荸屮央空調系統污垢的成兇及危尨127

      酸鹽垢。

      (3)分析方法磷酸鹽垢溶解之后,不能按照常規的系統分析方法進行分析測定,對測定二氧化硅后的濾液以氫氧化銨沉淀鐵、鋁離子,這是由于試液中的鈣、鎂陽離+和磷酸根離了?,會在試液堿化時以磷酸鹽沉淀的形式析出,容易誤把鈣、鎂的磷酸鹽沉淀當成氫氧化鋁.即所謂的“鋁垢\

      當測定二氧化硅的濾液通過氫型強酸陽離子交換柱時,川比交換樹脂體積略多的無機鹽水沖洗,沖洗液與濾液混合在-?起,用以測定磷酸根、硫酸根;用5%的鹽酸再生和淋洗交換柱,將進入陽樹脂的鐵、鋁、鈣、鎂、銅等陽離了?置換出來,使其成為對應的氯化物,然后對其分析測定,

      磷酸鹽垢往往混有碳酸鹽垢,因此,也有必要進行灼燒減量測定,以便于分析結果的效果..

      如前所述,將磷酸鹽垢的陰陽離子分離之后,濾液用F測陽離子時可將其定溶到11.,再從其中移取少位試液以比色法測定磷酸根,折算為磷酸酐(P2()5)的百分含景。硫酸根的測定’呵使用沉淀法,以硫酸鋇的形式測試后折算為硫酸酐(S02),陽離子由離子交換樹脂置換出來后.可分別用H)TA二鈉鹽滴定法測定鐵、鋁、鈣、鎂,銅可用碘量法測量,鐵、銅含量低時可用比色法測定或用分光光度法測定。

      5.鐵銅垢

      當水垢中鐵和銅的氧化物含量超過90%時,盡管還有鈣鎂等堿土金屬氧化物和碳酸酐、磷酸酐等成垢物質,也將其作為腐蝕產物看待

      事實上,在腐蝕坑中采集的附著物是以沒備腐蝕產物為上,在?般受熱面上采集的垢樣,則兼有設備腐蝕產物和外來沉積物兩部分,腐蝕產物與設備、系統的材質有關,常見的成分是鐵、銅的氧化物和其他Ca:+、Mg'"鹽類,

      (1)基本性狀鐵銅垢可以產生于任何受熱面和傳熱金屬喪面.但是在介質溫度較低的沒備上,它僅作為垢中夾雜物存

      128中央空調清洗技術

      在。隨著介質溫度升高,設備腐蝕加重,腐蝕產物即鐵、銅的氧化物在垢中含量也顯著增加,在高參數鍋爐的受熱面上,附著物以腐蝕產物為主。

      鐵銅垢以黑褐色為主,當水中含有豐富的氧時多呈紅色;在-般的鍋爐和熱交換器中氧的供應不足,多呈黑色。如果鐵銅垢中含銅較多,銅可由于電化學作用而以金屬形態存在,腐蝕產物呈紫紅色,并能看到金屬光澤。如果在腐蝕坑中采集得到的附著物層常呈貝狀,邊緣薄而中間厚。

      (2)鑒別特征鐵銅垢的外觀與鈣鏷垢明顯不同,容易鑒別_.由顏色變紅或變黑,可以得知是以高價鐵為主還是低價鐵為主。如果垢樣呈紫紅色金屬光澤,則其含銅量可達到50%以上,可以認為是銅垢。水垢灼燒時質量減小,鐵銅垢灼燒時質量則常增加。這是因為灼燒時垢中銅氧化為氧化銅,氧化亞鐵被氧化為氧化鐵,另外,磁性氧化鐵可以看作是氧化鐵和氧化亞鐵的復合物,它在灼燒時質量也有所增加。

      銅氧化為氧化銅時質量增加25.14%,氧化亞銅氧化后質量增加11.18%,氧化亞鐵氧化為氧化鐵時質量增加11.5%;磁性氧化鐵氧化為氧化鐵時質量增加3.44%,在粗略地定量垢中鐵銅的存在形式時,可由其含量與灼燒增量按上述關系推知。

      鐵銅垢較硅酸鹽垢和硫酸鹽垢易溶,但是比碳酸鹽垢和磷酸鹽垢難溶解得多,它甚至難溶于常溫的鹽酸中。加熱接近沸騰溫度時,它可溶于20%以上的濃鹽酸中,但耗時較長。在鹽酸中加人少量硝酸并加熱可使之溶解,這是由于在溶解過程中,亞銅離子和亞鐵離子被氧化為高價化合物,破壞了溶解平衡的緣故。

      鐵銅垢溶解后溶液中常呈現一定的顏色,如果垢中以鐵為主時,溶液呈淡黃色,如果以銅為主時,呈淡綠色、

      用氨水中和鐵銅垢的酸溶液可輔助鑒別,鐵在中和至pH值>6時,可產生棕紅色絮狀氫氧化鐵沉淀;若pH值繼續升高,銅可生成藍色氫氧化銅沉淀;如果含銅量較高時,在過量的氨水中可生成深藍色的銅氨離子。

      第3章中央空調系統污垢的成因及危宵129

      (3)分析方法鐵銅垢實際上是腐蝕產物,其中混雜有鈣、鎂鹽類和對應的磷酸根,其他成分較少。

      1)灼燒增量的測定??衫们笆龅淖茻磻M行定量分析.銅鐵垢的灼燒氧化反應比碳酸鹽垢灼燒熱分解速度慢:因此,應使用底面積較大的瓷石坩堝盛試樣,將試樣盡量攤開成薄層,灼燒時間延長到3~4h。

      2)試樣的溶解與分析操作鐵銅垢即使在熱的10%鹽酸中其溶解速度也較低,因此,應將磨細的試樣#于100mL燒杯中,用水濕潤后,加入10mL15%的鹽酸在水浴加熱分解,再加少許濃硝酸以加速垢樣分解。

      將試液稀釋定容到1L后,分別稱取試樣,用EDTA二鈉鹽測定鐵、鋁、鈣、鎂、鋅,由于鋁、銅、磷酸根等的含量較少,可用分光光度法測定。

      6.細菌的鑒別測定

      為r有效地防止冷卻水系統微生物垢的形成,往往要了解細菌的種類、數量,以便有針對性地將其殺滅。鑒別時,先從冷卻水系統取出樣品.將樣品接種在細菌可以迅速生長的培養基中,經過一定時間后,可以測量細菌增殖的效果或計數正在生長的細菌菌落。選擇對于所關心的細菌生長具有的某種專一性的培養介質和培養條件,就可在不同的細菌之間做出區別:用顯微鏡檢查,或者試驗所生長的細菌菌落,可更肯定地做出鑒定:

      (1)鐵細菌的培養與鑒定用鐵細菌培養基進行培養。常用的培養基為檸檬酸鐵銨log,含結晶水的硫酸鎂0.5g,硫酸亞鐵銨o.5g,磷酸氣鉀0.5s,氯化鈣o.2g,硝酸鈉0.5g,瓊脂20g,共溶人1L去離子水中,調pH值〒6.8~7.1200%:溫度下火菌20mi?做成平板后,將適度稀釋的水樣接種在平板上,在培養3d,如果有黃白色菌落即是鐵細菌。也可用硫

      酸錳0.lg,瓊脂20g在1L水中,調PH值到7.8-8,滅菌20mino在上述同樣條件下培養,在培養基上出現棕黑色菌落即是鐵細菌。鏡檢時.會發現鐵細菌為絲狀,蓋氏鐵柄桿菌則糾結

      130中央空調清洗技術

      在?起。用化學方法檢査時,錳培養基的菌落檢出有鐵離子則可確認。

      (2)硫細菌的培養和鑒定用硫化鉀8g,磷酸氫二押0.2g,氯化銨0.lg,氯化鎂0.lg,瓊脂20g,在1L去離子水中,120T下滅菌20mm。將適度稀釋的水樣接種在該培養基平板上,于30r培養3~5d,或者先在液體培養基中以同樣條件培養3~5d,再把液體培養物轉接于固體培養基平板上,如果出現黃白色或紅褐色菌落,可能分別是硫絲菌及紅硫菌。在液體培養基中加人1%氯化鋇溶液,如果有白色沉淀產生:表明是硫細菌。如果反應不明顯,可延長培養吋間到10d以上,或使用10%:氯化鋇溶液檢驗.硫酸鹽還原細菌是厭氧菌,應在缺氧條件下培養為此,可使用大試管盛培養液,接種后用膠塞塞緊,再以石蠟封固。溶液應盛滿試管而不存留氣泡。所用的培養基為氯化鈉5g,含結晶水硫酸鎂2g,硫酸鈉lg,氯化銨lg,磷酸二氫鉀0.5g,氯化鎂0.lg,硫酸亞鐵銨0.lg,70%的乳酸鈉溶液5mL,去離子水1L,調pH值為7.2,在120T,下滅菌20min,裝人試管中接種適度稀釋的水樣ImL。在30T下培養7d,觀察是否出現黑色的硫化鐵或嗅到有硫化氫的氣味。應和不接種的空白培養液對比.以此確定。

      (3)微生物垢的判斷微生物垢呈淡紅色時,可能有鐵細菌存在,將微生物垢用鹽酸處理,加入硫氰酸銨后呈紅色,證明有鐵離子存在。將溶液用氫氧化銨中和后,紅色褪去而產生氫氧化鐵絮狀沉淀。未經酸處理的微生物膜直接加硫氰酸銨則檢不出鐵離子,表明鐵存在。

      3.4中央空調通風系統污染的檢測

      中央空調通風系統污染的檢測包括中央空調風道系統積塵量的學測,通風系統微生物的檢測,送風中細菌、真菌的檢測等幾項士容。

      第3章中央空調系統污垢的成因及危害131

      3.4.1中央空調風道系統積塵量的檢測

      中央空凋管道積塵量檢測分為F1常檢測和風管清洗效果(風管清洗后)檢測。日常檢測是評價空調系統的衛生狀況和污染狀況;風管清洗效果檢測是評價空調風管經過機械清洗后所達到的清潔程度。

      1.檢測方法和采樣時間

      中央空調通風管道積塵量的檢測是以稱重方法得出風管內表面單位面積塵粒的重量,n常檢測為單位面積內全部積塵量;風管清洗效果檢測為清洗后單位面積內殘存塵粒的重量。檢測方法為人工擦拭法和機器人采樣法,為避免人工擦拭法采集對樣品的影響,宜采用機器人采樣法。

      日常檢測可在任何時間進行,風管清洗效果檢測應在清洗后7<1內進行。

      2.人工擦拭法

      (1)使用器材包括正方形擦拭取樣框——內邊長有100mmxlOOmin和200mmx200mm兩種、無紡布、稱量天平(精度為o.oooig)、密封袋、一次性塑料手套。

      (2)檢測前的準備’

      1)將無紡布裁成100mmx100mm和200nimx200mm兩種正方形的布塊,每2片放人一個密封袋中為1套。

      2)將每套無紡布在干燥器中存放24h。

      3)將每套無紡布與塑料袋同用天平稱量兩次,取其平均值為擦拭前的重量(初重)。

      (3)檢測取樣點

      1)在檢測的每套空調系統風管中隨機至少抽取3~5個檢測斷面(如送風管、回風管、新風管)。

      2)在風管積塵日常檢測時,如果檢測斷面無法在風管中沒置,可擇規定的抽樣比例在風口處設置。

      3)在每個檢測斷面的風管內表面的底面設置1~2個采樣

      132巾央空調清洗技本

      點D

      (4)取樣

      1)在確定的風管檢測斷面處開工作口,或將風口拆下。

      2)根據風管斷面大小選擇取樣框,并將取樣框放在風管的檢測位置上。

      3)用2片無紡布將取樣框內風管內壁上的灰塵擦拭干凈,如果需要可再用2片無紡布,直至擦拭干凈為止。當風管內積塵較多時,可先用其他工具將取樣框內風管表面的大量積塵取到密封袋中,然后再用無紡布擦拭。

      4)將取樣后的無紡布放回原密封袋中保管,并進行編號。

      3.機器人采樣

      定量采樣機器人積塵采樣結果與人工擦拭法的相對誤差小于等于20%;在相同的積塵條件下,采集樣品的平均相對誤差小于等于10%。

      (1)使用設備與器材稱量天平(精度為O.OOOlg),密封袋、一次性塑料手套。

      (2)檢測前準備根據機器人采樣原理,將所用的收集風管積塵的用品進行編號、恒重、稱量。

      (3)檢測取樣點在抽取檢測的每套空調系統風管中隨機取出5個檢測斷面,每個檢測斷面在風管底面設置一個取樣

      點。

      (4)取樣將采樣機器人由風管開孔處放入風管內,使機器人行至取樣點處開始取樣,取樣完畢將樣品完好帶至風管處。

      (5)實驗室分析

      1)將取樣后的樣品以采樣前同樣方法處理。

      2)將取樣后的樣品在天平上稱重兩次,取平均值為終重。

      3)人工擦拭法取樣:將每個檢測斷面取樣的各套無紡布終重與初重之差的平均值作為該檢測斷面的灰塵重量。

      4)人工擦拭法取樣:將每個檢測斷面的灰塵重量換算成每

      第3章中央空調系統污垢的成因及危苫133

      平方米風管內的積塵量,即用100mmx100mm的取樣框,斷面灰塵重量乘以25。

      5)機器人采樣:將增重除以取樣面積(m:)得出檢測斷面積塵量。

      6)取各個檢測斷面積塵量的平均值作為風管積塵量的檢測結果,以g/m*表不。

      3.4.2中央空調通風系統微生物的檢測

      中央空調風管內表面細菌總數和真菌總數的檢測分為日常檢測和風管消毒效果檢測。日常檢測評價空調系統微生物污染狀況,消毒效果檢測評價空調風管經過消毒后所達到的效果,

      1.檢測原理

      通過擦拭法和機器人采樣法,采集風管內表面單位面積的微生物,得出空調風管細菌總數和真菌總數。

      2.采樣方法

      (1)采樣點數量和分布同風管積塵量采樣。

      (2)采樣面積每點采樣面積為50m2-

      (3)采樣方法空調風管內表面積塵較多時采用刮拭法采樣,積塵較少不適宜刮拭法采樣時用擦拭法采樣。整個采樣過程應為無菌采樣:為避免人工采樣對采樣環境的影響,可采用機器人采樣。

      3.真菌樣品分析

      (1)刮拭法將采集的積塵樣品無菌操作稱取lg,加人到0.01%Tween-80水溶液中,做10倍梯級稀釋,取適宜稀釋液ImL,傾注法接種平皿。

      (2)擦拭法將擦拭法取得的樣品無菌操作加人到0.01%Tween-80水溶液中,做W倍梯級稀釋,取適宜稀釋液ImL傾注法接種平皿3

      (3)培養和計數細菌和真菌的計數方法見后文細菌、真菌總數的計數部分;培養方法見后文細菌、真菌的培養部分:

      134中央空調清洗技術

      3.4.3中央空調送風中細菌總數的檢測

      1.檢測取樣點和采樣環境條件

      一般在距送風口下方15~20nn處,按規范要求采樣,應用安德森氏六級撞擊式空氣采樣器。

      采樣時必須在空調系統正常運轉的條件下,關閉門窗Ih以上,盡量減少人、畜的活動頻率,記錄室內人員數足、溫濕度與天氣狀況等」

      2.細菌總數的計數

      用撞擊式空氣采樣器法采集室內空氣,汁數在營養瓊脂培養基上經37丈.48h培養所形成的菌落數,換算成每平方米室內空氣中菌落總數,以cfu/m:(每立7/米空氣菌落形成單位)報告。

      3.細菌培養

      采樣應用營養瓊脂培養基,(37±2)T培養(48±2)h,觀察并記錄結果(37丈培養24h應進行觀察,不必記錄結果)。

      4.制備培養基

      (1)培養基的成分營養瓊脂培養基成分包括:蛋白胨10g,氯化鈉5g,肉膏5g,瓊脂20g,蒸餾水lOOOmU

      (2)培養基的制法將上述成分加熱溶化于蒸餾水中,校正pH值為7.4~7.6,加人瓊脂.121弋、20min滅菌備用。

      3.4.4中央空調送風中真菌總數的檢測

      1.檢測取樣點和采樣環境條件

      ■-般在距送風口下方15-20cm處采樣,按規范要求采樣.應用安德森氏六級撞擊式空氣采樣器。

      采樣時必須在空調系統正常運轉的條件卜\關閉門窗lh以上,盡量減少人、畜的活動頻率.記錄室內裝修狀況(如觀察織物包廂、地毯布置、花草養植等,為分析結果提供參考)、人員數量、溫濕度與天氣狀況等。

      第3章屮央空調系統污垢的成H及危宵135

      2.真菌總數的計數

      用撞擊式空氣采樣器法采集室內空氣.汁數在沙氏瓊脂培養基上經28X:、5~7d培養所形成的菌落數.換算為每立方米室內空氣中真菌總數.以cfu/m2報告:

      3.真菌培養

      采樣應用營養瓊脂培養基,(28±2)T培養5~7d,逐日觀察并于第7天記錄結果(如培養至5d時,霉菌或故線菌的菌絲生長掩蓋周圍菌落或菌絲長至滿皿,可停止觀察并記錄結果,但在報告時需注明);

      4.制備培養基

      (1)培養基的成分沙氏瓊脂培養基成分包括:蛋白胨10g,葡萄糖40g,瓊脂20g,蒸餾水1000ml,。

      (2)培養基的制法將蛋白陳、葡萄糖溶解子蒸餾水中,校正pH值為5.5~6.0,加入瓊脂,1151、15mm滅菌備用。

      第4章中央空調清洗藥劑、設備及工具

      中央空調清洗主要是對水系統和通風系統的清洗,在清洗過程中,必須要使用到一些相關的清洗藥劑和清洗設備,使清洗工作順利開展。本章中,我們來具體了解中央空調水系統以及通風系統清洗都要用到哪些清洗藥劑和清洗設備:

      4.1中央空調水系統水處理、化學清洗藥劑

      在中央空調水系統運行過程中和清洗中要選用合適的藥劑對水系統進行水處理和定期的化學清洗,下面我們來具體了解中央空調水系統水處理以及清洗工程中所使用的藥劑:

      4.1.1中央空調水系統水處理藥劑

      中央空調水系統水處理藥劑常用的有阻垢劑、緩蝕阻垢復合藥劑、殺生劑等。

      1.阻垢劑

      (1)定義阻垢劑是指具有能分散水中的難溶性無機鹽,阻止或干擾難溶性無機鹽在金屬表面的沉淀、結垢功能,并維持金屬設備有良好的傳熱效果的-?類藥劑.

      (2)分類目前市場上阻垢劑的分類見表4-1

      (3)選用選用阻垢劑應遵循以下原則:

      1)阻垢效果好,即使在Ca2+、Mg'SiO^含量較大時,仍有較好的阻垢效果

      2)化學穩定性好,在高濃縮倍數和高溫情況以及與緩濁劑、殺生劑共用時,阻垢效果也不明顯下降i

      第4章屮央空調清洗葯劑、沒備及工具137

      表4-1阻垢劑的分類

      類別化(聚)合物用量/(mg/L)特性

      聚磷酸鹽六偏磷酸鈉[(WPO3)6:卜51.在結垢不嚴重或要求不太高的情況下可單獨使用2.低劑量時起阻垢作用,卨濃度時起緩濁作用

      三聚磷酸鈉(Na5P3O1Q)

      有機瞵酸鹽系含氮氨基三甲叉膦酸(AT-MP)1~51.不宜單獨使用,-般與鋅、鉻或磷酸鹽共用2.含氮的不易與氯殺菌劑共用

      乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)

      不含氮羥基乙叉二隣酸(HEDP)

      磷酸酯類單元醇磷酸酯多元醇磷酸酯氨基磷酸酯5~30與其他抑制劑聯合使用吋效果最好

      聚羧酸類聚內酸酯聚4來酸酯聚甲基丙燔酸1~5銅質設備使用時必須加緩蝕劑

      3)符合環保要求,無毒與低毒,易生物降解:

      4)配制、投加、操作等簡便:

      5)價格低廉,易于采購,運輸儲藏方便

      通過長期使用的情況表明,絕大多數的阻垢劑在單獨使用時效果較差,幾種阻垢劑復合使用時阻垢效果會顯著提高。表4-2中列出f各種阻垢劑單獨使用時的使用情況,供選擇阻垢劑時參考

      2.緩蝕阻垢復合藥劑

      (1)復合藥劑的定義將具有緩蝕和阻垢作用的2種或2種以上的藥劑聯合使用,或將緩濁劑和阻垢劑以物理方法混合后所配制成的藥劑,都稱為復合藥劑,也稱為復合水處理藥劑

      138屮央空調請洗技術

      表4-2各種阻垢劑單獨使用時的性能表

      名稱適宜的pH值允許Ca2+含量/(mg/L)擰制鈣垢的添加量及效果/(ing/U明

      CaSO3Ca.,SO4Ca,(PO4)2

      聚磷酸鹽6-7<2004~6>20無效商產生垢的危險控制n?:常p(〕r<6FL磷酸鈣指數>1

      聚內烯酸(鈉)彡50()10打效仃效對銅咬銅合金釘腐蝕作川

      磷酸鹽系7~9400-5002-6有效4、易產牛.垢對锏及锏合金也腐蝕作用

      聚馬來酵8~9500-4003-5有效(i效

      磷酸酯類8~9彡50020-25卉效

      復合藥劑盡管類型品種繁多.但都是按照水質特性和冷卻水系統運行中存在的主要問題.以-?兩種藥劑為主配制而成的、具有突出功能的復合藥劑

      -般來說,復合藥劑的緩濁阻垢效果均比其中一種藥劑單獨使用時的效果好。

      (2)復合藥劑的種類

      I)磷系復合藥劑

      ①聚磷酸鹽+鋅鹽5聚磷酸鹽用量為30~50mg/L,鋅鹽用量宜小于4mg/L(以Zn2+計),pH值宜小于8.3,--般控制在

      6.8?7.2。

      ②聚磷酸鹽+鋅+芳烴唑類化合物、摻加芳烴唑類化合物的主要目的是保護銅及銅合金,一般摻加1~2mg/L即可起到有效的保護作用,同時亦可起防止金屬產生坑蝕的作用。常用的芳烴唑類化合物有巰基苯并噻唑(MBT)和苯并三氮唑(BZT)。它們都是很有效的銅緩蝕劑,pH值的范圍為5.5~10:

      ③聚鱗酸鹽+聚丙烯酸。主要用于處理結垢趨勢不大的中央空調循環水,使用的配合比為(4~6mg/L):(3.5~7mg/L),適用的范圍不如帶有HEDP的有機膦系復合抑制劑廣泛,但對微生

      第4孝中央空調消洗藥劑、設濟及fJt139

      物產生的影響及控制能力相同_

      ④六聚磯酸鈉+鉬酸鈉??梢孕纬申帢O、陽極共有防護膜,

      大大提高丁緩蝕效果和控制點濁的能力,鉬酸鹽在溫度高廠70%;,pH值大于9的水中緩濁效果最好,使用量通常為3mg/L左右鉬酸鹽的毒性小,對環境不會造成污染,

      2)有機膦系復合藥劑

      ①鋅鹽+磷酸鹽:用35~40mg/L的磷酸鹽和lOmg/L的鋅鹽,在pH值為6.5~7.0的條件下可以有效地控制金屬腐蝕,1改變上述兩種藥劑的組成比例,使鋅鹽的用垃為磷酸鹽質量的30%時,則可獲得最佳的緩蝕作用衍在使用時應注意以下幾點:

      A.pH值不應大于8.5,當用于合金材質的水系統時,如pH值小f6-5,則磷酸鹽會損傷金屬

      B.不宜用在有嚴重腐蝕金屬產物的冷卻水系統中..

      C.不適合用亍閉式冷卻水系統.

      D.水的溫度不宜高于40^r

      ②巰基苯并噻唑+鋅+磷酸鹽+聚丙烯酸鹽_推薦的巰基苯

      噻唑使用濃度為I而鈣的硬度最大允許值為400mg/

      L

      ③以聚磷酸鹽、聚丙烯酸和有機膦酸鹽為主的組合vA?偏磷酸鈉+聚丙烯酸鈉+羥基乙叉二膦酸

      B.八?偏磷酸鈉+聚丙烯酸鈉+羥基乙叉二膦酸+巰基苯并噻唑:

      C.六偏磷酸鈉+聚丙烯酸鈉+羥基乙叉二膦酸+巰基苯并噻唑+鋅,

      D.三聚磷酸鈉+聚丙烯酸鈉+乙:.胺四甲叉膦酸+巰基苯并噻唑。

      在上述四種組合中,聚磷酸鹽的用量為2~10mg/L,聚丙烯酸鈉為2~16mg/L,羥基乙叉二膦酸為().8~5mg/L,巰基苯并噻哇為0.4~lmg/L,鋅鹽(以Zn23十)為2~4mg/L,乙二胺

      140屮央空調諸洗技術

      四甲叉膦酸為2mg/L_具體各組分的配合比和投加量應根據水質特性和運行情況,通過試驗并結合實際運行效果確定。

      應該引起注意的是,這四種組合中均含有磷,為菌藻類微生物的生長提供了營養物質.所以在使用時必須同時投加殺生劑,控制菌藻類微生物的大量繁殖。

      這種有機膦系復合抑制劑使用范圍較廣,實際應用中被證明是一種比較有效的復合抑制劑,在中央空調循環水中總硬度以碳酸鈣(CaCOJ計為130~520mg/L、總含鹽量為250?1540mg/L時,均能比較穩定地控制腐蝕與結垢。

      3)其他復合藥劑

      ①多元醇+鋅+木質磺酸鹽。在有大量污泥產生的循環水系統中,采用此復合抑制劑比較有利,其使用濃度一般為40~50mg/L,pH值可達到8左右。如再摻加巰基苯并嗟唑,則可提高緩蝕阻垢性能,而基本功能與不摻加時相似。另外,只用多元醇+鋅組成的復合抑制劑,也能獲得較好的緩蝕阻垢效果。

      ②亞硝酸鈉+硼酸鹽+有機物。該復合抑制劑主要用于閉式循環冷卻水系統,在PH值為8.5~10.0時,投加劑量可為2000mg/L.

      ③有機聚合物+硅酸鹽。這種復合抑制劑對所有類型的殺生劑都無影響,適用于pH值為7.5~9.5的冷卻水系統,在高溫(70~80^C)和低流速運行條件下一般不會有結垢現象。

      ④鋅鹽+聚馬來酸酐。聚馬來酸酐是有效的阻垢劑,所以這種復合抑制劑主要用于有嚴重污垢的冷卻水系統,不宜用于硬度較低且具有腐蝕趨勢的冷卻水系統。在運行中應使水的pH值控制在8.5以下。

      ⑤羥基乙叉二膦酸鈉+聚馬來酸=緩蝕阻垢效果好,加藥量少,成本低,藥效穩定且停留時間長,沒有因為藥劑引起的菌藻問題。

      ⑥鉬酸鹽+葡萄糖酸鹽+鋅鹽+聚丙烯酸鹽,對不同水適應性強,有較好的緩蝕阻垢的效果,耐熱性好,克服了使用聚磷酸

      第4葶中央空調淸洗藥劑.議濟及r具141

      鹽時存在的促進菌藻繁殖的缺點,要求pH值在8~8.5的范圍,C1~+SO4小于400mg/Lp

      ⑦硅酸鹽+聚丙烯酸鈉。對環境污染小,價格便宜

      ⑧鉬酸鹽+聚磯酸鹽+聚丙烯酸鹽+BZT。對不同水質適應性較強,操作簡單,價格便宜,使用濃度為10~15mg/L。

      (3)復合藥劑的選用復合藥劑的選用應有針對性,一般需考慮以下幾個原則:

      1)根據水質特性,通過模擬試驗篩選出適宜的復合藥劑,在實際運行過程中,視其效果再調整各組分的配合比及投加量。在無試驗條件的狀況下,可以參考同類冷卻水系統的運行數據。但不宜直接套用其配方,因為水質特性、系統組成、運行條件、操作方式等不同,可能會使緩蝕阻垢效果產生較大差異

      2)要注意協同效應,優先采用有增效作用的復合配方,以增強藥效,降低藥耗。

      3)承受得了復合藥劑的使用費能,而且購買要方便。

      4)配方中各藥劑不應有相互對抗的作用,而且與配用的殺生劑相容。

      5)含有復合藥劑殘液的冷卻水排放時,應符合環保部門的規定,對周圍環境不造成污染。

      6)不會造成換熱表面傳熱系數的降低:

      (4)阻垢緩蝕劑的加藥量

      1)首次加藥量。中央空調循環冷卻水系統阻垢緩蝕劑的首次加藥量,可按下式計算。

      1000

      式中G——系統首次加藥量(kg);

      V—系統容積(m3);

      g--單位體積循環冷卻水的加藥量(mg/L)

      2)運行時的加藥量

      ①中央空調敞開式循環冷卻水系統運行時,阻垢緩蝕劑的加

      142中央空調淸洗技術

      藥量可按下式計算

      '1000(A-1)

      式中G'系統運行時的加藥最(kg/h);

      Q、-蒸發水量(m3/h);

      -V——濃縮倍數(-?般不小于3):

      濃縮倍數的計算公式為

      Q,+Q,

      式中<?,?——補充水量(m3/h),敞開式系統<??=R+<?b+久

      =密閉式系統1=什’(《為經驗系數,

      !\-1

      4取o.ool);

      Qb-排污水量(m3/h);

      Qw——風吹損失水量(m3/h)。

      2中央空調密閉式循環冷卻水運行時.阻垢緩蝕劑的加藥量可按下式計算。

      G,=-

      1000

      式中各符號含義同前:

      3.殺生劑

      為廣淸洗剝離中央空調水系統中由微生物引起的黏泥,結垢.就需要添加適當的殺菌滅藻劑和污泥剝離劑,投放到水中以殺死微生物或抑制微生物生K或繁殖的化學藥劑?般稱為殺生劑,又稱為殺菌滅藻劑、殺菌藻劑、殺菌劑等:

      (1)常用的殺生劑常用的殺生劑按其作用機理可分為氧化性殺生劑和非氣化性殺生劑兩大類

      1)氧化性殺生劑。常用的氧化性殺生劑有氯、次氯酸鹽、氧化異氰尿酸、二氧化氯、臭氧、溴及溴化物以及一些過氧化物

      第4章屮央空調淸洗藥劑.沒濟及143

      等。

      ①氯。氯用于水處理中殺菌消毒的歷史最為悠久e它具有殺菌力強、價格低廉、來源方便等特點:

      氯進人水中,就會與水發生水解反應,生成鹽酸和次氯酸。Cl2+H,O=HC1+HC10

      次氯酸還可以在水中發生電離,產生H+和CIO—

      HC1O==H++CIO'

      作為微生物殺生劑.次氯酸的殺生效率比次氯酸根離子要高20倍,、一般以氯為主的微生物控制方案的溶液pll值范圍以6.5~7.5為最佳:另外,氯能程度不同地氧化(破壞)水中的某些有機阻垢劑或緩蝕劑,例如氨基三甲叉膦酸(ATMP)和巰某苯并噻唑(MBT),

      在循環水系統進行微生物的生長控制時,水中游離活性氯的濃度一般控制在0.5~I.(WL范圍內,這時水屮絕大多數微生物的生長將得到抑制。當與非氯化性殺生劑聯合使用時,水中游離活性氯的濃度可控制在0.2~0.5mg/L范圍內。

      為使氯作為殺菌劑達到最大的殺生效果,應注意以下幾1?方面的問題:

      A.通氯時,水的pH值不能太高,在水中應保持一定的余氯量,一般在一段時間內須保持余氯量在(o.5~i)xi(r6。

      B.要防止堿性物質如氨等進人循環系統、

      C.當有大量污泥和污垢積聚時,會消耗大量的氯氣,使余氯量很難保持在要求的范圍內,因此應適當多添加一些氯

      ②次氯酸鹽:常用的次氯酸鹽有次氯酸鈉(NaClO)、次氯酸鈣[Ca(C10)2]和漂白粉[CaCl(ClO)]。

      次氯酸鹽在水中能生成次氯酸,所以.它們的殺生效果與氯極相似。目前在中央空調水處理藥劑中,次氯酸鹽主要用于處理和剝離設備或管道內的黏泥。因此,次氯酸也是一種黏泥剝離藥劑_

      ③氧化異氰尿酸。氧化異氰尿酸又稱氯化三聚異氰酸。它能

      144屮央空調清洗技術

      在水中水解,生成次氯酸和異氰尿酸,所以,它的殺生作用與次氯酸鹽和氯相似.

      、1二氧比氯二氧化氯是一種殺生能力比氯強、殺生作用比氯快、剩余劑量和殺菌性能持續時間長的氯化性殺生劑:它不僅具右和氯1相似的殺生性能,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能殺滅10()%的微生物,而且剩余的二氧化氯尚有0.9mg/h二氧化氯適用的pH值范圍廣,它在pH值6~10的范圍內能有效地殺滅絕大多數微生物它不與水中大多數有機胺類水處理藥劑發生化學反應_-

      ⑤臭氧臭氧是一種氧化性很強但又不穩定的氣體:在水溶液中,臭氧保持著很強的氧化性_

      臭氧作為殺生劑不會增加水中的氯離子濃度,排放時不會污染環境或傷害水生物,因為臭氧在光合作用下會分解生成氧:在一般情況下,水中殘余臭氧的濃度應保持在0.5mg/L左右。

      ⑥溴及溴化物:在酸性或低pH值的水中,人們常用氯作為殺牛.劑但是在堿性或pH值偏高的水中,由于氯和水反應生成的次氯酸會水解生成殺生能力很差的CICT,從而使其殺生作用大為減弱.因此,在堿性或pH值偏高的水中,以溴及溴化物作為氯的替代品.溴的殺生能力非??煸谙嗤臈l件溴可以在4,nin內使細菌的存活率降低到0.0001%.而氯則不能

      H前可供選擇的溴化物殺生劑存鹵化海因(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)<大類.

      2)非氧化性殺生劑_在某些方面,非氧化性殺生劑比氧化性殺生劑更有效或更"便:因此.在許多中央空調循環水系統中,常常是非氧化性殺生劑與氧化件殺生劑兩者聯合使用:

      常用的非氧化性殺生劑有以下兒種:

      ①季銨鹽氏碳鏈的季銨鹽是?些陽離了衣而活性劑,其結構式可表小—為

      第■(克中央空調淸洗藥劑.設備及[其145

      -rjrI

      R'—N—R'X

      _R2_

      其中,R1、R:、IV和IV代表不同的烴基,其中之一必須為長碳鏈,X常為鹵素陽離子。

      季銨鹽殺生劑中最常見的兩種藥劑是潔爾滅(十二烷基3甲基芐基氯化銨)和新潔爾滅(十二烷基二甲基芐基溴化銨).由于潔爾滅和新潔爾滅的陽離子相似,故其殺生性能相似,:.新潔爾滅的殺生作用比潔爾滅的強一些。

      潔爾滅和新潔爾滅兩者都具有殺生能力強、使用方便、毒性小和成本低的優點=這兩種藥劑還具有緩蝕作用、剝離黏泥的作用和去除水中臭味的功能,

      潔爾滅和新潔爾滅這兩種藥劑并不是季銨鹽中殺生作用最強的有機化合物,但由于其毒性小、成本低、具有殺菌滅藻的性能,故得到了廣泛的應用。

      潔爾滅和新潔爾滅的使用濃度通常為50~lOOmg/L,

      使用季銨鹽作為殺生剝離劑時需要注意以下幾點:

      A.避免與陰離子表面活性劑共同使用,因為往往易產生沉淀而失效,但與非離子型表面活性劑共存時則無不良影響。

      B.在一定范圍內溫度高時殺菌能力增強,50T時的殺菌力約為常溫時的十幾倍。

      C.在弱堿性的水質(pH值=7~9)中效果較好。

      D.不能與氯酚類殺生劑共用,

      E.大量金屬離子Al3’、Fe2'的存在會降低藥效:

      F.水中有機物較多時會吸附消耗一些季銨鹽藥劑。

      G.起泡較多,常須使用消泡劑:,

      H.投藥方式:一般采用每天少量投藥的方法.這樣有利于抑菌;每隔數日后再進行一次沖擊式大劑量投藥,這有利于殺菌。為了殺滅已有一定耐藥性的微生物,采用與其他殺菌劑交替

      146屮央空調清洗技水

      使用的方式,可獲得較好的結果:

      ②氯酚類-氯酚類殺生劑上要冇雙氯酚、三氯酚、£氯酚的化合物,《氯酚制成的水溶液是一種高效廣譜的殺生劑;對鐵細菌、硫酸鹽還原菌等都有較好的殺生作用;氯酚類殺生劑由r-其毒性大、易污染環境,故近年來應用已經很少。

      ③有機錫化合物::常用的有機錫化合物有氯化3丁基錫L(C4H9),SnClj,氫氧化三丁基錫[(C4HJ3SnOHJ和氧化雙三丁基錫[(CJI9)3Sn]O。

      有機錫化合物在堿性pH值范內的使用效果最好:它們常與季銨鹽或有機胺類配合或復配成復合殺生劑

      ④有機胺類某些有機胺類化合物是效率很高的生物殺生劑常用的有機胺類殺生劑有松香胺鹽、(T胺和胺等。

      ⑤有機硫化合物_常用的有機硫化合物殺生劑有:硫氰基甲烷、二甲基二硫代氨基甲酸鈉和亞乙基雙-二硫代氨基甲酸二鈉等它們都具有低毒、水溶和易于使用等特點。

      二硫氰基甲烷又稱二硫氰酸甲酯,是?種使用廣泛的有機硫殺生劑:它對抑制藻類、真菌和細菌有效,并且價格低廉,殺生效果好:經過水解后的化合物毒性低,沒有污染的麻煩,常波推薦使用于排放限制嚴格的主要需要檸制黏泥細菌的冷卻水系統,用量為10~25mg/L;

      ⑥異噻唑啉酮-異噻唑啉酮是?種較新的殺生劑作為殺生劑使ffl吋常使用它的衍1:物,如2-甲基4-誶噻唑啉酮-3-酮和5-氯-2-甲基4-異噻唑啉-3-酮」

      異噻唑啉酮的使用濃度相對比較低,即使濃度在0.5xlWg/L吋,它仍然能有效抑制水中細菌、真菌和藻類的生長,故使用它作為殺生劑時可以有效降低水處理藥劑的成本。

      異噻唑啉酮足?種廣譜殺生劑,它能迅速穿透粘附在設備表面的生物膜,對生物膜下面的微生物進行有效地控制異噻唑啉酮在較寬的pH值范圍內具有良好的殺生性能。它們是水溶性的,町以和有些藥劑復配使用:在通常的使用濃度下,異噻唑啉

      第4葶中央空調清洗藥劑.設備及L具147

      酮與氯、緩蝕劑和阻垢劑在水中是彼此相容的。

      (2)殺生劑的選擇及影響殺生效率的因素選用殺生劑時.除了一般要考慮的高效.廣譜、易溶、殺生速度快、余毒持續時間長、操作簡便、價廉易得、使用費用低等問題以外,還要考慮以下一些問題、

      1)冷卻水的PH值.微生物的繁殖都有適宜的pH值范圍,一般藻類在5.5~8.5范圍內,而細菌則多數在5~8范圍內,但總的看來絕大多數微生物一般都能在pH值為6.5-8.5的環境下繁殖-因此,選用殺生劑時其適用范圍盡量寬?些

      2)藥劑的停留時間。藥劑在循環冷卻水系統中的停留吋間與排污率和系統的水容積有關,排污率大,而系統水容積小時,停留時間就短;反之,則停留時間就長。如果停留時間短.就要考慮選用低劑量、殺生速度快的藥劑;如果停留時間長,則可選用殺生作用慢或穩定性好的殺生劑

      3)與其他化9藥劑的相容性、殺生劑與其他加人冷卻水的化學藥劑(如阻垢劑和緩蝕劑)不互相干擾、殺生效率不變或提高.則表明有較好的相容性;如果效力降低則表明它們之間不相容

      4)與有機物的吸附作用:某些有機殺生劑具苻表面活性,易被水屮的有機物質.細菌黏泥和懸浮的有機物聽吸附,從而降低其殺生活性,具有這種吸附作用的殺生劑主要是季銨鹽類化;>物。在排污率比較小的系統中,即殺生劑停留時間長的情況下應慎重考慮這個問題

      5)穩定性無論是有機還是無機殺生劑,在水中常受到pll值和溫度的影響,pH值過高或過低都會使其殺生性能降低或產生水解的可能性-不受這些影響或影響較小的殺生劑即認為其穩定性較好、

      6)起泡:具有表面活性的季銨鹽類有機物在水中易產生泡沫,泡沫多會降低殺生劑的作用,尤其是在高濃縮倍數的冷卻水系統中應考慮這一影響因素,它不僅降低殺生劑的殺生效力,而

      148屮央空調清洗技術

      且還導致系統中的水污染=

      7)水中污染物質3水中懸浮物和污泥較多的系統,采用任何殺生劑都會降低其殺生效力,如果采用產生泡沫少的表面活性劑或分散劑則可彌補此影響:

      8)環保要求。有些殺生劑的殺生力較強,如氯酚類和一些重金屬鹽的殺生劑,但由于其本身的毒性太大,在排污時不可避免地要帶出一些殘余量,會對環境甚至人身安全造成危害,因此要格外慎重地對待。最好使用殺生后容易生物降解,不會產生毒性累積的殺生劑。此外,各種殺生劑不可能對所有的微生物都有滿意的殺生效果,因此應多選擇幾種藥劑配合使用、為了防止微生物的抗藥性,還應選擇幾種藥劑輪換使用、

      (3)投放藥量和投藥方式

      1)投放藥量。投放殺生劑要保持足夠的劑量,劑量低了反而會刺激微生物的新陳代謝,促進其生長,因此,要保證藥劑投入水中一定時間后還有一定的剩余濃度。

      2)投藥方式。投藥方式一般有連續投加、間歇投加和瞬時投加,其中采用最多的是定期間歇投藥方式。在投藥量相同的情況下,采用瞬時投加可以造成某-段時間內的高濃度,往往可以得到良好的殺生效果。連續投藥消耗量大,只有在瞬時投加與間歇投加都不起作用時才采用。

      非氧化性殺生劑每月宜投加1~2次,每次加藥量可按下式計算。

      Vs

      G-"1000

      式中——非氧化性殺生劑的加藥量(kg)。

      非氧化性殺生劑宜投加在冷卻塔集水盤的出水口處

      4.1.2中央空調清洗工程常用的化學清洗藥劑

      中央空調清洗工程常用的化學藥劑有酸洗藥劑、堿洗藥劑、清洗用有機溶劑和各種助劑等、

      第4章中央空調清洗藥劑、設備及X具149

      1.酸洗藥劑

      中央空調清洗中,常用的酸包括無機酸、有機酸兩大類。

      (1)無機酸

      1)硫酸(HjO4)D硫酸是三氧化硫的水合物,是一種無色黏稠的液體?;瘜W清洗中所用的硫酸,通常是將95%~98%濃度的濃硫酸稀釋后使用的。

      用硫酸作清洗液的優點是其價格便宜,對不銹鋼和鋁合金設備沒有腐蝕性,適合清洗這些特殊金屬設備。硫酸又是一種不易揮發的強酸,所以可以通過適當加熱來加快清洗速度。一般用5%~15%濃度的硫酸作清洗液時,可以加熱到50-60T以加快清洗速度。

      缺點是一些硫酸鹽在水中溶解度較?。ㄈ缌蛩徼F、硫酸鈣),所以硫酸溶解鐵銹的速度相對要慢一些。也不能溶解含有硫酸鈣的水垢,所以硫酸通常不用于除中央空調水垢,只用于除鐵銹。用硫酸清洗含有沉積物的設備表面時,酸洗后表面狀態不理想。另一大問題是,硫酸清洗金屬,容易發生氫脆——酸與金屬反應產生的氫氣被金屬吸收引起金屬發脆、性能變壞的現象..

      工業上利用硫酸進行清洗時通常加人非離子表面活性劑配合以提高其除銹能力。硫酸中加入適量硝酸可去除焦油、焦巖、海藻類生物等多種污垢。為了降低硫酸對金屬物體的腐蝕性,要在清洗劑中加人一定量的緩蝕劑。

      2)鹽酸(HC1)。鹽酸是氯化氫(HC1)的水溶液,15丈時氯化氫在水中溶解度最大,可生成42.7%(質量分數)的鹽酸。目前市場上出售的濃鹽酸濃度為37.2%(質量分數)。

      鹽酸為易揮發性酸,在40T以上溫度使用時,氯化氫氣體會從鹽酸溶液中揮發出來,使應用時產生困難3

      鹽酸與金屬反應生成的氯化物水溶性大都很好,但鹽酸與鹵化物對金屬都有腐蝕作用,在使用時要引起注意。

      使用鹽酸作中央空調清洗液時,一般使用10%以下濃度,并在常溫下使用,盡量避免升溫使用,以防產生酸霧。由于大多

      150中央空調清洗技木

      數氯化物都是易溶于水的,因而呈堿性的碳酸鹽水垢、鐵銹、銅銹、鋁銹都可以很好地溶解在鹽酸中。

      鹽酸價格便宜,所以被廣泛用于上述污垢的清洗中。鹽酸清洗液適用于碳鋼、黃銅、紫銅及其他銅合金材料的設備清洗.它對碳酸鹽水垢和鐵銹的清洗最有效而且經濟,所以已廣泛用于中央空調清洗換熱器各種反應設備,

      因鹽酸中存在有cr,對于普通不銹鋼及鋁材來說,cr是能局部破壞鈍化膜的活性離子,是造成孔蝕及應力腐蝕的主要原因,因此鹽酸不宜作為清洗不銹鋼和鋁材金屬表面污垢的清洗液。

      由于鹽酸對鋼鐵等不少金屬材料有強烈的腐蝕作用,因此,在中央空調清洗中為保證設備不被腐蝕,在鹽酸中要添加緩蝕劑3

      3)硝酸(HNO3h硝酸是一種易揮發、易分解的酸。硝酸在光、熱作用下或在某些化學物質作用下分解,并有一.氧化氮和氧氣放出,因此應密閉保存。

      工業上使用的濃硝酸是65%(質量分數)的水溶液。在中央空調清洗中,用于酸洗的硝酸濃度一般在5%左右。

      在濃度較低的情況5,硝酸比較穩定,不易分解,氧化性減弱,主要發揮酸性的作用。由于硝酸鹽大多易溶于水,硝酸本身又具有一定氧化作用,對垢物和金屬氧化物有很強的溶解性,些用鹽酸溶解不了的金屬氧化物和垢物常用硝酸溶液來清洗,因此在中央空調清洗中普遍采用硝酸作酸洗劑。特別是用硝酸清洗不銹鋼作基體的沒備,不會像鹽酸那樣有導致孔蝕的危險;而且硝酸清洗銅誘效果特別好,所以在清洗不鎊鋼以及銅設備時常用硝酸、

      在中央空調清洗中,硝酸主要用下清洗不銹鋼、碳鋼、黃銅、銅及碳鋼-不銹鋼設備以及黃銅-碳鋼焊接的組合體設備。硝酸可去除水垢和鐵銹,對碳酸鹽垢、Fe2(),和Fe,O4銹垢有良好的溶解能力,去除氧化鐵皮、鐵垢的速度快、時間短,并且對碳鋼、不銹鋼、銅的腐蝕性較低。.

      第4草屮央空調済洗藥劑,沒備及r具151

      由f硝酸在低濃度下對大多數金屬均有強烈的腐蝕作用,因此,用硝酸作中央空調酸洗劑時,為防止其對金屬的腐蝕應加入緩濁劑。H前廣泛采用的km-826和Lan-5兩種緩蝕劑,效果很好,而-般緩蝕劑容易被硝酸分解而失效

      4)磷酸(H,POJ。純磷酸是無色透明的固體,工業上使用的濃磷酸是85%~90%(質量分數)的水溶液。磷酸是較弱的酸,甚至比氨基磺酸和草酸等有機酸的酸性還弱當磷酸與其他強酸配合使用時,它起到緩沖試劑的作用,用以控制溶液pH值,使其保持穩定。

      磷酸是難揮發性酸,在高溫和高濃度情況下溶解能力很強,能與鎢、锏、鈮等不活潑金屬反應生成雜多酸型配合物,而使它們溶解它也可溶解鉻鐵礦、金紅石(TiO2)等礦石1

      在屮央空調清洗中,一般酸洗時采用的磷酸濃度為8%~10%,溫度40~60T:由于溶解鐵銹產物磷酸鐵在水中溶解度小,酸洗時會產生磷酸鐵沉淀而影響清洗效果。為避免酸洗時產生此種沉淀,應保持磷酸濃度超過25%,使形成溶解度較大的含磷雜多酸配合物,但這樣會提高酸洗成本,也增加對廢洗液處理的困難,因此.用磷酸清洗比用其他無機酸清洗的成本高,.

      磯酸還可用于預處理釬焊工件。因為在高溫高濃度情況Y,磷酸對金屬氧化物的溶解能力可用于釬焊及其氧化區表面的酸洗。用磷酸清洗生誘的金屬表囲時,在去誘的同時可形成磷化保護膜對金屬起保護作用。

      由r?磷酸清洗存在其鈣鹽rca,(p()4)j難溶的問題,因此磷酸不適用r凊除水垢;其鐵鹽在低濃度磷酸中溶解度低也是一個缺點,除在一些特殊情況下,通常不使用磷酸作酸洗劑

      5)氫氟酸(HF)..與鹽酸相類似,氫氟酸是氟化氫氣體溶丁?水形成的溶液。市場出售的氫氟酸一般為30%-60%(質量分數h它是一種弱酸,酸的強度與有機酸中的甲酸相似。

      氫氟酸的最大特點在于它能與二氧化硅發生激烈反應并使它溶解:而二氧化硅對其他所有無機酸都是十分穩定和耐腐濁的:

      152屮央空調清洗技術

      由于氫氟酸有與硅化合物反應的特點,在主要成分含有二氧化硅的半導體元件硅的腐蝕清洗和酸洗過程中發揮重要作用。

      在中央空調清洗中使用氫氟酸作酸洗劑時的含量一般在5%以下.由于溫度升高,反應速度明顯加快,所以溫度??刂圃?0%;左右:用氫氟酸清洗鐵銹和溶解氧化皮具有清洗時間短、效率高的特點。這是因為氫氟酸有很強的溶解氧化鐵的能力,此溶解能力是靠離子的特殊作用,如氫氟酸與四氧化三鐵接觸時會發生氟-氧交換,接著廠發生絡合反應而使氧化皮溶解

      中央空調清洗中清除含二氧化硅的難除水垢采用堿洗與酸洗相結合的工藝,先用NaOH等堿洗液使部分二氧化硅生成可溶性硅酸鹽溶解.為酸洗除硅創造條件,再用氫氟酸清洗,進一步去除水垢,從而取得較好效果。含二氧化硅的水垢導熱性極差,對換熱器危害也大,因此常用氫氟酸加以清除。

      氫氟酸對金屬有腐蝕性,對含鉻13%~15%的高合金鋼的腐蝕性比低合金鋼髙約10倍,因此常配合適當的緩蝕劑使用。

      氫氟酸清洗具有酸洗后殘液易于處理的優點。在氫氟酸清洗后,再用石灰水中和殘酸生成氫氧化鐵和氟化鈣沉淀即可除去。

      中央空調清洗中氫氟酸通常不單獨使用,而是與氟氫化銨、鹽酸、硝酸等配合使用,如氫氟酸-氟氫化銨清洗劑主要用于清洗硅垢,也可再加入鹽酸和硝酸用于清洗鐵銹:而鹽酸-氫氟酸清洗液主要用于除去碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢和氧化鐵皮的混合物,其中鹽酸溶解碳酸鹽水垢速度很快,但不能溶解硅酸鹽水垢,而用氫氟酸可溶解硅垢和氧化鐵。有吋在鹽酸酸洗液中加人一定量的氟化氫銨,目的是利用氟化氫銨與鹽酸反應生成氫氟酸形成鹽酸-氫氟酸混合清洗劑以加快碳酸鹽垢、硅酸鹽垢及鐵垢混合物的溶解能力。而硝酸-氫氟酸對碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、各種鐵誘均有良好的溶解能力,而且去垢速度快,特別適合不耐鹽酸的碳鋼-不銹鋼、碳鋼-銅組合的沒備清洗.具有腐濁率低、不產生滲氫、常溫清洗速度快、節省能源和原料來源方便的優

      第4章中央空調詔洗藥劑、沒備及工具153

      點,是目前國內換熱器及各種化工設備中碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢及鐵垢的最佳酸洗劑.

      氫氟酸對人體有很強的毒性和腐蝕性,取用時應十分注意,要戴好橡膠手套、防護面罩或口罩。要防止氟化氫氣體在環境中擴散。對已經擴散到空氣中或水中的氟化氫,要設法用氫氧化鈉水溶液加以吸收,再用鈣鹽與它反應生成不溶性氟化鈣沉淀加以回收。

      可以代替氫氟酸用于同樣目的的是氟氫酸銨,它是由氫氟酸與氟化銨反應生成的酸性緩沖溶液。氟氫酸銨的作用比氫氟酸要溫和-

      (2)有機酸

      1)乙酸(H2C2O4)。俗稱醋酸,是一種一元有機弱酸,其熔點為16.7T。純醋酸在低溫下結晶成固體,所以又稱為冰醋酸:乙酸常溫下為無色、有一定刺激性醋味的液體,與水、乙醇、乙醚都可以混溶、

      醋酸對金屬腐蝕性低,對人體毒害作用小,它的鹽易溶于水,所以適合清洗水垢和鐵銹等腐蝕產物,特別是黃銅和對晶間腐蝕敏感的材料適合用乙酸清洗3

      2)氨基磺酸(NH2SO3H)。目前,市售氨基磺酸商品為固體,工業上用尿素與發煙硫酸反應制取,其密度為2.126g/Cm3(25^),熔點205T。它具有不揮發、無臭味和對人體毒性極小等特點。

      氨基磺酸的水溶液具有與鹽酸、硫酸等同的強酸性,故別名叫固體硫酸。

      氨基磺酸易溶于水,當相對濕度大于70%時,開始具有潮濕性,其溶解度見表4-3。

      表4-3氨基磺酸在水中的溶解度

      溫度/V020406080

      溶解度/g12.817.622.827.132.0

      154中央空調清洗技術

      氨基磺酸的水溶液在常溫下較穩定,但在較高溫度下,會水解成硫酸銨和硫酸氫銨

      NH,SO3H+H,0―*NH4HSO4NH4HSO4+NH;—>(NH4)2HSO4+H*

      當溫度大于130T時,濃氨基磺酸水溶液在密閉容器中會快速分解,并產生大量蒸汽而引起爆炸。有研究表明,氨基磺酸水溶液在60T以下幾乎不分解,但在80T時分解量較大。在使用氨基磺酸進行清洗時,溫度?一般控制在60丈以下。表中列出了氨基磺酸水溶液在801時的分解量。

      表44氨基磺酸水溶液的分解量

      氨基磺酸水溶液的含量(%)

      時間/h11030

      分解量(%)

      14.57.87.9

      516.928.327.5

      837.343.7

      氨基磺酸對堿土金屬鹽有很好的溶解性,氨基磺酸與鈣鎂垢反應劇烈。通常在中央空調清洗中使用7%~10%含量的氨基磺酸水溶液作清洗劑,在601以下溫度下除垢,一般在lh內可將90%的鈣鎂垢轉變成可溶性氨基酸鹽而去除。

      氨基磺酸對鐵銹作用較慢,可添加一些氯化物如NaCl等,使之緩慢產生鹽酸,從而有效地溶解鐵銹。

      由于氨基磺酸鹽的多數金屬鹽在水中溶解度較高,不會在清洗液中產生沉淀,而氨基磺酸對金屬腐濁性小,所以常被用來清洗鋼鐵、銅、不銹鋼、鋁以及陶瓷等材料制造的設備表面上的鐵鎊和水垢。

      此外,氨基磺酸還是唯一可用作鍍鋅金屬表面清洗的酸.

      3)乙二胺四乙酸(CmUA:)。乙二胺四乙酸(EDTA)又稱乙底酸,它是一種重要的絡合劑。乙二胺四乙酸能與許多金屬離子形成穩定而易溶于水的整合物,因此可用于金屬化合物垢

      第4章中央空調清洗藥劑、沒崙及I:具155

      類的清洗。

      EDTA是一個四元酸,常用H4Y表示其分子式

      EDTA溶解去除金屬銹垢主要不是靠H+離子的溶解作用,面是靠Y4—離子的螯合作用。EDTA離子與一至四價金屬離子都是按1:1的比例進行絡合。

      EDTA在室溫下水中溶解度是很小的,100g水僅能溶解0.02g,為了加大其溶解度,清洗溫度需要提高至100T以上,所以通常使用在水中溶解度較大的乙二胺四乙酸二鈉鹽,把乙二胺四乙酸的鈉鹽也簡稱為EDTA(注意不要混淆)

      EDTA對不同金屬離子螯合能力是不同的,對Fe3+離子的螯合能力要比對Ca2+、Mg24離子強,所以在較低pH值溶液中游離的Y4"離子較少時即可把Fe3*完全螯合。為防止溶液中Fe3+與離子結合成Fe(OH)3沉淀,要控制溶液pH值和0H_離子濃度,所以一般溶解鐵銹垢時要控制pH值<9.5。而EDTA對Ca2+、Mg"離子整合能力較差,要控制PH值>10,使溶液中游離的V"離子濃度較大時才能完全去除碳酸鈣等水垢。

      由于EDTA水溶性差,實際工業生產中都是用其二鈉鹽,通過對鐵、鈣、鏷、鋅、銅等離子的螯合作用實現清洗污垢。

      4)羥基乙酸(HOCH2COOH)。羥基乙酸是一種很好的酸性清洗劑,又名乙醇酸或甘醇酸,是a-羥基竣酸族的第一個成員。水果中如甘蔗、甜菜、葡萄等都含有微量的天然羥基乙酸,而市場上所需的大量羥基乙酸主要依靠人工合成的方法制造。

      羥基乙酸的分子量為76.05羥基乙酸易溶于水、甲醇、丙酮、乙酸和乙酸乙酯,但幾乎不溶于碳氫化合物溶劑;熔點78-79^0

      羥基乙酸具有腐蝕性低、不易燃、無臭、毒性低、生物分解性強、水溶性高等特點,是幾乎不揮發的有機合成物,因此用途廣泛,使用方便、

      羥基乙酸對堿土金屬類的垢物有較好的溶解能力,與鈣、鎂等化合物作用較為劇烈,羥基乙酸鈣、鎂鹽在水中的溶解度較

      156中央空調清洗技術

      大.所以羥基乙酸適合于清洗鈣、鎂鹽垢。

      在試驗過程中發現,若銹垢所占比重較大時,單純的羥基乙

      酸溶解效果不顯著,改用2%的羥基乙酸和1%甲酸的混合酸其清洗效果良好。甲酸具有強刺激性,在應用上受到限制。

      每lOOOmLZ%的羥基乙酸+1%甲酸溶液能夠去除13.4g的氧化鐵垢,1000mL12%的EDTA二鈉鹽則能去除6.23g的垢;每1000mL3%和6%EDTA的銨鹽溶液則分別能去除3.0g和6.Og的垢。清洗劑溶解不同水垢的情況見表4-5。

      表4-5清洗劑溶解不同水垢的情況

      水垢的組成1kg清洗劑所能溶解水垢的質量/kg水垢的組成1kg清洗劑聽能溶解水垢的質量/kg

      羥基乙酸EDTA羥基乙酸EDTA

      Fe2O'2.180.65MgCO31.110.40

      CaCO31.320.48MgSO41.630.58

      CaS041.800.65

      注:清洗劑為100%的原料。

      實驗室研究表明:2%羥基乙酸+1%甲酸溶液不到4h就能除掉氧化鐵垢(水垢賓400g/m2);而EDTA則需要6h以上。

      在清除三價鐵垢時,羥基乙酸不用任何附加的化學處理就能夠去除;而EDTA則需用N2H4等還原劑將三價鐵轉化為二價鐵。

      5)檸檬酸(H3C6H5O7?H2O)o擰檬酸的分子式為H,C6H5O7-H2O,化學名稱為3-羥基-3-竣基戊二酸(1,5)或2-羥基丙烷-1、2、3-三羧酸,分子量為210,為易溶于水的晶體。

      檸檬酸是在中央空調設備運行前清洗中使用最多的有機酸,它可以溶解氧化鐵、氧化銅等銹垢,其作用原理一方面是利用H+離子與堿性的金屬氧化物作用,另一方面是檸檬酸的絡合作用(檸檬酸是分析化學中常用的一種絡合掩蔽劑)。它與鐵銹生成的擰檬酸鐵在水中溶解度小,如在擰檬酸溶液中加入氨,俗稱

      第4窄中央空調清洗芮劑.設備及£具157

      氨化擰檬酸,這時它就通過絡合作用生成溶解度很高的擰檬酸亞鐵銨和檸檬酸高鐵銨鹽等而達到提高去除氧化鐵的效應。其反應過程為擰檬酸與氨水反應生成檸檬酸單銨鹽,再發生絡合反應。佇檬酸單銨與鐵的氧化物反應生成檸檬酸亞鐵銨和擰檬酸鐵銨離子等易溶物質而把銹垢溶解。

      當設備中同時存在鐵銹和銅銹時,可以通過控制pH值(加氨水)使之等于3.5,使容易絡合的鐵離子形成擰檬酸亞鐵銨和檸檬酸鐵而被去除,同時也可防止溶度積很小的Ke(OH)3沉淀產生:在鐵化合物被溶解之后再測量pH值=9,提高溶液中的檸檬酸根離子濃度以絡合銅離子而去除銅銹污垢,

      檸檬酸在中央空調化學清洗中常被用于去除鐵銹為主的銹垢。清洗時為加快清洗速度,縮短酸洗時間,常保持較高溫度:另外,為防止酸對金屬的腐濁還要加入緩蝕劑,

      2.堿洗藥劑

      在中央空調循環水系統中有油污時,必須要進行堿洗。因為油脂層的熱導率很低[(0.117W/(m?K)),僅為碳鋼的0.25%,油脂的存在會大大降低換熱器的換熱效率;另外.堿洗與酸洗交替使用可以去除酸洗難以去除的硅酸鹽等沉積物;堿洗用于酸洗之后,可以中和水中或設備中殘留的酸,降低其腐濁性。

      (1)碳酸鈉(Na2CO3)碳酸鈉俗名蘇打、純堿、洗滌堿,它是一種強堿弱酸鹽。由于其水溶液呈堿性,在實際運用中,已更多地作為堿使用。在中央空調化學清洗中,堿洗、堿煮、中和、鈍化等步驟都可以用Na2CO3作為主劑。

      1)堿洗。堿洗過程中,使用Na2CO3可使油脂類物質疏松、乳化或分散,變為可溶性物質:

      2)堿煮。堿煮時通過Na2CO3和CaSO4、CaSiO3等難溶于酸的物質在較高溫度下進行反應,使之轉化為易溶于酸的CaCO3,為酸洗打下基礎。

      CaS04+Na2CO3—CaCO3+Na,SO4

      158中央空調清洗技術

      CaSiO^+Na2CO3-CaCO3+Na2SiO3

      3)中和。酸洗結束后,利用弱堿性的Na2CO3中和設備內部及表面的殘余酸,為鈍化準備條件。

      2H+COI—H2O+CO,T

      4)鈍化。弱堿性的Na2CO3使金屬表面上的活性金屬離子水解,形成一層沉淀膜,附著于金屬表面上,這樣金屬離子呈鈍態,同時,這一層沉淀膜對金屬基體起保護作用,使之不受外界環境的侵蝕。

      3C0廣+2Fe3++3H2O—>2Fe(OH),+3CO2t2Fe(OH)3-3H,0—>Fe2O,

      C0『+Ca2++H20—?Ca(OH)2+C02t

      (2)氫氧化鈉(NaOH)氫氧化鈉又稱苛性衲、燒堿或火堿,白色固體,熔點318.41。

      固體氫氧化鈉具有強烈的吸水性,Ot時它在水中的溶解度為42%。在中央空調化學清洗工程中,一般采用1%~2%左右的氫氧化鈉水溶液作堿性化學清洗液(有時根據具體需要,使用濃度也常有較大范圍的浮動),有時也添加一些碳酸鈉或磷酸鈉制成混合溶液。

      氫氧化鈉能和動植物油脂反應生成甘油和肥皂,反應生成的肥皂和甘油都是易溶于水的,肥皂作為表面活性劑還可產生乳化作用,進一步改善水溶液對垢層表面的潤濕性能。

      硫酸鈣鎂屬于強酸強堿沉淀鹽,故不能直接用強酸來溶解,氫氧化鈉則可以與硫酸鈣鎂反應生成氫氧化鈣或氫氧化鎂,反應生成的Na2SO4是易溶于水的,Mg(OH)2和Ca(OH)2則可用酸很容易地溶解。

      氫氧化鈉能夠溶解蛋白質而形成堿性蛋白化合物,對人體組織有明顯的腐蝕作用,接觸皮膚時會引起灼傷。堿溶液的鹽濃度越大,溫度越高,則灼傷能力越強烈。使用時一定要注意=

      (3)硅酸鹽硅酸鹽是一種廉價的緩蝕劑,在中央空調清洗液中,對控制pH值的變化,保證去污效果有一定作用、其代

      第4章中央空調沾洗藥劑、設備及工具159

      表性的品種是硅酸鈉(Na2SiO3),俗稱水玻璃或泡花堿。它沒有固定的組分,水玻璃中氧化鈉和氧化硅的分子比稱為水玻璃的模數。通常其模數為1,2.06,2.20,2.44,3.36等。在清洗液中,大多使用模數為2.4~3.3的水玻璃3

      (4)磷酸鹽磷酸鹽有軟化水的作用,有助于污物分散或膠溶。

      磷酸鹽中常用的有正磷酸鹽、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、焦磷酸鈉、聚磷酸鹽等。磷酸三鈉具有很好的除油脫脂能力,在中央空調清洗中常用于除油堿洗配方中,也可以與鐵反應生成磷酸鐵沉淀,所以可以用于鈍化劑配方中。

      聚磷酸鹽又稱為多聚磷酸鹽,在水基金屬清洗劑的配方中是最有價值的一種、通常它是以正磷酸鹽加熱脫水后制成的。其品種主要是三聚磷酸鈉(Na5P3Olu,俗稱五鈉)、焦磷酸四鈉(Na4P2O7),六偏鱗酸鈉[(NaPOJ6]、焦磷酸四鉀(K4P2O7)等。

      三聚磷酸鈉幾乎是萬能磷酸鹽,在水基金屬清洗劑中使用最多,其主要特點如下:

      1)三聚磷酸鈉對多價的金屬離子具有較強的螯合能力,能將不溶解的多價陽離子絡合,生成可溶性復合離子。因此,三聚體有極好的軟化水能力,能提高陰離子表面活性劑的去污作用。

      2)三聚磷酸鈉的水溶液呈弱堿性,1%水溶液的pH值為

      9.7左右,尤其對去除酸性污垢有利。清洗液的pH值較高,可使脂肪酸皂化,并生成具有表面活性的新生皂。同時該助劑在較大的pH值范圍內,具有很強的緩沖作用,可使清洗液的PH值不至于有明顯的變化:

      3)三聚磷酸鈉的水溶液在室溫條件下較穩定,在一般條件下,水解也很緩慢.水解的速率隨著溶液pH值的降低、溫度的升高、濃度的降低以及時間的延長而加快。如清洗液的pH值±

      10,溫度為80T左右,三聚磷酸鈉的半衰期為40h左右。水解的產物為焦磷酸三鈉和瞵酸氫二鈉,最后都變成為磷酸氫二鈉和

      160屮央空調淸洗技術

      磷酸二氫鈉。

      4)三聚磷酸鈉對細小的無機粒子或脂肪微粒具有分散、乳化、膠溶作用,可提高污垢的懸浮能力,防止污垢再沉積。

      3.清洗用有機溶劑

      有機溶劑的最大特點就是對油污的溶解速度快,除油效率高,對高聚物的溶解溶脹作用強,但不能溶解無機物類污垢。

      目前,用于清洗的有機溶劑可分為氟碳系(氟里昂113系列)有機溶劑和氯化烴系溶劑=

      (1)氟碳系(氟里昂113系列)有機溶劑

      1)氟碳溶劑(氟里昂113系列)的特點。氟碳溶劑作為清洗作業用的有機溶劑,是目前世界上普遍采用的先進清洗工藝用劑之一。

      氟碳溶劑,按其化學組成屬氟里昂之列。常用的氟碳溶劑F-113為無色透明液體。

      氟碳溶劑清洗的主要特點如下:

      ①對油污的溶解洗滌能力極強。如F-113對油脂的溶解能力分別為43.12N/(m2?h)和3.lN/<m2?h)。

      ②相容性好。F-113是相容性最佳的有機溶劑之一,除了硅橡膠、聚苯乙稀和金屬鋅外,對絕大多數金屬、塑料、導線的絕緣層、膠帶及表面涂漆層等均無作用.不發生溶損現象。因此,氟碳溶劑可用于各種清洗工藝,如氣相清洗、浸洗、噴洗或者三種方式互相結合的清洗,以及超聲波清洗,特別適用于組裝件和整機的清洗。

      ③氟碳溶劑的表面張力和黏度小,但滲透力強,蒸發速度快.用它清洗過的制件一般不需揩擦或烘干處理。去完油污的制件從氟碳溶劑中取出后,會很快自行干燥。藝簡單,有利于實現機械化和自動化清洗。

      ④毒性小。毒性與酒精相似,低于其他常用有機溶劑對人體的中毒極限為lOOOpL/L.比三氯乙烯高10倍,有利于環境保護C

      第4章中央空調沾洗藥劑、設備及工具161

      ⑤電性能良好。F-113的介電常數僅為2.44,而擊穿電壓為35kV,電阻大于2xlOl5(l/ctn:所以用它清洗過的制件,具有較高的電絕緣性能。

      ⑥無燃點和閃點,不燃燒、不助燃,也無爆炸危險,故可做到安全生產a

      表4-6中列出了幾種氟碳清洗劑的組成、特性及清洗對象

      表4-6幾種氟碳(氟里昂)清洗劑的組成、特性及清洗對象

      名稱主要組成特性主要清洗對象備注

      氟里昂TF純F-113最溫和清洗劑氧氣系統、液壓系統、繼電器、開關、電位器、精密閥門、軸承、半導體制件、醫療器件等

      氟里昂PCA超純級F-113楕密清洗劑雜質含量>1%

      氟里昂TEF-113無水乙醇沸點44.61,兼有F-113的脫脂性和乙醇的清洗作用..但無燃燒危險組裝好的印制線路板、集成電路、精密汁時裝置、電容器、電視機組件、乳膠幕片、硅片、半導體制件等的清洗、去塵和干燥、主要用作蒸汽脫脂和去除松香類焊劑共沸混合物

      氟頃昂TESF-113無水乙醇穩定劑相容性很寬廣.穩定性良好

      氟里昂TMSF-113甲醇穩定劑沸點39.7X,純中;醇的高極性和F-113的非極性iriiTE.最適用r氣清洗對松濘類焊劑、離f炎:污物及物質的微粒之清洗極為有效

      162中央空調消洗技術

      (續)

      名稱要組成特性主要清洗対象備注

      氟屯昂TAE-113丙酮沸點43.6T,兼有F-1I3的高脫脂性及丙酮的寬廣清洗性塑料、橡膠等制件。去除制件表面脫模劑及半導體制件、電r元器件、陶瓷制件和磁帶等表面的污物和微粒共沸混合物、某一文獻介紹丙酮含量為12.5%,沸點為45丈

      氟里昂TMCF-113(52%)二誠甲烷(48%)沸點36.21為氟碳系統清洗劑中最強烈溶劑之-誠適用于金屬制件.X十松香類焊劑和各種有機污染的淸洗推常fj效共沸混合物,括號中為某-?文獻介紹的重壜組成比

      氟里昂T-E?F-U3無水乙醇僅用冷清洗清除焊劑及其他》物很有效,廣泛用于電子產品的清洗淸洗G再用TF清洗劑漂洗

      —敏里昂t-W2F-113水表面活性劑1起始沸點44.清洗油脂性和水溶性污物,用于電子-機械組裝件的檢修清洗,如電傳打字機、電視求像機、乍導體器件、光學透鏡、玻璃底片等的清洗主要用滬冷清洗.然后再在TF中漂洗:不用尸氣相

      氟里昂t-p35F-113異丙醇穩定劑清洗松香類焊劑和1行機的,極性的污物很有效。也可作為i除殘余水分的干燥劑通常清洗D再用TE清洗劑漂洗

      氟里昂TDEDF-113置換型f燥劑少量脫水快速目.完全,可在較低溫度卜*使用主要用于金屬、塑料、橡膠制件的去除水分脫水后的制件再用TE漂洗

      2)替代技術。F-113被公認是最好的溶劑型清洗劑,其用量高居溶劑型清洗劑之首。但是因為世界保護臭氧層工作的開

      第4孝中央空調沾洗藥劑.沒備及C具163

      展,對F-113進行的嚴格限制,各種替代技術應運而生。主要有:

      ①水洗和半水洗。成本最低,但存在清洗力差、工藝復雜、生誘、水漬殘留、排放污染等缺陷,推廣使用受到限制。

      ②氫氟氯化碳(HCFC-225,HCEC-1416),其特性與氟氯烴相似,臭氧破壞系數大大降低(不是沒有),但有毒,對塑膠材料不安全。

      ③美國一些企業開始研究更為高級的氫氟化碳和氫氟乙醚,其特性優良.但價格是氟氯烴的數倍至十數倍,

      ④碳氫溶劑。具有洗凈力強、價格低、與材料相容性好、無毒、不污染環境、不破壞臭氧層等優勢,閃點低和揮發慢的缺陷由于使用設備的完善得到解決,在發達國家,特別是口本和西歐已經成為取代鹵代烴溶劑的首選,在我國也有使用,但多為外資企業,使用的溶劑也多為國外進口。

      (2)氯化烴系溶劑用作中央空調清洗工程中有機清洗液的氯化烴系溶劑主要有二氯甲烷、三氯乙烯和四氯化碳.它們共同的特點是溶油污能力很強、不燃、廢液容易再主反復循環使用,除鋁、鎂外對大多數金屬無腐濁作用,但毒性較高。因此,氯化烴系溶劑常用作蒸汽法清洗除油可循環清洗液.除油效率高,適合于工業化清洗、但是,蒸汽清洗設備的密閉性要好。這類溶劑不適用于手工清洗。

      4.清洗助劑

      一般情況下,化學清洗劑成分中還需加人表面活性劑、助溶劑、還原劑、潤滑劑、分散劑、消泡劑等一些助劑,以提高清洗效果,抑制有害離子對金屬的腐蝕。但要求這些添加劑不應該和緩蝕劑發生有害的副作用。

      (1)表面活性劑表面活性劑是指具有固定的親水親油基團,在溶液的表面能定向排列,并能使表面張力顯著下降的物質。

      以下是幾種中央空調清洗中常用的表面活性劑:

      164中央空調清洗技術

      1)滲透劑jfc3本品為C7-C8混合脂肪醇的環氧乙烷縮合物,屬非離子表面活性劑_淡黃色透明黏稠液體,中性,溶于水,耐強酸、強堿、次氯酸鹽等,有良好的穩定性。本產品在中央空調化學清洗中,主要用其滲透作用,增強清洗劑對污垢的滲透和浸潤能力。用量一般較少,推薦使用濃度為0.1%-1.0%-

      2)凈洗劑6501:凈洗劑6501的化學名稱是椰子油烷基乙二酰胺,屬于離子型表面活性劑,親水基為多元醇,憎水基由一個長的碳氫鏈烷基組成。本品外觀為琥珀色黏稠液體,具有增稠水溶液的作用,并能穩定其他洗滌劑的泡沫,有強潤濕、凈洗及乳化的能力。由于它具有防銹作用,可用于清洗中央空調設備的金屬零件。

      3)十二醇硫酸鈉。十二醇硫酸鈉即椰子油脂肪醇硫酸鈉,為陰離子型表面活性劑。外觀為淡黃色的固體,溶于水為半透明液體,對堿、弱酸、硬水均穩定,具可燃性,120T以上會分解a本品發泡力強,泡沫細密、潔白豐滿,在低溫下有很好的洗滌效果.

      4)凈洗劑LS。凈洗劑LS學名為對甲氧基脂肪酰氨基苯磺酸鈉,分子式為C25H4DO5NSNa,屬于陰離子活性劑。凈洗劑LS系米黃色粉末,易溶于水,PH值=7~8:該產品能耐酸、耐堿、耐電解質、耐硬水、耐沸煮,但不適用于次氯酸鹽漂白液中。凈洗劑LS具有良好的洗滌力,并具有乳化、滲透、鈣皂擴散、勻染及柔順等性能-

      5)烷基苯磺酸鈉。烷基苯磺酸鈉屬明離子表面活性劑,簡稱ABS,商業名稱為工業洗滌劑、凈洗劑ABS等:外觀為米黃色粉末或棕褐色液體,易溶于水。1%水溶液pH值為7~9。該產品去污力較強.泡沫力及泡沫的穩定性也較好。在酸性、堿性、硬水中均穩定、

      6)勻染劑OP勻染劑OP又稱為乳化劑OP、OP-10,化學名稱是十二烷基酚聚氧乙烯醚,屬于非離子性表面活性劑:外觀為棕黃色膏狀物,可溶于各種硬度的水中:1%水溶液的pll值

      第4章屮央空調沽洗藥劑.設濟及I:具165

      為5~7S它能耐酸、耐堿、耐硬水、耐氧化劑、耐還原劑等,對鹽類也很穩定。勻染劑0P具有助溶、乳化、潤濕、擴散、凈洗等優良性能:

      7)勻染劑TX-10。勻染劑TX-10化學名稱是辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10或壬基酚聚氧乙烯醚-10,屬于非離子性表面活性劑。外觀為黃色黏稠液體,pH值8~9。在水中的溶解度會隨溫度的升高而降低,1%的蒸餾水溶液濁點在40T以上在酸、堿或氧化劑中都很穩定。具有良好的乳化、脫油、去污、抗靜電、勻染等作用。

      (2)助溶劑中央空調化學清洗常用的助溶劑有氟化物和硫脲兩種、

      1)氟化物。中央空調酸洗常用的氟化物添加劑是NaF和NH4HF2,它們的主要作用是代替fIF來去除氧化鐵垢和硅酸鹽垢。

      氟化鈉(NaF)是無色發亮的晶體,有時半透明,溶于水呈堿性,相對密度為2.79,熔點9921,沸點1700丈。

      氣化氫氨(NH4HF2)是NH4F與HF的加合產物,白色固體,易潮解,易溶于水,水溶液在蒸發時放出氨氣而變為酸性。

      由于鹽酸不能與硅酸鹽水垢反應,與氧化鐵垢的反應也很緩慢,所以對含有硅垢的設備,應在鹽酸清洗液中加入一些助溶劑如氟化鈉或氟化氫氨,它們在鹽酸溶液中生成氫氟酸氫氟酸即可溶解硅酸鹽水垢和氧化鐵垢。加人NaF、NH4HF,較加HF操作容易并安全一些。

      NaE+HC1=HF+NaCl

      2)硫脲:硫脲的分子式為(NH:)3CS,是一種白色而有光澤的晶體有苦味,相對密度1.405,熔點180~182t,遇熱時分解,溶于水,一般用它作金屬礦物的浮選劑.硫脲是很好的銅離子絡合劑。根據這一原理,在中央空調酸洗中添加少量的硫脲,有利于難溶垢類,尤其是含銅水垢的去除_也常用于清洗液中.作為防止鍍銅的掩蔽劑

      166中央空調清洗技術

      (3)還原劑在中央空調酸洗過程中出現的Fe3+具有氧化性,能加速鐵的腐蝕.并亂任何緩濁劑對Fe3'的腐蝕作用都是無能為力的::當酸洗液中出現較多的Fe3+時,需適當加人些還原劑來抑制Fe3'的增多

      1)亞硫酸鈉。亞硫酸鈉(Na2SO3-7H,0)為無色單斜晶體,相對密度1.561。其水溶液呈堿性,在空氣中容易風化而失去結晶水,并容易被氧化成為硫酸鈉。

      2Na,SO3+0,=2Na,SO4

      在中央空調水處理中,常用亞硫酸鈉除掉給水中的溶解氧_在酸洗時,常用亞硫酸鈉還原高價鐵離子,防止的加速腐蝕作用。

      2FeCI,+Na,S0,+H,0=2FeCL+Na;S04+2HC1

      2)聯氨:聯氨或~少?^2)又稱腓純凈聯氨是無色油狀液體,有類似氨的氣味,有毒t相對密度1.011,熔點1.4^,沸點在空氣中能吸收水分和'.氧化碳,并會發煙,堿性,能與無機酸化合成鹽。有很強的還原作用和腐蝕性,能侵蝕玻璃、橡晈、皮革、軟木等:燃燒時發出帶紫色火焰。常用來作還原劑和抗腐蝕劑等。在180-350%:發生分解反應。

      3N2H4—N2+4NH,

      在中央空調酸洗中,常使用水合聯氨叱比?H?Oa市售水合聯氨有80%、5()%、40%、25%、16%等各類不同濃度的溶液。

      聯氨與水中溶解氧的反應為:N,H4+02一^N2+2H:O

      聯氨與Fe3+的反應為:

      4FeCl,+N,H4=-IFeCl2+N,+4HCI

      3)氯化亞錫。氯化亞錫又叫二氯化錫(SnCl2)。是白色半透明晶體,相對密度3.95,熔點246T,沸點623T,易溶于水。市售為結晶水合物SnCl2dtbO,是無色針狀或片狀晶體,相對

      第4章中夾空調淸洗藥劑、設備及工具167

      密度2.71,熔點37.71。加熱至100T時,失去結晶水。常用作還原劑_

      酸洗時,加入適量的氯化亞錫可有效地抑制三價鐵離子的濃度,其化學反應式為

      2FeCl3+SnCl2=2FeCl2+SnCld

      lmg/L的Fe1'需使用2.05mg/L的SnCl,-2H,();根據試驗,當在6%的HC1內含6900mg/L的Fe3+時,添加1%SnCl,-2H,O,能減少腐蝕61.5%,添加1.5%SnCl2?2H:O,能減少腐蝕77%。

      4)丙酮肟。丙酮肟分子式為C,H7NO,相對分子質量為73.10,相對密度為0.9113。呈白色棱晶、斜晶或粉末狀,有芳香味,具有刺激性,在空氣中揮發很快,易溶于水和醇、醚等有機物,是一種強還原劑,常溫5能使KMnO4褪色。

      丙酮肟可作為給水除氧劑,它有很強的還原性,很容易與水中的氧反應,降低給水中的溶解氧含量。在使用它作化學除氧劑時應注意以下幾點:

      ①效果在pH值=9~11最好,當用除鹽水作補給水時,必須加氨處理,并保持給水的pH值在8.5-9.5以上。

      ②它不僅要和水中的溶解氧反應,而且同金屬表面的氧化物也發生反應,所以加藥量要大一些,同時為7加快反應速度,劑量也要加大,通常為理論值的2~3倍。

      ③它在溶解吋應均勻溶化,避免溶化不勻而影響效果。

      (4)氧化劑中央空調化學清洗常用的氧化劑有以下幾種:

      1)高錳酸鉀(KMnO4)。高錳酸鐘的相對分子質量為158.03,相對密度2.703。為深紫色、有金屬光澤的顆?;蜥槧罱Y晶,味甜而澀,溶于水呈紫色溶液。

      高錳酸鉀用作氧化劑,廣泛用于中央空調的清洗,有助于去除高分子化合物縮解污垢和重油垢。高錳酸鉀是強氧化劑,主要是由于七價錳的作用,它與還原劑作用,可轉變為六價、四價與二價。在堿性溶液中能將S2"氧化3

      168中央空調清洗技術

      8KMnO4+3H2S—>3K2SO4+8MnO;+2K0H+2H3O在濃堿溶液中煮沸高錳酸鉀,生成錳酸鹽,放出[0]。2KMnO4+2Na0H—>K:MnO4+Na2MnO4+H20+[0]

      上述反應可去除含硫垢,減少H2S的釋放量與清除油垢及

      有機物,但洗后轉化的氧化鐵及錳離子沉淀,要再用無機酸洗滌。

      雖然高錳酸鉀起始能與有機垢作用,但最終Mn2+被螯合,而毫無意義地消耗貴重的EDTA,并產生沉淀。但可用兩步法進行清洗,先用堿性高錳酸鉀預處理,再用螯合劑清洗。在核設施去除放射性污染的去污清洗時,常采用這種清洗方法,中央空調設備清洗也采用類似的方法和工藝。

      2)過氧化氫(H2O2)。無水的過氧化氫是一種無色的黏稠液體,存在的雜質會使無水過氧化氫不穩定而分解,在劇烈分解時有引起爆炸的危險,所以通常都是以比較穩定的水溶液形式保存過氧化氫它是一種弱酸性溶液,濃度大的過氧化氫水溶液對皮膚有強烈的腐蝕作用,使用時要十分小心。

      過氧化氫的分解反應為

      h,o2―>H20+[0J

      銅、鐵等金屬及其離子,酶都可以催化過氧化氫分解;相反,偏硅酸鈉、焦磷酸鈉等物質對過氧化氫的分解有抑制作用,特別在有鎂離子共存的條件下,這種抑制作用表現更明顯。因此硅酸鈉、焦磷酸鈉常用作過氧化氫的穩定劑、

      由于H2O2既可作氧化劑,又可作還原劑.,如遇到強還原劑時,它顯示出氧化劑的作用,本身被還原為h20,從-1價轉變為-2價;遇到強氧化劑時則顯示出還原性,本身被氧化為02。

      過氧化氫能使金屬表面發生氧化,能促使有機物發生分解:在發生氧化分解的同時.反應所產生的氧氣壓力也對污垢的解離有促進作用因此,過氧化氫有很好的去污作用,是一種很好的綠色鈍化劑,可用于中央空調清洗后的鈍化:

      第4章屮央空調清洗藥刑.設答及131169

      3)無水亞硫酸鈉(Na2SO,),:無水亞硫酸鈉的相對分子質量為126.04,相對密度2.633。為白色六方棱柱形結晶,溶于水,微溶于醇,不溶于液氯和氨,空氣中易被氧化。

      無水亞硫酸鈉是應用較多的一種除氧劑。它與水中的溶解氧反應生成Na2SO4、通常使用量是溶解氧的10倍:在正常溫度下反應比較慢,需加催化劑,例如亞鈷Co:+或亞銅Cu+離子:

      中央空調清洗中.無水亞硫酸鈉主要用作三價鐵離子的還原劑,以防止金屬腐蝕。

      4)亞硝酸鈉(NaNO2)o亞硝酸鈉的分子量為69.00,相對密度2.168:為白色或淡黃色斜方晶體,無臭,極易溶于水,難溶于乙醇或乙醚,水溶液為堿性,空氣中易被氧化。

      亞硝酸鈉可作為中央空調化學清洗鈍化劑、經酸洗、水洗或漂洗后的金屬表面暴露在大氣中時,非常容易受到腐濁,采用亞硝酸鈉溶液處理,使金屬表面上生成保護膜,是常用的“鈍化”方法。

      處理時,鈍化液中亞硝酸鈉濃度通常為1.0%~2.0%,用氨水將其pH值調節到9~10,鈍化液溫度維持在50~60=€,鈍化循環時間為6~10h,然后將鈍化液排掉,并用除鹽水沖洗,以免殘留的亞硝酸鈉引起腐蝕。

      該鈍化法安全,易操作,并能使酸洗后的新鮮金屬表面形成致密的、呈鋼灰色的保護膜。

      (5)其他助劑中央空調化學清洗過程中,根據實際需要,還需選用如下一些助劑:

      1)滲透劑。對于有些非常致密的污垢或油垢.加入滲透劑后,能使清洗液盡快浸入污垢深層,有加速除垢的效果

      2)起泡劑。專用于高泡清洗劑的起泡劑,延長清洗液在中央空調設備上的停留時間,增加清洗效果.-般多用于食品加工或奶制品行業的清潔和消毒、殺菌處理。

      3)消泡劑將消泡劑加入清洗液中,防止產生大量泡沫影響體系的循環或噴淋清洗效果

      170中央空調清洗技術

      4)抑霧劑。將抑霧劑加人酸洗劑中,防止酸霧的揮發對周圍設備及建筑物造成腐蝕,防止酸霧對操作人員的傷害,一般多用于鋼鐵行業酸浸除銹工段。

      5)分散劑。將分散劑加人清洗液中,有防止污垢再沉積、助溶和易沖洗的作用.

      6)絮凝沉降劑。一般用于中央空調設備清洗之后的廢液中,使沉淀快速沉積分離

      5.酸洗緩蝕劑

      緩蝕劑,即減緩金屬腐濁的添加劑,它是具有抑制金屬生銹腐蝕的無機物和有機物化學藥品的總稱。酸洗緩蝕劑是應用于酸洗工藝條件下的緩蝕劑。

      (1)酸洗緩蝕劑的緩蝕機理金屬腐蝕過程是在金屬表面進行電化學反應的過程。減緩金屬腐蝕必然是通過對金屬表面上進行的電化學反應的速度產生影響而實現的。但是,不同類型的緩蝕劑影響電化學反應的途徑是各不相同的、作為酸洗緩蝕劑,一般有兩類物質:一類是無機物,如砷離子(As3+)、銻離子(Sb3+)等;一類是含有極性基團的有機化合物,如硫脈等。

      1)無機物緩蝕劑的緩蝕機理。無機物緩蝕劑的緩蝕機理是:這些無機物的陽離子在陰極區被還原。還原產物沉積在陰極區,使氫離子的放電反應變得十分困難,使得氫去極化的陰極過程的過電位劇烈升高,這樣氫離子的放電速度就急劇地降低了。對于一個共輾反應來講,由于陰極反應速度降低,陽極反應速度也就相應地降低了,這樣就減緩了金屬腐蝕的效果。

      2)有機化合物的緩蝕機理。含有極性基團的有機化合物的緩蝕機理是:有機化合物分子都具有不同程度的表面活性,這種表面活性可以由硫、氮等原子的游離電子對帶來,也可以是憎水基團和小的親水基團帶來的。這種表面活性使它們能夠在金屬溶液界面上比較活潑的地方發生吸附,吸附的結果可以使界面反應的活化能增大,也可以使界面雙&層的結構發生變化,其結果都

      第4競屮央空調沾洗藥劑、設備及I2W171

      使腐濁電池的共軛反應中的一個(陽極或陰極)或兩個受到強烈阻滯,從而使金屬腐蝕速度急劇地降低,起到緩蝕效果。親水的極性基團在金屬表面吸附后,非極性基團的一端在金屬表面做定向排列.形成疏水性薄膜,阻止勾腐蝕反應有關的電荷或物質的轉移,結果就使介質被緩蝕劑分子排擠出來,使介質和金屬表面分隔開來,減緩金屬的腐濁速度另外,當非極性基中含有不泡和的TT鍵時,也會和金屬表面發生IT鍵吸附,起阻滯腐蝕的作用。

      (2)兒種常用的酸洗緩蝕劑目前,罔內常用的酸洗緩蝕劑有以下幾種

      1)多用酸洗緩蝕劑LAN-826,LAN-826緩蝕劑在各種化學清洗用酸——包括氧化性酸和非氧化件酸、多種無機酸和多種有機酸中都具有高效緩蝕作用,并具有優良的抑制滲氫和抑制三價鐵加速腐蝕的能力,酸洗金屬時不產??孜g作為硝酸,鹽酸、氨基磺酸、羥基乙酸、草酸、EDTA、硝酸-氫氟酸等多種酸的酸洗緩燭劑,LAN-826緩蝕劑是當前比較優秀的品種;,

      LAN-826緩蝕劑為黃色液體,相對密度1.06(在20t時),氣味(芳香性)小,毒性低(LlX^jlUOmg/kg),不燃不爆,微堿性

      選擇適當的酸配合LAN-826緩蝕劑,可清洗碳鋼、不銹鋼,銅、鋁有色金屬及其不同材料的連接結構,經應用證明:LAN-826緩蝕劑用量小、費用低、效果好;一劑多用,管理容易,使用安全,操作簡便,應用范圍廣泛;在維護設備安全,恢復設備原有性能,延長設備使用壽命和節能方面效果顯著

      2)LAN-5硝酸酸洗緩濁劑。IAN-5緩蝕劑是1974年中國藍星化學清洗總公司研制成功的高效硝酸酸洗緩蝕劑

      LAN-5緩蝕劑是由烏洛托品、苯胺和硫氰酸鈉\種物質按一定的比例配成的3在酸洗中,LAN-5的應用濃度為0.6%。

      LAN-5緩蝕劑對電偶腐蝕有很強的抑制作用,從而可以用于清洗碳鋼-不銹鋼、碳鋼-有色金屬等各種材料焊接或組合設備的

      172中央空調清洗技術

      污垢。同時LAN-5對滲氫有很強的抑制作用。

      在LAN-5的組分中,烏洛托品和硫氰酸鹽是低毒性的,只

      有苯胺的毒性較強,因此在使用時應注意安全=

      3)酸洗緩蝕劑IMC-5。酸洗緩蝕劑IMC-5是1981年研制的。酸洗緩蝕劑[MC-5為橘紅色液體,隨原料純度不同,顏色深淺有些波動。相對密度為0.92~0.98(20T)。無特殊味道。在水和酸溶液中溶解時,開始有淡黃色懸浮物出現,經攪拌后,淡黃色懸浮物消失,溶液呈無色透明狀。當TMC-5的添加量大于0.5%時,黃色懸浮物不消失,并形成少量黃色沉淀,緩蝕性能仍保持不變。使用IMC-5時,最好是在攪拌條件下逐漸加人到酸洗液中,以減少濃度不均勻的現象發生。

      在中央空調酸性溶液中,溫度對鐵的腐蝕速率的影響是十分強烈的,碳鋼在6%HC1溶液中,溫度從50T升高到70T時,腐濁速率增加了4倍,從42g/(m2?h)增加到280g/(m2?h),升高到80=€時腐蝕速率增加了將近10倍,達到409g/(m2?h)。這樣一個腐蝕速率對于任何一個設備都是不容許的。實驗表明,LMC-5在這樣苛刻的條件下,仍具有同樣高的緩蝕效率(97%~99%),腐蝕速率的增加也是十分有限的。如同時提高緩蝕劑濃度,對70時的腐蝕則具有更強的抑制能力。因此,當在

      稍高一些溫度(70-80T)下進行酸洗操作時,最好將IMC-5的使用濃度提高到0.4%~0.5%,以獲得更好的緩蝕效果。

      4)LX9-001固體多用酸洗緩蝕劑。LX9-001固體多用酸洗緩蝕劑是中國藍星化學清洗總公司研制的固體多用酸洗緩燭劑3適用于鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、氫氟酸、氨基磺酸、羥基乙酸、檸檬酸等16種無機酸、有機酸及其混合酸的清洗。

      LA9-001固體多用酸洗緩濁劑為黃色粉末,用量少,緩蝕率高(見表4-7),適用酸種類多.并且有優良的抑制滲氫和良好的抑制FV+腐蝕的能力。適用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅等金屬及其不同材質的組合件的清洗。

      第4章中央空調沽洗藥劑.沒備及工U173

      表4-7LX94W1在各種酸洗介質中的使用濃度及對各種金屬的腐蝕率

      清洗劑酸(%)緩蝕劑(%)溫度/r腐濁率/[g/(ni2?M]

      20號鋼不銹鋼黃銅紫銅鋁

      硝酸100.1250.120.080.080.020.10

      鹽酸100.1400.690.370.180.36失效

      硫酸100.1650.870.570.080.110.37

      氫氟酸3().03600.450.560.032尤腐蝕失效

      氨基磺酸100.1600.540.310.0760.0560.21

      加氨擰檬酸100.1900.410.006無腐蝕無腐蝕0.33

      EDTA100.1650.31無腐蝕1無腐蝕無腐蝕jo.032

      輔100.1600.34無腐蝕無腐蝕無腐蝕().91

      冰乙酸100.1850.73無腐濁0.15無腐蝕0.14

      氫氟酸-硝酸2-1()0.1250.090.0510.074無腐蝕失效

      濘礞酸-氟化氫銨1.8-2.40.03900.560.130.06無腐蝕失效

      磷酸100.1851.000.00250.15尤腐蝕失效

      灑石酸100.1900.38尤腐蝕無腐蝕腐蝕jo.13

      羥基乙酸100.1850.240.0060.06無腐蝕0.32

      羥基乙酸-M1酸-鋱化氫銨2-1-0.250.1900.340.280.021尤腐蝕失效

      鹽酸-幫氟酸8-20.1250.210.340.0410.02失效

      5)硫脈及其衍生物類,這類緩蝕劑使用較多的是硫脲和二苯基硫脲,其分子結構分別為

      fHH>

      H—N—C—N—H和

      II

      IS)

      —HHHH1

      H—C—N

      WIILHs

      174屮央空調清洗技術

      硫脲及其衍生物對銅離子和高價鐵離子的腐濁有很好的抑制作用。這是基于它的還原作用,可將還原為Q.+,將Fe3+還原為Fe:\而且硫脈還可以和亞銅離子形成一系列的配位化合物,使亞銅離子以絡合離子的形式被穩定下來_

      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.預膜藥劑

      工程人員曾對碳鋼試樣進行廣頂膜和不預膜的對比試驗,得出表4-8中所示的結果。

      表44碳鋼預膜和不預膜處理對比試驗值

      緩醐實驗編號緩濁劑濃度腐蝕速率汚垢沉積量/(tng/cnr)

      /(mg/L)(以或G+Ol汁)(min/a)(nipy

      鉻酸鹽復合緩蝕劑1頂膜6Omg/L(頂膜4(1)15mg/L(運行10d)0.0230.915

      2不預膜60mg/L(連續運行14,1)0.0230.91.6

      3不頊膜(連續運行14d)0.1255.06.8

      聚磷酸鹽父介緩蝕劑4預膜60m&/L(預膜4d)20mg/L(運行10d)0.0150.62.0

      不預膜60mg/L(連續運行I4H)0.0251.01.4

      6石預膜20mg/L(連續運行14d)1.22549.033,

      由表4-8中可見,若先用高濃度的緩蝕劑進行預膜,然后用低濃度的緩蝕劑進行日常的運行(正常運行)比不經預膜而直接用高濃度緩濁劑運行要節約大量緩蝕劑.又比直接用低濃度緩

      第4草中央空調清洗藥劑、設揞及工具175

      蝕劑運行去控制腐蝕要有效得多:

      (1)預膜方案的分類根據預膜時使用的藥劑配方的組成與正常運行吋使用的藥劑配方的組成之間是否有直接的聯系,循環水系統中的預膜方案可分為兩火類:

      1)采用專用配方的預膜方案、這種方案所用的頂膜配方的組成與該循環水系統正常運行時所用的配方的組成之間并無直接聯系。這種方案性能一般都較好,但在操作及管理上要麻煩-些、

      2)提高濃度的預膜方案。這種方案的特點是預膜配方的組成與正常運行配方的組成之間有密切聯系.在預膜階段,將正常運行時的配方的濃度提高若干倍(通常為2~4倍)作為預膜配方(見表4-9),在預膜濃度下運行?段時間,然后,把配方的濃度降低到正常運行濃度運行。這種方案的效果雖不及采用專用配方的預膜方案,但操作和管理上都比較方便。

      表4-9提高濃度的預膜方案

      主緩濁劑濃度/(m#L)預膜時問/d

      預膜濃度運行濃度

      鉻酸鹽30-505~203~4

      聚磷酸鹽40?6010-305~6

      鋅鹽10-203~55~6

      聚硅酸鹽40-5010~2010?12

      鉬酸鹽40~605~2010-12

      (2)幾種代表性的預膜方案循環水系統的頂膜方案很多,表4-1()中列舉了幾種有代表性的預膜方案3以資參考

      表4-10幾種有代表性的預膜方案

      預膜方案預膜濃度pH值預膜時間/d

      聚磷酸鹽聚磷酸鹽(以PO!-計)25mg/'L正磷酸鹽(以POi_計)25mg/L聚羧酸化合物(以活性物質計)5-10mg/L6.8~7.47

      176中央空調清洗技術

      (續)

      預膜方案預膜濃度pH值預膜時間/d

      磷酸鹽磷酸鹽(以P0)-計)10-15mg/L7.5-8.27~14

      聚磷酸鹽-鋅鹽六偏磷酸鈉640mg/L鋅鹽160mg/L5.5~6.51~2

      鉻酸鹽-聚磷酸鹽-鋅鹽鉻酸鹽50~300mg/L聚磷酸鹽400~600mg/L鋅鹽50~100mg/L6.0-7.02

      4.2中央空調通風系統清洗設備及工具

      中央空調通風系統的清洗,主要是對于風管的清洗,:風管清洗設備及工具主要包括機器人清洗系統及其各種配套設備

      4.2.1機器人清洗系統

      機器人清洗系統是由風道清洗機器人、檢測機器人等組成的C

      1.風道專用檢測機器人

      如圖4-1所示,風道專用檢測機器人的前后有彩色攝像頭.

      閣4-1風道專用檢測機器人

      第4章中央空調淸洗藥劑.設濟及T.U177

      帶有線遙控,行走距離3O~35m,操作靈活,可對清洗前、后的管道做直觀目視檢測,并可實現全程錄像-

      風道檢測機器人的功能參數如下:

      1)機器人前攝像頭為彩色攝像,分辨率為420線.可在135"內調整攝像角度,可自動調整攝像焦距;后攝像頭為彩色微型攝像頭,分辨率為380線,屬自動調焦。

      2)檢測機器人可切換高低兩種行走速度,高速為后退時使用,低速為檢測時使用,遙控行走有8個方向的運動功能,車體可原地360°轉彎,行走最大距離為20m,爬坡能力(與表面系數有關)為42°,越障能力為40mm。

      3)檢測機器人外形尺寸為225mmx155mmx65mm,功率為120W,車體重量9.5kg,行走速度為0~12.5m/min

      2.定量取樣檢測機器人

      定量取樣機器人是專門用于檢測中央空調管道系統、消防通道系統內臟污程度的小型機器人;

      如圖4-2所示,它有移動與觀察、錄像功能電腦或手柄操控,采用線控式,車載攝像頭將管道內的情況通過信號傳問操控系統,I作人員可在筆記本電腦上清楚地觀察到管道內情況,根據需要可從管道中攜帶定量(0.01m2)的樣品出來,

      可在操控同時,對管道內影像進行錄像或快照,計算機直接編輯、刻錄:

      3.風道專用清洗機器人

      如圖4-3所示,風道專用清洗機器人帶前后彩色攝像頭.可有線遙控全部清洗過程,帶同期錄像功能,機械臂可遙控清

      可以用筆記本




      圖4-2定量取樣險測機器人

      178中央空調清洗技術

      洗高度,可清洗160~800mm高度的風道,清洗方向為橫向與縱向,帶正反轉,車體操作靈活,可與鏟物頭和吹氣頭配合使用_

      圖4-3風道專用清洗機器人

      風道專用清洗機器人的具體功能參數如下:

      1)前攝像頭為彩色攝像,分辨率為420線,可在135°內調整攝像角度,可自動調整攝像焦距;后攝像頭為彩色微型攝像頭,分辨率為380線,屬自動調焦。

      2)清掃機器人可切換高低兩種行走速度,高速為噴灑消毒劑時使用,低速為清掃時使用,遙控行走有8個方向運動功能,車體可原地360°轉彎,行走最大距離為30m。

      3)清掃電動機機組為直流24V電壓,無負載時最高轉速為800r/min,可手動控制正反轉。

      4)帶遙控自動升降功能,升降高度距地面為100~500mm,升降電動機帶機械防抱死裝置。

      5)清洗掃機器人外形尺寸為530mmx260mmx160mm,車體總質量為10kg,行走速度高速為lOm/min,低速為5m/mm34.2.2各種配套設備

      1.電動萬能刷

      電動萬能刷是用尸清潔中央空調風管的設備。這種沒備適用

      第4章中央空調淸洗藥刑、設備及工具179

      于送風管、回風管及支管清理的清理,如圖44所示。

      ?臺置于風管外部的電動機通過鋼絲軟軸驅動風管內的刷頭轉動來清理風管內的污物,通過操作遙控器來實現刷頭的正反轉控制。為了適應不同截面尺寸、不同形狀風管的清洗,可以通過更換不同規格及材料的刷頭來適應工況的變化。其技術參數見表4-11-

      尤其適用于不同直徑的圓形風管

      1*144電動萬能刷

      表4-11電動萬能刷的技術參數

      項目技術參數

      柔性線纜特制的鋼絲軟軸纜

      柔性線纜長度10m

      電動機輸出功率0.6hp卨能電刷發動機

      控制方式順時針旋轉、停止、逆時針旋轉?.位控制

      遙控//式’遠、近距離遙控兩種方式

      刷頭轉速約為500r/niin

      遠程控制需用10m線纜及提供24V直流電源

      電源AC220V或AC240V50Hz/60Hz

      刷頭硬刷,直徑為150mm、200mm、250mm、300mm等規格適用于清洗圓形叫管及管道內有強力附若的污染物及臟物

      2.空氣軟刷

      空氣軟刷是用亍柔性風管的污物清理,也需另外配置一臺8匹的空氣壓縮機作為氣源.一般標準配置為:刷子用軟管1根,長度為4m;刷子1個;空氣軟管1根.外形如圖4-5所示t

      180中央空調清洗技術

      圖4-5空氣軟刷外形

      3.集塵箱

      如圖4-6所示,集塵箱是中央空調風管清理時用于污物收集的設備,通常主要由過濾器、動力和控制部分組成。

      圖44集塵箱

      集塵箱既是細菌、塵埃、可吸人顆粒物、霉菌等污染物的暫存處,又是污物收集的動力源。風管內的灰塵經過集塵箱的強力吸引,便清理工作空問處r.負壓

      狀態,加之集塵箱內部設計打?'

      級過濾系統及二級過濾系統,避

      免r二次污染的產?!辉撛O備具■,暴嫌

      有大功率、低噪聲、高效過濾等;

      優點3

      4.風管氣堵

      如圖4-7所示,風管氣堵是圖4-7風管氣堵

      第4章屮央空調清洗藥刑、沒備及工認181

      用來隔離每個清洗單元的,它采用高耐磨、防扎漏PVC復合材料制作.可對不同規格的風道進行清洗前的阻隔

      氣堵規格可分為(M000、4>500兩種直徑。

      5.垂直管道清潔器

      如圖4-8所示,垂直管道清潔器是為清潔較大的垂直正方形和矩形的管道而設計的??汕鍧嵉淖钚」艿莱叽缡?00mmx400mm。垂直管道清潔器沿軸側自上而下下降,刷子旋轉以松動表面的污物。垂直管道清潔器由抽取裝置產生的反向氣流同吋將灰塵從管中排出。

      6.快速清洗機

      如圖4-9所示,快速清洗機是一種由壓縮空氣驅動的用于清潔通風管道的旋轉洗刷機器。這種清洗機效率高,耐用性強,由于其速度快,適用于對長管道的清潔。它采用一個或兩個彎曲的旋轉洗刷,清潔圓形、正方形以及矩形管道_通過更換清洗毛刷,清洗機可以清潔小到直徑100mm的管道。安裝在洗滌器前端的空氣軟管將清除松動的污垢?;覊m將由吸塵器吸走。

      圖4-8垂直管道清潔器圖4-9快速清洗機

      7.軟抽清洗機

      (1)電動軟抽清洗機如圖4-10所示,電動軟軸清洗機是-個清潔通風管道的旋轉刷子,220V電源的設計使它在清洗過

      182屮央空調清洗技術

      程中性能更穩定,效率更高,工作時間更長:它可以優化許多帶短小分支的工作,單人操作縮短了裝配時間,節省了時間和人力_刷子覆蓋了很寬的管道范圍,一個人就可容易地將沒備從?個房間搬到另一個房間刷子快速連接器使得安裝變得非常簡單采用氣壓驅動,在施工過程中,保證了設備的穩定性。電動軟軸清洗機帶有手柄和輪子,可方便地運輸。輪子具有鎖定裝置,在施工過程中設備使用方便。

      a)b)

      圖4-10電動軟軸清洗機a)整機b)刷戶

      電動軟軸清洗機的特點是:

      1)毛刷頭可根據具體管道情況更換,有軸向清洗頭和V形清洗頭。

      2)電動機采用變頻起動,可以保證設備的穩定性和減小設備損耗,在工作環境中,變頻設備可以在不同轉速F長期安全運行,設備損耗極小。

      3)換向頭采用油性材料,經久耐磨:

      4)電動軟軸清洗機配備各種尺寸的工業毛刷,適合不同大小的圓形、方形管道-

      (2)氣動軟抽清洗機如圖4-11所示,氣動軟軸清洗機是一個清潔通風管道的旋轉刷子,無電源的設計使它在清洗過程中

      第4章屮央空調請洗藥劑.議備及r.ii183

      圖4-11氣動軟軸清洗機

      性能更穩定,工作時間更長。

      氣動軟軸清洗機可以優化許多帶短小分支的工作,單人操作縮短廣裝配吋間,節竹了時間和人力。刷子覆蓋了很寬的管道范圍,一個人就可容易地將設備從一個房間搬到另一個房間3刷子快速連接器使得安裝變化非常簡單。采用氣壓驅動,在施工過程中,保證了設備的穩定性。氣動軟軸清洗機帶有手柄和輪子,可方便地運輸=

      輪子具有鎖定裝置,在施工過程中設備使用方便、

      氣動軟軸清洗機的特點如下。

      1)毛刷頭可根據具體管道情況更換,有軸向清洗頭和橫向清洗頭。

      2)與氣泵配合使用,可采用超靜音氣泵。

      3)在工作環境中,氣動設備可長期安全運行,設備損耗極小3

      4)換向頭采用油性材料,經久耐磨。

      5)配備各種尺寸的工業毛刷,適合不同大小的圓形、方形管道,

      6)清洗有效距離可達30m,清洗速度5

      第5章中央空調清洗方法及技能要點

      中央空調清洗是一項復雜、系統的工程,無論是對于水系統還是通風系統,都有著不同的清洗方法和清洗工藝流程。本章中,我們來具體了解中央空調水系統和通風系統清洗的方法、工藝流程以及清洗中應掌握的一些知識要點。

      5.1中央空調水系統的清洗

      為了提高換熱效率,防止或減少腐蝕,中央空調的冷卻水系統和冷凍水系統都應該定期進行清洗,以除去金屬表面上的沉積物和殺滅微生物.

      另外,對于新建的中央空調,其冷卻水和冷凍水系統中的設備在制造加1、運輸儲存期間會發生銹蝕,帶入切削油、防銹油;在安裝過程中可能留下碎屑、油類泥沙和其他雜質。因此,在運行之前冷卻水和冷凍水系統往往也需要清洗。

      5.1.1循環水系統的停機清洗

      中央空調循環水系統的停機清洗包括冷卻水系統的停機清洗和冷凍水系統的停機清洗。

      1.清洗范圍

      (1)冷卻水系統的清洗范圍冷卻水系統的清洗主要是針對冷卻塔、冷卻水管道內壁、冷凝器換熱表面等的水垢、生物黏泥、腐蝕產物等沉積物C

      (2)冷凍水系統的清洗范圍冷凍水系統的清洗主要是針對蒸發器換熱表面、冷凍水管道內壁、風機盤管內壁和空氣調節

      第5章中央空調清洗方法及技能要點185

      系統設備內部的生物黏泥、腐蝕產物等沉積物。

      2.清洗方法

      中央空調循環水系統設備及管道的清洗,可通過物理和化學清洗兩種方法來進行。

      (1)物理清洗

      1)物理清洗方法=物理清洗只能將循環水系統分成設備、管道等幾個部分進行清洗,其主要清洗方法有以下幾種、

      ①鋼絲刷拉刷清洗。此法適用于水冷式冷凝器和管殼式蒸發器的清洗。操作方法為:

      將水冷式冷凝器或管殼式蒸發器兩端封蓋拆下,用螺旋式鋼絲刷塞入換熱管內反復拉刷,然后再用略小于換熱管內徑的圓棒塞進換熱管內拉動,邊拉動邊用自來水沖洗。

      ②專用刮刀滾刮。此法適用于水冷式冷凝器或管殼式蒸發器的清洗。操作方法為:

      自制一把刮刀,一端接在軟軸上,另一端接在電動機軸上,將水冷式冷凝器或管殼式蒸發器兩端封蓋拆下,將專用刮刀插人換熱管內,開啟電動機,使專用刮刀在管內邊滾邊刮,并用自來水沖洗,使刮下的水垢或其他沉積物隨著壓力水沖掉。

      ③高壓水射流清洗。此方法可用于清洗管道等設備:

      A.在清洗換熱器時,需要將換熱器兩端拆下,用高壓水槍逐根清洗換熱管3

      B.對于管道,可采用有撓性槍頭的高壓水射流清洗。

      C.對于空冷式冷凝器可采用刷洗和吹除法進行清洗:

      a.刷洗法是用毛刷蘸70T左右的溫水進行刷洗,當冷凝器外表附著油污時,可在溫水中加人適量的堿或洗潔精等。清洗完畢后,用自來水沖洗。

      b.吹除法是利用空氣壓縮機產生的壓縮空氣(0.4~0.5MPa)將冷凝器外表的附著物吹除,同時可用毛刷等清洗。利用吹除法清洗冷凝器時,應注意保護翅片、換熱管,不可用硬物敲打。

      2)物理清洗的優缺點。物理清洗的優缺點見表5-1。

      186中央空調清洗技術

      表5-1物理清洗的優缺點

      優點缺點

      1)可以省去化學清洗所需的藥劑費用2)避免了化學清洗后的清洗廢液的處理和排放問題3)不易引起被清洗沒備的腐蝕1)一部分物理清洗方法需在水系統中斷運行后才能進行2)清洗操作比較費工,有些方法容易引起沒備表面損傷

      (2)化學清洗化學清洗是通過化學藥劑的作用,使被清洗設備中的沉積物溶解、疏松、脫落或剝離的一類方法?;瘜W清洗也常和物理清洗配合使用=

      1)化學清洗的分類。中央空調水系統化學清洗的分類見表

      5-20

      表S-2中央空調水系統化學清洗的分類

      分類方法類型

      按清洗方式分類1)循環法-該方法是一種使用最廣泛的方法、利用臨吋清洗槽等方法,使清洗設備形成?個閉路循環回路,清洗液不斷循環,沉積層不斷受到新鮮清洗液的化學作用和沖刷作用而溶解和脫落2)浸泡法:浸泡法清洗適用于一鳴小型設備和被沉積物堵死而無法將清洗液進行循環的設備

      按使用的清洗劑分類可分為堿洗、酸洗、殺菌滅藻清洗等

      按清洗的對象分類可分為單臺設備清洗和全系統清洗

      按是否停機分類可分為停機清洗和不停機清洗

      2)化學清洗的優缺點?;瘜W清洗的優缺點見表5-3。

      表S-3化學清洗的優缺點

      優點缺點

      1)沉積物等能被徹底清除,清洗效果好1)易對金屬產生腐蝕

      2)可以進彳f不停機清洗,以保證制冷2)產生的清洗廢液.易發生二次

      (或)供暖照常進行污染

      3)清洗操作比較簡單3)清洗費用相對較高

      第5章屮央空調沽洗方法及技能要點187

      3.循環水停機化學清洗的流程

      中央空調停運后冷卻水系統和冷凝水系統的清洗可采用單臺設備清洗方式或全系統清洗方式。無論是單臺設備清洗還是全系統清洗,一般都是使用清洗槽和清洗泵將單臺設備或原系統(不使用原系統的泵)構成一個封閉的回路進行循環清洗,

      清洗流程一般為:水沖洗(檢漏)■-殺菌滅藻清洗堿洗-堿洗后水沖洗…酸洗?酸洗后水沖洗—漂洗—中和鈍化(或預膜h

      (1)水沖洗(檢漏)

      1)目的。水沖洗的目的是用大量的水盡可能沖洗掉系統中的灰塵、泥沙、脫落的藻類及腐蝕產物等一些疏松的污垢,同時檢查臨時系統的泄漏情況。

      2)操作方法。沖洗時水的流速以大于0.15m/s為宜,必要時可做正反向切換_沖洗合格后,排盡系統內的水:必要時可注人6()~701的熱水,用手觸摸檢查系統中有無死角、氣阻、短路等現象、

      (2)殺菌滅藻清洗

      1)目的3殺菌滅藻清洗的目的是殺死系統內的微生物,并使沒備表面附著的生物黏泥剝離脫落=

      2)操作方法。殺菌滅藻清洗時,排盡沖洗水后注水充滿系統并循環,加人適當的殺菌劑循環清洗。當系統內的濁度趨于平衡時即可結束清洗。

      (3)堿洗

      1)目的。堿洗的目的是除去系統內的油污,保證酸洗均勻(-,般當系統內有油污時;1需要進行堿洗,新建設備一般也需要)。

      2)操作方法。堿洗時,注水充滿系統并用泵循環加熱,加人各種堿洗藥劑維持一定的溫度循環清洗_當系統中堿洗液的堿度曲線、油含量曲線基本趨于平緩時即可結束堿洗。

      在堿洗過程中,應定時檢測堿洗液的堿度、油含量、溫度

      188中央空調清洗技術

      (4)堿洗后水沖洗

      1)目的。堿洗后的水沖洗是為了除去系統內殘留的堿洗液,并使部分堿洗液被帶走。

      2)操作方法。當pH值曲線趨于平緩、濁度達到一定要求時,水沖洗即可結束。在水沖洗過程中,需檢測排出口沖洗液的pH值和濁度。

      (5)酸洗

      1)目的。酸洗的目的是利用酸洗液與水垢和金屬氧化物進行化學反應生成可溶性物質,而將其除去。

      2)操作方法。為抑制和減緩酸洗液對金屬的腐蝕,在酸洗液中常需添加適當的緩蝕劑。

      酸洗時將堿洗后的沖洗液排出后,再將配制的酸洗溶液用清洗泵打人系統中,確認充滿后用清洗泵進行循環清洗??赡軙r可以切換清洗液的循環方向,并在最高點放空和底部排污,以避免產生氣阻和導淋堵塞,影響清洗效果。

      清洗過程中,應定期(一般30min—次)檢測酸洗液中酸的濃度、金屬離子(Fe2+、Fe3+、Cu2+)濃度、溫度和pH值等。當金屬離子的濃度曲線趨于平緩時,即為酸洗終點。

      (6)酸洗后水沖洗

      1)目的。這次水沖洗是為了除去殘留的酸洗液和系統內脫落的固體顆粒,以便漂洗和鈍化處理(或預膜)。

      2)操作方法。沖洗時,先將酸洗液排出,再用大量的水對全系統進行開路清洗,不斷開啟系統內的各導淋,以便沉淀在短管內的雜物、殘液排出。

      沖洗過程中應當每隔lOmin檢測一次排出沖洗液的pH值,當接近中性時停止沖洗。

      (7)漂洗

      1)目的。漂洗的目的是利用低濃度的酸洗液清洗系統內在水沖洗過程中形成的浮銹,使系統總鐵離子濃度降低,以保證鈍

      第5$屮央空調淸洗//法及技能要點189

      化效果。

      2)操作方法:漂洗實際上是一個低濃度酸洗的過程,漂洗過程中也應檢測漂洗液的濃度、金屬離子的濃度、溫度和pH值等.當總鐵離子濃度曲線趨f平緩時,即可結束漂洗:,

      (8)中和鈍化

      1)目的。在金屬表面上形成能抑制金屬溶解過程的電子導體膜,而這層膜本身在介質中的溶解度又很小,以致它能使金屬的陽極溶解速度保持在很小的數值上,則這層表面膜稱為鈍化膜。在金屬表面上形成完整鈍化膜的過程,稱為鈍化過程.

      金屬沒備或管道經過酸洗后,其金屬表面處于十分活潑的活性狀態,它很容易重新與氧結合而被氧化返銹因此,設備或管道在清洗后暫時不使用時,則需要進行鈍化處理.然后加以封存。

      2)操作方法。漂洗結束后,若溶液中鐵離子含量小于500mg/L時,可以直接用氨水調節PH值到合適的范圍,再加人鈍化藥品進行鈍化;若鐵離子含量大于500mg/L時,則應稀釋漂洗液至溶液中鐵離子含量小于500mg/L.再進行鈍化。

      鈍化過程中應不斷進行高點排空和低點排污.以排除氣阻,避免死角.確保鈍化效果。

      (9)預膜當空調清洗后馬上就投人運行時,漂洗后可以直接進行預膜而不必鈍化。

      1)目的。預膜的目的是讓清洗后尤其是酸洗后處于活化狀態下的新鮮金屬表面上,或在進行保護前受到重大損傷的金屬表面上,在投入正常運行前預先生成一層完整而耐腐蝕的保護膜。

      2)操作方法3預膜處理時,補加水使漂洗液中鐵離子濃度低于500mg/L并加入中和藥劑使pH值趨于中性,然后迅速加人預膜藥劑進行預膜。

      在化學清洗過程中.各階段排出的化學清洗液必須經過處理達標后才可排放。

      190中央空調清洗技術

      5.1.2循環水系統的不停機清洗

      在工業生產中,為保證有的實驗室和工廠連續生產的需要,中央空調在很多場合需邊正常運行邊進行清洗。另外,在商用方面,許多賓館大廈提出空調系統的化學清洗往往處在盛夏或盛夏即將來臨之際,如果長時間停機勢必影響營業,造成經濟上的損失。因此,中央空調循環水系統進行不停機化學清洗是非常必要的。

      中央空調循環水系統的不停機清洗包括冷卻水系統的不停機清洗和冷凍水系統的不停機清洗。

      1.冷卻水系統的不停機清洗

      冷卻水系統不停機清洗是一種循環清洗方法。它是利用冷卻水系統的循環水泵作為清洗循環泵,利用冷卻塔底部冷卻水池作為配液槽,各種清洗藥劑直接加入冷卻塔底部的水池中,并由循環水泵將清洗藥劑送到冷卻水系統各處。

      不停機清洗是針對運行的系統而言。因此在清洗后不需要鈍化,而只需要預膜。一般在中央空調水系統中,油污的存在也很少,因而也不需要堿洗處理。

      中央空調冷卻水系統不停機清洗的流程為:殺菌滅藻清洗—酸洗一>中和一預膜。

      (1)殺菌滅藻清洗殺菌滅藻清洗應選擇殺菌效果好并且有較好黏泥剝離能力的殺生劑,譬如選擇次氯酸鈉和新潔爾滅。它們之間具有良好的協同效應,2mg/L的新潔爾滅和2mg/L次氯酸鈉復配后滅藻率達100%,并且對生物黏泥的剝離作用也很好。

      殺菌滅藻清洗一般時間比較長。在清洗過程中可每隔3~4h測定一次冷卻水的濁度,當濁度曲線趨于平緩時,即可結束清洗。

      在殺菌滅藻后,如冷卻水比較渾濁,可以通過在冷卻塔底部水池補加水,從排污口排放冷卻水的方式來稀釋冷卻水

      第S卓屮央空調清洗方法及技能耍點191

      (2)酸洗與中和殺菌滅藻后就可以選擇合適的緩蝕劑和酸洗劑進行清洗_一般不停機酸洗是在低pH值下進行的。

      酸洗時,先向冷卻水系統加人適量的緩蝕劑,待緩蝕劑在冷卻水系統中循環均勻后就加入酸洗劑*如選用硫酸或氨基磺酸作酸洗劑,則采用滴加法向冷卻塔水池內加入酸洗劑,使冷卻水的pH值緩慢下降并維持在2.5-3.5之間,每30min測定一次PH值,隨時調整酸洗劑的滴加量。

      在酸洗過程中應經常測定冷卻水中的Fe2+、Fe3\Cu2+濃度等。一般在清洗開始階段,每4h—次,在清洗中后期每2h測定一次。以總鐵曲線趨于平緩作為酸洗終點。濁度曲線可作為輔助的終點判斷手段。這種酸洗方式需頻繁檢測pH值,所以操作麻煩,但酸洗劑的浪費很少。

      在酸洗劑加入時,也可以一次性地將酸洗劑加人到系統中,以起始pH值3.0左右開始進行清洗,以總鐵曲線和pH值曲線趨于平緩作為清洗終點。這種方法終點明顯,操作簡單。

      在酸洗過程中,還可加人4些表面活性劑,如多聚磷酸鹽等來促進酸洗效果。在循環水系統中沉積物可分為幾層,如最上層為生物黏泥,然后是水垢層,最下面為腐蝕產物沉積層。對于這些沉積層的酸洗,在酸洗液中應加入合適的黏泥剝離劑,除去生物黏泥層,使得反應繼續進行。

      酸洗后應向冷卻水系統補加新鮮水,同時在排污口排放酸洗廢液,以降低冷卻水系統中的濁度和鐵離子濃度。同時加人少量的碳酸鈉中和殘余的酸,為下一步預膜打好基礎。

      (3)預膜酸洗結束后,向系統中加人一定量的預膜藥劑。比如加人200m#L左右的三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉預膜24~48h。頂膜時也可以添加硫酸鋅(三聚磷酸鈉和硫酸鋅的比例為4:1)以縮短預膜時間和增加預膜效果:

      預膜完成后,將高濃度的預膜水用補加水的方式稀釋排放,控制總磷量為10mg/L左右,然后轉入正常的水處理。

      192中央空調清洗技術

      2.冷凍水系統的不停機清洗

      冷凍水系統不停機清洗也是一種循環清洗。它也是利用冷凍水循環系統中的水泵作為清洗用的循環泵,但它利用膨賬水箱或外接配液槽的方式進行清洗。利用膨脹水箱時清洗藥劑可以加人膨脹水箱中,然后從系統的排污口排出冷凍水,在系統內形成負壓,從而將膨脹水箱中的清洗藥劑吸人到系統內。使用外接配液槽時,~般選在夜間氣溫低時短時間停機,將配液管連接在冷凍水循環水泵的入口前,清洗藥劑直接加人配液槽內。

      在冷凍水系統的清洗中,需要更換一些冷凍水或冷凍水要流過外部設置的配液槽,從而使冷卻保溫受到一些影響,冷水機組的負荷將有所增加,但影響不大。

      冷凍水系統的清洗和冷卻水系統的清洗一樣,也需要殺菌滅藻清洗—酸洗—中和—預膜等步驟。其清洗過程和冷卻水循環系統的不停機清洗基本相同,這里不再贅述。

      5.1.3制冷劑系統的化學清洗

      在制冷劑系統中,制冷劑或制冷工質在其中循環,并利用其相變來傳遞熱量,從而使冷水機組產生冷量。

      在壓縮式中央空調中,使用的制冷劑是氟里昂,氟里昂對金屬并無腐蝕,但當有水存在時,水冰凍產生“冰塞”現象,使機組外接計量引管堵死,同時水能引起氟里昂分解產生鹵氫酸,直接腐蝕金屬,因此,水分是壓縮式機組制冷系統的大敵,必要時應清除。當有腐蝕產物存在時還應先進行酸洗。

      在溴化鋰吸收式中央空調中制冷工質是溴化鋰水溶液,若制冷劑系統中有空氣加入時,就會發生以下反應。

      C02+H2O==H2CO32LiBr+H2CO3=Li2CO“+2HBr

      生成的碳酸鋰沉淀嚴重時可堵塞吸收器中管束的噴嘴,降低機組的性能。此外,加人的緩蝕劑鉻酸鋰也會對金屬產生腐蝕。

      3Fe+2Li2CrO4+H203FeO+Cr,O3+4LiOH

      第5章中央空調清洗方法及技能要點193

      因此,在必要的時候,制冷劑系統也必須進行清洗。

      1.壓縮式中央空調制冷劑系統的清洗

      在清除壓縮式機組的制冷劑系統中的水分時,清洗系統可由薄膜泵、溶劑桶、過濾器、截止閥、干燥器等組成,如圖5-1所z5o

      圖5-1制冷劑系統的清洗流程1一薄膜泵2—旁通閥3—溶劑桶4一干燥器5—過濾器6、7、8、9—截止閥10—壓力表11一換向三通閥

      可使用三氟三氯乙烷(F113)進行清洗。過濾器中裝有活性氧化鋁。清洗時干燥器應定期打開更換干燥劑,干燥劑可用變色硅膠。

      2.溴化鋰吸收式中央空調制冷劑系統的清洗

      溴化鋰吸收式中央空調制冷劑系統的清洗,可采用酸洗來清洗碳酸鋰沉淀和腐蝕產物,在酸洗后應進行鈍化..其酸洗和鈍化的方法與中央空調循環水系統停機清洗的方法相同,在此不再敘述

      5.1.4中央空調化學清洗過程中的分析監測

      在中央空調化學清洗過程中,是根據實驗室對被清洗設備的

      194屮央空調諸洗技術

      垢樣進行分析化驗,確定工藝配方的。但在具體清洗時,特別是中央空調的水系統清洗,如何判斷清洗的終點也是非常重要的。對于一個要清洗的空調水系統,在清洗過程中打開設備的人孔、手孔或法蘭,檢查清洗效果是不現實的。判斷清洗的每個步驟是否到達終點,主要依據三點:

      1)以前成功清洗的經驗:

      2)掛在清洗槽中的樣管。

      3)分析化驗的數據。

      其中,分析化驗的數據是判斷化學清洗每個過程是否到達終點.是否需要再添加清洗藥劑的最直接、最準確的依據

      1.分析化驗的采樣方式

      在中央空調清洗現場,一般在清洗泵站上都沒有進、回液的分析化驗取樣閥,打開閥門取樣時,應先放掉一定量的清洗液,確保在同時間所取清洗液的真實性和有效性。

      -般情況F,取樣化驗的開始時間是根據清洗系統容積大小決定的。加藥完畢后,讓清洗藥劑在系統中循環均勻后,再開始取樣化驗?;炄訒r應有兩個錐形瓶,分別標有進液和回液字樣.防止混淆?;灂r間間隔根據化學清洗方案的規定而實施-現場化驗要求簡便、快速、準確。

      2.水的pH值和濁度、電阻率的測定

      (1)水的pH值測定在水沖洗、堿洗后水沖洗、酸洗后水沖洗、漂洗和鈍化階段都需要測定pH值.酸洗時,只有采用檸檬酸酸洗時需要測定pH值,用氨水調pH值為3.5~4.5:具體方法可采用pH試紙和pH值測定儀來測定。

      (2)濁度、電阻率的測定濁度測定是判斷各種水沖洗階

      段是否結束的最直接的數據。純水理論上可達到最高電阻率為18.3mfl-cm,一■般純水為16~?cm。而普通蒸餾水只能

      達到10(]?cm,自來水的電阻率為104ft?cm。

      電阻率可用簡便的電阻率測定儀測定??梢苑謩e根據實際需要,設定各種水的耐用限度。

      第5葶屮央空調諸洗方法及技能要點195

      3.清洗液的監測

      在化學清洗過程中需對酸濃度、堿濃度、鈍化液的濃度及清洗液中各種離子濃度進行監測,其主要內容如下:

      (1)化驗用品明細化驗用品明細見表54。

      表54中央空調清洗化驗用品明細表

      名稱規格數量

      錐形瓶250mL2個

      滴定儀(臺、桿、夾、管)-?套

      燒杯250mL2個

      移液管5mL1支

      吸耳球1個

      量筒50mL1個

      試紙若P

      混合指示劑1瓶

      標準溶液酸.堿.EDAT各1瓶

      溫度計若V

      濾紙、漏斗及勞保用品舒

      急救藥品若F

      (2)測試項及分析檢測時間測試項目及分析檢測時間見表5-5。

      表S-5測試項目及分析檢測時間

      項脫脂脫脂后水沖洗酸洗酸洗后水沖洗漂洗中和鈍化

      檢測項目堿濃度、溫度pH值酸濃度、鐵離子濃度、pH值(檸檬酸酸洗中檢測)pH值酸濃度、鐵離F濃度、pH值、溫度「―pH值、溫度

      檢測間隔1次/(301次/(101次/(301次/(io1次/(201次/(30

      時間-60min)~30min)-60min)-30min)~40min)~60min)

      196中央空調清洗技術

      (續)

      脫脂脫脂后水沖洗酸洗酸洗后水沖洗漂洗屮和鈍化

      清洗時間4~8h2~3h6~12h

      終點判斷堿濃度恒定水的pH值約為7?8酸濃度不再降低,鐵離子濃度基本穩定水的pH值約為6~7漂洗3h結束,Fe3+彡500xW6pH值穩定

      控制溫度75-95^80~95r80-ioor40-60^

      實際清洗中可依據被清洗系統的大小,適當延長或縮短檢測間隔時間閉路清洗,時間相對延長根據實際情況可適當延長或縮短

      (3)堿濃度的測定堿濃度的測定是指對中央空調清洗系統酸洗前的除油脫脂和對污垢中硫酸鹽垢轉化時堿洗及酸洗后的中和處理步驟中的測定。堿洗液一般由氫氧化鈉(NaOH)、碳酸鈉(Na2CO3)或磷酸三鈉(Na3PO4)組成,必要時加少量表而活性劑.堿洗液的成分測定主要是對NaOH、Na2C03或Na,P04的分析,

      1)堿洗液為NaOH的測定

      ①分析原理:H++0H-—>H;0;

      ②分析試劑:H:S04#準溶液(約為0.lmol/L),溴甲酚綠和甲基紅混合指示劑。

      ③步驟:

      第s章中央空調淸洗方法及技能耍點197

      A.取體積為V(—般為5mL)的堿洗液于錐形瓶中加水稀釋至lOOmL。

      B.加2~3滴混合指示劑,用摩爾濃度為C的H;SO4標準溶液滴定至溶液顏色由綠變紅。所消耗的標準溶液體積為V,。

      ^NaOH

      2CV,x40.01000V

      x100%

      式中40.0--NaOH的相對分子質量;

      C—硫酸標準溶液的摩爾濃度(mol/L);

      V,——消耗硫酸標準溶液的體積(mL);y--所取堿液體積(mL)。

      2)堿洗液為兩項混合液時的測定

      ①試劑:0.1%酹酞乙醇溶液;0.1%甲基橙指示劑

      ②步驟

      A.取體積為V的堿洗液(一般為5mL)置于250mL錐形瓶中,稀釋至lOOmL。

      B.滴人2~3滴酚酞乙醇溶液(此時溶液顯紅色)。

      C.用摩爾濃度為C的標準硫酸溶液滴定至無色,記下耗酸量ac

      D.再加人兩滴甲基橙指示劑,繼續滴定至溶液呈橙色為止,記下第二次耗酸量6(不包括a)。

      ③計算

      堿洗液為NaOH、Na,PO4等時:

      ^NaOH

      8((Z_6)C

      X100%

      32.8C6

      xl00%

      ,a3P()4-y

      堿洗液為Na3PO4、Na2HPO4等時:

      32.SCa

      7Na3P()4

      x100%

      ?酬,=28'4C(i"x100%

      198中央空調清洗技術

      堿洗液為NaOH、Na2CO3等時:

      _8(6!-b)C

      叫a2CO3

      V

      21.2C6

      x100%

      x100%

      式中C-V-

      a-

      b-

      -硫酸標準溶液的摩爾濃度(mol/L);-所取堿溶液的體積(mL);

      -第一次消耗硫酸標準溶液的體積(mL);

      -第二次消耗硫酸標準溶液的體積(mL).

      堿洗液為NaOH、Na2CO3等時:

      8(a-b)M

      ^NaO

      x100%

      C

      Na2(:O_、

      21.2W)V

      x100%

      3)堿洗液為三項混合液(混合液為NaOH、Na2CO,、Na3PO4)時的測定。移取體積為V(—般為5mL)的試液,置于250mL錐形瓶中,加約100mL水,力[]2~3滴酚酞指示劑(1%),用鹽酸標準溶液滴定至紅色消失為終點,記作V,,然后在此溶液中加人2~3滴甲基橙指示劑(0.1%),再用鹽酸標準溶液滴定至黃色變為粉紅色,記作K2(不包括K,在內),在兩次滴定后,將溶液煮沸5~lOrnin,加人2~3滴酚酞指示劑(1%),用氫氧化鈉標準溶液滴定至玫瑰紅色為終點,記作V3。

      計算:

      4C,(l/,-V2)

      WNa2CO3

      V

      10.6(C,K

      x100%

      C2V3)

      x100%

      'I\a3PO4.12H2O

      38C

      V

      x100%

      式中c\-c2-

      -鹽酸標準溶液的摩爾濃度(mol/L);

      -氫氧化鈉標準溶液的摩爾濃度(niol/L):

      第5章屮央空調沾洗方法及技能要點199

      ⑴―所測液的濃度(質量體積百分比)(%);

      I',—第一次消耗鹽酸標準溶液的體積(mL);

      K—第二次消耗鹽酸標準溶液的體積(mL);

      V3——消耗氫氧化鈉標準溶液的體積(mL)、

      (4)酸洗液的監測分析酸洗液中需監測分析的主要是酸洗液的酸度和溶解產物高價金屬離子的濃度。

      酸洗液的濃度直接影響清洗的速度,間接反應清洗的程度溶解產物高價金屬離子(f>3\Ca2+)的濃度直接影響著緩蝕劑的緩蝕效果;為了了解進入溶液中鐵的總量,+離子的濃度也需要測定。

      1)鹽酸濃度的測定

      ①試劑:混合指示劑,摩爾濃度為C的氫氧化鈉標準溶液。

      ②原理:鹽酸是氯化氫的水溶液,酸性較強,能與堿發生中和反應。

      HC]+NaOH—>NaCl+H20

      因此,加人混合指示劑后,用標準氫氧化鈉溶液進行滴定分析,顏色由紅變綠即為終點:

      ③儀器:堿式滴定管、錐形瓶、移液管、燒杯、量筒:

      ④步驟

      A.取體積為K的溶液(一般為2mL),置于錐形瓶內稀釋到lOOmL。

      B.加人2~3滴混合指示劑(此吋溶液為紅色)。

      C.用摩爾濃度為C的NaOH標準溶液滴定,當溶液顏色由紅變綠時為止。記下消耗堿溶液體積V,。

      ⑤計算

      36.5CK

      Whc'=1oooFx1OO%

      式中36.5——HC1的相對分子質量;

      C—NaOH標準溶液的摩爾濃度(mol/L);

      V,——消耗NaOH標準溶液的體積(mL);

      200中央空調清洗技術

      V—所取酸洗液的體積(mL)。

      注:當所測溶液濃度過高時,應先將其稀釋后再測定。

      2)硫酸濃度的測定

      ①原理:硫酸可與氫氧化鈉溶液發生中和反應。

      H,SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O因此,可以加入指示劑后,用NaOH標準溶液進行滴定分

      析。

      ②試劑:混合指示劑;氫氧化鈉標準溶液。

      ③儀器:錐形瓶、堿式滴定管、量筒、燒杯。

      ④步驟

      A.用量筒取體積為V的試樣(一般為2mL),注入錐形瓶中,并稀釋至100mL。

      B.加兩滴混合指示劑,用NaOH標準溶液滴定a

      C.滴定至溶液呈綠色為止,記下NaOH標準溶液的消耗量

      ⑤計算

      CV,x98.1Wh2S°4=1000Vx2

      x100%

      式中c——氫氧化鈉標準溶液的摩爾濃度(raol/L);

      ----氫氧鈉標準溶液的用量(mL);

      V----試樣體積(mL);

      98.1-硫酸的相對分子質量。

      3)氫氟酸濃度的測定

      ①原理:氫氟酸呈酸性可與氫氧化鈉發生中和反應。

      HF+NaOH—>NaF+H2O因此,其濃度可用NaOH標準溶液滴定測得。

      ②試劑:混合指示劑,飽和氯化鉀溶液,摩爾濃度為C的氫氧化納標準溶液。

      ③儀器:燒杯、量筒、堿式滴定管、錐形瓶、移液管。

      ④步驟

      第S章中央空調清洗方法及技能要點201

      A.取體積為V的酸溶液(一般為1~2mL),放入錐形瓶內,加水至100mL。

      B.加人15mL飽和氯化鉀溶液及2滴混合指示劑(此時溶液為紅色)。

      C.用NaOH標準溶液滴定至紅色消失,當溶液變為綠色時即為終點。記下消耗NaOH的體積V,。

      ⑤計算

      w?F=

      CV,x20.0iooor

      x100%

      式中20.0—HF的相對分子質量;

      C—NaOH標準溶液的摩爾濃度(mol/L):

      V,——消耗NaOH標準溶液的體積(raL);

      V—所取HF溶液的體積(mL)。

      4)硝酸濃度的測定

      ①原理:硝酸呈強酸性,加人氫氧化鈉標準溶液后發生中和反應,可表示為

      HNO3+NaOH=NaNO3+H2O因此,可以加人混合指示劑后用標準NaOH溶液進行滴定分

      析。

      ②試劑:標準NaOH溶液;混合指示劑。

      ③步驟

      A.取體積為V的酸溶液(一般用移液管吸取5mL),放人250mL錐形瓶中,將其稀釋至WOrnL左右。

      B.加人2~3滴混合指示劑(此時溶液為紅色)。

      C.用已知濃度的NaOH標準溶液滴定至綠色為止,記下此時NaOH溶液消耗的體積V:。

      ④計算

      HNO,

      C\\X63.011000V

      x100%

      式中63.01——HNO,的相對分子質量;

      202屮央空調訪洗技術

      C——NaOH標準溶液的摩爾濃度(mol/L);

      V,—消耗NaOH標準溶液的體積(mL);

      V--取樣量(mL)。

      5)檸檬酸濃度的測定

      ①原理:游離擰檬酸濃度的測定,用NaOH標準溶液進行滴定,并加入一定量的高氯酸鎂,以減少試樣中部分鐵離子的影響_現場清洗中實際起作用的是擰檬酸溶液,因此,制好擰檬酸溶液后,需用氨水調節pH值至3-4,使之部分形成檸檬酸銨溶液,所以測得的酸度比實際的酸度小,須修正其中所含擰檬酸銨溶液的濃度,修正系數(FJ與溶液PH值有關。

      ②試劑:NaOH標準溶液(約為0.1mol/L)、5%Mg(C1O4)2溶液、混合指示劑(溴甲酚綠和甲基紅混合指示劑)。

      ③儀器:移液管、量筒、燒杯、堿式滴定管、pH值試紙、錐形瓶=

      ④步驟

      A.取體積為V的酸洗液(一般為5mL),加人高氯酸鎂溶液3~5mL,用蒸餾水稀釋至100mL3

      B.加入混合指示劑(pH值=6~7.6),用濃度為C的NaOH滴定至溶液呈微紅色為止,記下消耗NaOH的體積數K,。

      ⑤計算

      C'l,x20.0

      WH3C6H5U7=pXX100%

      式中V,——所取H3C6HsO7溶液的體積(mL);

      V——消耗NaOH標準溶液的體積(mL);

      C—NaOH標準溶液的摩爾濃度(mol/L);

      --修正系數,從pH-Fa表中查得:

      如試樣中含鐵量過大,會使終點不明顯,其解決辦法是:一方面增加Mg(C104)2溶液的劑量,另一方面減少試樣的吸取量。

      pH-匕表的制作(從實測中求得):在燒杯中配制的一系列

      3%H3C6H5O7溶液,并取未調好pH值的3%H3C6H5O7溶液各

      第SiS中央空調沾洗//法及技能要點203

      2mL,用水稀釋至lOOmL,依次加入不同量的氨水,調節成不同pH值的NH4H2C6H5O7溶液,再實測其游離H3C6H5O7溶液濃度,比值為Fa,即得到3%H3C6H5O7的PH-Fa值,見表5-6-

      表54PH-Fa的關系

      調PpH值消耗NaOH體積/mL擰?酸溶液濃度(%)

      1.911.10.283.1

      2.5310.30.30

      3.09.20.34

      3.717.50.41

      用氨水調pH值后的A,,值,見表5-7。

      表5-7不同pH值的/=\值

      pH值廠apH值pH值pH值pH值廠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)氨基磺酸濃度的測定,稱取質量為的氨基磺酸,用lOOmL容量瓶進行定容;取樣5mL加50mL水和混合指示劑,用0.9325mol/L的NaOH進行標定,見表5-8。

      表5-8氨基磺酸濃度校正系數

      序號實際濃度(%)氨基磺酸爪實/g消耗NaOH量/mL測試濃度(%)誤差'h%)

      組1組2

      12.062.386961.292.3313.1

      22.582.989361.571.552.829.3

      32.963.431981.91.873.4115.2

      204中央空調清洗技術

      (續)

      序號實際濃度(%)氨基磺酸m實/g消耗NaOH量/mL測試濃度(%)誤差1:(%)

      組1組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%

      測試濃度-實際濃度

      實際濃度

      平均誤差:

      (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滴定時其計算公式為

      ⑴nh2so3h

      rrri^x0-09709xl00%

      式中C,a0H——氫氧化鈉標準溶液的摩爾濃度(mol/L);

      V^a0H——氫氧化鈉的體積(mL)。

      (5)金屬離子濃度的測定

      1)酸洗液中Fe2+、Fe3+的分析測定。在中央空調化學清洗中,鐵離子含量是重要的控制指標,在以鐵銹為主的除垢清洗中,常以鐵離子濃度不再升高作為清洗終點的判斷依據由于Fe3+離子會引起鋼鐵腐蝕,在清洗過程中應對其濃度嚴加控

      制::

      ①原理:在pH值為2~3的條件下,磺基水楊酸

      第5卓中央空調清洗方法及技能要點205

      Fe3+生成紫紅色絡合物,由于FeY比FeSal更加穩定,故用EDTA鈉鹽滴定使紫紅色褪色為終點;

      H2Sal+Fe3*—>Fe(Sal)++2H+

      Fe(Sal)++H2Y2'—>FeY-+H2Sal

      Fe2+可用(NH4)2S2O,氧化成Fe3+,然后繼續用EDTA滴定至紅色褪去,根據消耗的EDTA量計算Fe"的含量。

      ②測定方法:

      A.HC1、HNO,、氨基磺酸溶液中鐵離子濃度的測定試劑:EDTA標準溶液(一般為O.Ohol/L),1:1NH,?

      H2O,1:4HC1,10%磺基水楊酸,10%過硫酸銨。

      步驟:取酸洗液(酸洗階段取1~5mL,沖洗階段取5~

      lOmL),稀釋至lOOmL;以1:1氨水、1:4鹽酸調pH值為2~3,加人ImLIO%磺基水楊酸作指示劑(此時溶液顯紅色);以ED-TA滴定至紅色消失,消耗EDTA的體積為%再加入0.5~lg過硫酸銨拌勻后加熱至70T,待冷卻后用EDTA標準溶液繼續滴定至紅色消失,記EDTA的體積為6。

      計算:

      p3+Cbx55.85x1000,,

      Fe=----------(mg/L)

      式中C——EDTA標液摩爾濃度(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的相對分子質量;

      V一所取溶液體積數(mL)。

      B.檸檬酸(H3C6H5O7)溶液中鐵離子濃度的測定試劑:H2SO4#準溶液(一般為0.5niol/L),EDTA標準溶

      液(一般為0.05mol/L),40%KCNS溶液,10%(NH4)2S2O3溶

      206中央空調清洗技術

      液r

      步驟:取擰檬酸溶液5mL,加人4mL約0.5mol/LH2SO4溶液,稀釋至lOOmL;加人5mL40%的KCNS溶液;用EDTA標準溶液滴定至紅色消失,記下消耗量a;加5raL10%的過硫酸銨,加熱至60~70%:,用EDTA標準溶液滴定至紅色消失,記下消耗量(Fe3+濃度較大而終點不明顯時,可酌情用水稀釋)

      計算:

      Chx55.85x1000V

      (mg/L)

      式中注釋同前。

      C.HF溶液中鐵離子濃度的測定

      試劑:10%磺基水楊酸、25%AlCh溶液、EDTA標準溶液(-?般為0.05mol/I,)、H2SO4標準溶液(一般為0.5mol/L)0

      步驟:取體積為V(1~5mL)的酸洗液,置于錐形瓶中稀釋至100mL;加入25%的A1C13溶液2mL;用1:1氨水和硫酸調pH值為2加人指示劑(10%磺基水楊酸);用EDTA滴定

      至紫色消失,記下消耗量加人5mL過硫酸銨加熱至70T,用EDTA滴定至終點,記R肖耗量6。

      計算:

      Fe3*濃度

      Cax55.85x1000

      (mg/L)

      ■「2+'w■.曲Cbx55.85x1000,"、

      Fe濃度=----------(mg/L)

      式中注釋同前-

      2)酸洗液中銅離子含量的分析測定。當酸洗液中銅離子含量超過3%時,會在清洗金屬表面產生金屬銅沉積(鍍銅)現象,這種現象會造成鐵腐蝕。當銅含量低于5%時,在清洗液中加人硫脲可以把銅離子絡合而隱蔽起來,當銅離子濃度超過5%

      第5章中央空調清洗方法及技能要點207

      時,應采用氨氧化劑絡合除銅,以避免引起金屬腐蝕。

      ①原理:銅離子在pH值為3~4的微酸性溶液中,能與紫脲酸銨絡合,使紫脲酸銨的玫瑰紫色消失。但EDTA與銅離子的絡合能力更強,可以從上述絡合物中置換出紫脲酸銨,使溶液恢復紫色,故可用紫脲酸銨為指示劑,用EDTA標準溶液進行滴定??紤]到酸洗液中不可避免地有相當數量的鐵離子,可用廠離子絡合Fe3+,以消除鐵離子的干擾。

      ②試劑:標準EDTA溶液、氯化銨、紫脲酸銨指示劑、1:1NH4OH,1:4HC1。

      ③儀器:燒杯、移液管、玻璃漏斗、酸式滴定管、錐形瓶、量筒。

      ④測定步驟:

      A.取體積為V(10~15mL)的試樣(沉淀物較多時,過濾后再測定)。

      B.加人少量氟化鈉固體0.5g,用1:1氨水和1:4鹽酸調節pH值到3

      C.加人0.4g紫脲酸銨指示劑,用0.05mol/L或0.OlmoL/LEDTA溶液滴定至玫瑰色,記下消耗的體積數為I

      ④計算

      式中C-—EDTA標液的摩爾濃度(nwl/L);

      a—0.05mol/L或0.01mo!/LEDTA標準溶液體積

      (mL);

      V—一量取酸洗液或銨洗液的體積(mL);

      63.55—一銅的相對原子質量。

      3)酸洗液中鈣離子濃度的測定

      ①方法:本測定方法采用鈣黃綠素為指示劑。在pH值多12時,用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)標準溶液螯合滴定清洗廢液中的鈣離子。

      208中央空調清洗技術

      ②儀器與試劑

      微量滴定管:酸式10mL。

      滴定管:50mL:

      試劑:20%氫氧化鉀溶液,(1+2)三乙醇胺溶液,(1+1)鹽酸溶液,氧化鋅為基準物質,氨水,氯化銨,酚酞,氯化鉀,醋酸,鈣黃綠素指示劑,乙二胺四乙酸二鈉(EDTA),0.5%鉻黑T指示劑。

      ③準備工作

      A.氨性緩沖溶液(pH值=10)。稱取67.5g氯化銨溶液置于300mL水中,加570mL濃氨水,再用水稀釋至1L3

      B.鈣黃綠素一酚酞混合指示劑。稱取0.2g鈣黃綠素,0.07g酚酞置于玻璃研缽中,加20g氯化鉀研細混勻,儲存于磨口瓶中?;蛑苯邮褂檬惺鄣拟}黃綠素一酚酞試紙。

      C.O.Olmol/L氧化鋅標準溶液配制方法。稱取于800丈灼燒至恒重的基準氧化鋅0.8137g,稱取精度為±0.0002g。加人20mL(1+1)鹽酸,加熱溶解后,移入IL容量瓶中稀釋至刻度,搖勻。

      D.0.01mol/LEDTA標準溶液配制。稱取3.72gEDTA溶于1L容量瓶中,搖勻。

      E.標定。準確吸取25mL0.01nu)l/L氧化鋅標準溶液置于250mL錐形瓶中,力口70mL水及10mLpH值=10的氨性緩沖溶液,加人3滴0.5%鉻黑T指示劑,或一條鉻黑T試紙,用0.01mol/LEDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變成純藍色為終點,同時做空白試驗校正結果,EDTA標準溶液的摩爾濃度C按下式計算:

      式中V'_消耗的EDTA標準溶液體積(mL);C,——氧化鋅標準溶液摩爾濃度(mol/L);V,——吸取氧化鋅標準溶液的體積(mL);

      第5章中央空調請洗方法及技能嬰點209

      V?!瞻兹芤核牡腅DTA標準溶液的體積(mL)。

      ④試驗步驟:用移液管吸取經中速定性濾紙過濾后的水樣50mI?加30mg鈣黃綠素一酚酞混合指示劑,或一條鈣黃綠素一酚酞試紙,在黑色背景下用EDTA標準溶液滴定至溶液的黃綠色熒光突然消失,并出現紅色時即為終點,記下所消耗的EDTA標準溶液的體積。

      需要注意的是,水樣中EDTA大于lOmg/L,六偏磷酸鈉大于6mg/L或含有聚丙烯酸及大量重碳酸根離子時,對測定均有干擾,經加鹽酸煮沸后再滴定,可消除干擾;在水中有微量三價鐵和鋁離子干擾本法時,可在加人20%氫氧化鉀溶液前,先加入2~3mL(1+2).三乙醇胺溶液,但用量不能太多,否則終點不明顯;有鋅離子時,加入氫氧化鉀溶液調節pH值=14,可消除干擾;本方法也可采用鈣指示劑指示終點。

      ⑤計算:水樣中鈣離子含量Ca2+按下式計算:

      CCV,-Vo)x40.08V

      x1000

      (mg/L)

      式中V——消耗的EDTA標準溶液體積(mL);

      C——EDTA標準溶液摩爾濃度(mol/L);

      V,——消耗的EDTA標準溶液體積(mL);

      V?!味瞻兹芤簳r,所消耗EDTA標準溶液的體積

      (mL);

      40.08——鈣的相對原子質量。

      ⑥允許誤差:含鈣離子50mg/L的水樣,平行測定兩個結果間的差數,不應超過O.21mg/L;取平行測定兩個結果的算術平均值,作為水樣的鈣離子含量。

      4)酸洗液中鎂離子濃度的測定

      ①方法:在pH值=10的氨性緩沖液中,用酸性鉻藍K為指示劑,以乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)標準溶液螯合滴定鈣鎂離子合量,從中減去鈣量即為鎂離子含量。

      210中央空調清洗技術

      ②試劑:5%酒石酸鉀鈉溶液,1+2三乙醇胺水溶液,氯化銨,試劑級萘酚綠B;氨水;試劑級酸性鉻藍K;巰基乙醇(硫代乙醇酸);硝酸鉀。

      ③準備工作

      A.氨性緩沖溶液(pH值=10)。稱取67.5g氯化銨溶于200mL水中,加入570mL濃氨水,用水稀釋至1L。最好用酸度計核對pH值。

      B.酸性鉻藍K-萘酚酞綠B混合指示劑。稱取0.lg酸性鉻藍K和0.15g萘酹綠B置于研缽中,力卩10g干燥硝酸鉀,研磨均勻;儲存于磨口瓶中?;蛑苯邮褂檬惺鄣乃嵝糟t藍K-萘酚綠B試紙。

      C.O.Olmol/LEDTA標準溶液。配制和標定見循環水中鈣離子的測定方法。

      ④試驗步驟:吸取經中速濾紙過濾后的水樣50mL置于250mL錐形瓶中,加人10mL氨性緩沖溶液。

      若水樣中含有鐵鋁離子,可在加人氨性緩沖溶液前加人5%酒石酸鉀鈉2mL,1+2三乙醇胺2mL。若水樣中含有鋅,則在加人緩沖溶液前,先加入抗壞血酸0.lg,巰基乙醇0.5mL,然后加1+2三乙醇胺2~3mL。

      加人少量酸性鉻藍K-萘酚綠B指示劑,或一條酸性鉻藍K-萘酌綠B試紙,用EDTA標準溶液滴定至溶液由紅色突變為純藍色即為終點,記錄所消耗的EDTA標準溶液毫升數1/2、

      ⑤計算:水樣中鎂離子含量按5式計算:

      C(V2-V\)x24.31

      CM2+=-----x1000(mg/L)

      V

      式中V,——滴定鈣時所消耗EDTA標準溶液的體積(mL);

      V2——滴定鈣鎂合量時所消耗EDTA標準溶液的體積

      (mL);

      C—EDTA標準溶液的摩爾濃度(mol/L);

      V-吸取水樣體積(niL);

      24.31——鎂的相對原子質量。

      第5章屮央空調清洗方法及技能要點211

      ⑥允許誤差:含鎂離子7mg/L的水樣,平行測定兩個結果間的差數不應超過0.54mg/Lc取平行測定兩個結果的算術平均值,作為水樣中鎂離子的含量。

      4.鈍化液的測定

      鈍化液一般采用亞硝酸鈉的堿性水溶液。鈍化液的鈍化緩蝕防銹效果主要取決于亞硝酸鈉濃度和pH值。

      亞硝酸鈉濃度的測定方法如下:

      酸洗溶液中的亞硝酸鈉可被高錳酸鉀氧化成硝酸鈉,用已知量的硫酸亞鐵銨與過剩的高錳酸鉀反應,最后再用標準高錳酸鉀回滴剩余的硫酸亞鐵銨,根據回滴時消耗高錳酸鉀體積可推算出洗液中的亞硝酸鈉濃度。整個反應過程為:

      5NaNO2+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5NaNO3+3H2O

      2KMnO4+10(NH4)2Fe(SO4)2+8H2SO4—K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+10(NH4)2SO4+8H2O

      具體步驟為先在250mL錐形瓶中加人80mL蒸榴水、10mL1:3的硫酸,并加人高錳酸鉀滴至顯微紅色,保持紅色2min不消失即可,目的是預先除去水中可被高錳酸鉀氧化的物質。用移液管加人準確體積的lOml,0.02mol/L高錳酸鉀以及5mL含亞硝酸鈉的鈍化液,靜置大約5min,讓高錳酸鉀把亞硝酸鈉完全氧化。再加人準確量取的10mL0.lmoI/L硫酸亞鐵銨標準溶液,靜置5min,讓剩余的高錳酸鉀與硫酸亞鐵銨完全反應,最后用高錳酸鉀標準溶液滴定過量的硫酸亞鐵銨,到溶液呈現高錳酸鉀的微紅色不褪去為終點。記下消耗的高錳酸鉀體積按下式計算出鈍化液中亞硝酸鈉含量:

      TI5C2\

      C臟2=下卜+10-10XT)

      式中T一一高錳酸鉀相當于亞硝酸鈉的比例系數,即每毫升KMnO4相當于NaNO2的質量(g),從方程式得知,NaNO2與KMnO4反應時的質量之比為5:2,如果用

      212屮央空調清洗技術

      0.2mol/L的KMnO4ImL,恰好能與0.05molNaNO,的質量為3.14mg反應,此時7=3.45mg/mL,實驗時可根據具體情況確定r值;

      V,—滴定時消耗高錳酸鉀體積(mL);

      V—抽取鈍化液體積(niL);

      C,—高錳酸鉀溶液濃度(mol/L);

      C2—硫酸亞鐵銨溶液濃度(mol/L)。

      亞硝酸鹽用高錳酸鉀氧化滴定,因會受到溶液中其他還原物質的影響而誤差較大。如果亞硝酸根離子濃度在10nig/L以下時,可用分光光度計或比色法測定。其法為用亞硝酸鈉配置成0.lmg/L,0.3mg/L,0.5mg/L及1.Omg/L標準溶液系列,加入一定量的格里斯試劑,井用524nm波長的單色光在分光光度計上測定其吸收值。繪制出標準工作曲線。當用未知的亞硝酸鈉溶液測定其在524lml波長的吸光度時,對照工作曲線可找出對應的亞硝酸根離子含量。格里斯試劑是由0.lga-萘胺溶于lOOn.L30%醋酸溶液中與l%100mL對氨基苯磺酸等體積混合而成,它有使亞硝酸根離子在比色測定中不受其他離子干擾的作用。

      5.清洗廢液的監測

      清洗廢液中污垢含量的增加直接影響清洗液的性能,也會對清洗物體產生影響,因此,對清洗廢液的各種污垢含量要及時檢測了解,

      (1)pH值的確定清洗廢液的pH值要調整到6~9才允許排放。測定清洗液pH值可用便攜式PH計直接測量。這類液晶顯示的pH計多為直讀式,使用很方便c

      無pH計時可使用PH值試紙測量。方法是蘸取待測液,滴加到pH值試紙上,通過與標準試紙卡比較,即可知待測液的pH值。

      (2)清洗廢液中懸浮物總量的測定清洗廢液中懸浮物總量是廢液排放時一項環??刂频闹匾笜藨腋∥锟偭砍瑯藭r需要經過濾、澄清、混凝處理后才可排放:

      懸浮物指不溶于水的泥沙、黏土、有機物、微生物等.懸浮物總量可用濾膜過濾法測定,也可通過渾濁法間接測定:水的渾

      第5煢屮央空調淸洗方法及技能要點213

      濁度可用多種方法測定:國內大多用比濁儀。

      比濁儀是根據形成濁度的水中懸浮顆粒的濃度、大小和形狀

      不同而產生不同透光度的原理制成的。水越渾濁對光線反射越強,透光度越低;反之水越清澈,反射光越弱,透光度越強:

      (3)清洗液中油污總含量的監測分析測定油污總含量的關鍵在于把有機污染物與水及無機物分離,當不易揮發的有機污染物在清洗液中的濃度較高并在乙醚-水相間有高分配系數時,可直接用乙醚萃取,萃取后分出乙醚相,并將乙醚蒸發,稱量殘余物質量即可求出油污總含量。

      清洗液中的易揮發油污,可用濁度法分析。首先用純凈空氣將揮發性油吹出清洗液并用活性炭吸附,然后用丙酮脫附,再與明膠水溶液混合用濁度測定法測定乳狀液的吸光度。

      而揮發性酸、酚等其他有機物均溶于水不與明膠形成乳狀液,不干擾揮發性油的測定。比較精確的測定油污的方法需借助儀器分析。如用燃燒-紅外分析法可進行有機碳定量分析,具體方法為:

      先把少量試樣與氧氣&起送人裝有高溫總碳測定的氧化催化劑的管中,使有機物中碳和無機物中碳都變成二氧化碳,用紅外氣體分析儀測量C02濃度可知總碳量。另取試樣在有機物不分解的溫度(約150T)下將試樣送人測定無機碳的裝置中使無機物中的碳(主要是碳酸鹽)變成C02,求出無機物碳量,從總碳量減去無機物碳量即可測知有機物中的含碳量。

      (4)清洗液中其他有害化學物質的監測

      1)氟離子(F")。氟化物對人體有危害作用,污水排放標準中規定,污水中氟離子含量應小于等于lOmg/L。

      在用氫氟酸清洗中央空調供暖鍋爐或對半導體材料清洗時都應監測清洗液中氟化物含量。

      監測氟離子濃度的方法是用氟離子選擇電極,它的電極電位與溶液中廠離子濃度有關。通過測定氟離子選擇電極與標準電極組成的電池在含待測氟離子溶液中的電池電動勢即可測知氟離子濃度。氟離子濃度超標的溶液,經與生石灰反應可生成難溶氟

      214中央空調清洗技術

      化鈣而使氟離子濃度降低。

      2)亞硝酸根(MV)。這種離子在生化反應中有轉化成致癌物質亞硝胺的可能,國外污水排放標準規定其含量小于等于1nig/L;

      亞硝酸鈉是常用的鈍化劑,因此排放前需經常監測。測量微量亞硝酸鈉常用分光光度計的比色法、亞硝酸鈉超標的污水在排放前通過加酸或氧化劑的方法使亞硝酸鹽轉變成不穩定的亞硝酸或氧化成硝酸鹽而去除

      3)聯氨它在化學清洗中可作鈍化劑,也是―種強還原劑。它在對苯二酚、鐵離子作用下可與水中氧氣化合,將含聯氨的廢液排入水體中會使水中含氧被耗盡而造成微生物死亡或水質腐敗發臭。

      洗液中的聯氨含量可用分光光度計比色法測定。

      聯氨易于氧化,當用壓縮空氣鼓風攪拌酸洗廢液時,由于廢液中含有可催化聯氨的物質,因而可使其氧化而去掉。

      5.1.5中央空調化學清洗效果的評價

      1.腐蝕監測方法

      在中央空調化學清洗過程中,意外的和過量的腐蝕常會使被清洗的設備發生各種事故,造成停工停產,甚至發生火災、爆炸,危及人的生命安全。因此,腐蝕控制是一個重要過程,是評定清洗效果的一個不可缺少的指標。

      化學清洗吋,尤其是在酸洗過程中,必須對所清洗設備的腐濁狀態、腐濁速度以及某些與腐蝕相關聯的參數進行系統測量,進而通過所監測的信息對化學清洗過程的有關參數實行控制或報警:下面我們來具體了解一些適用于化學清洗中腐蝕監控的方法。

      (1)線性極化法運用線性極化技術可快速測定在清洗過程中清洗液這一腐蝕體系的瞬時腐蝕速度。目前,該類技術儀器主要有美國Rohrback公司的Corrovit儀器,意大利Atel、SRL公司的CorroSimetro儀等,而國內則主要有CR-3型多功能腐蝕測

      第5茯屮央空調沾洗方法及技能?點215

      量儀等:

      1)原理。在腐蝕電位附近極化電位和電流之間呈線性關系,此時極化曲線的斜率與金屬的腐蝕速度成反比:

      式中——極化阻力(fi?

      B一一極化阻力常數(V);

      fmn-腐蝕電流(A/m2)。

      2)特點。線性極化法的特點是響應迅速,可以快速靈敏地定量測定金屬的瞬吋全面腐蝕速度。運用這一特點.可以及時而連續地跟蹤被清洗設備的腐蝕速度及其變化,可幫助操作人員和現場工程師做其他局部腐蝕的指示。

      3)實際應用。實際現場應用的線性極化探針可以插入清洗槽中或直接插入被清洗的設備中、一般有同種材料電極型、同種材料三電極型和采用不銹鋼參與電極的三電極系統、

      雙電極型系統較為簡單,但受溶液電阻的影響較大,可用于測定所謂的“孔蝕指數”。三電極系統測量則相對比較準確。

      雙電極探針的測量過程是:先在兩電極之間施加20mV的電壓,測量正向電流A,然后改變兩電極之間的相對極性并施加相反方向的20mV極化電壓,測量反向電流/2。/,與/;的算術平均值則可表征瞬時腐濁速度.可從儀器上直接讀出。電流差/,-/2即為“孔蝕指數”

      (2)失重掛片法

      1)掛片法對腐蝕試片規范的要求。在化學清洗中所用的腐蝕試片要求具有較大的表面積和較小的質量。一般采用的標準試片為長45mm、寬20mm、厚2mm的矩形試樣,在距試片長邊8mm處的中間軸線上鉆直徑2mm的孔,用以懸吊或固定試片。該試片表面積為0.00207或20.66cm2a

      所用試片應在磨床上加工至光潔度/<0.4Pn,用洗凈劑洗去油污,用去離子水沖洗干凈后,用無水乙醇清洗,再干燥以備用。

      216中央空調清洗技術

      稱取試片的天平其感量要求至少為0.02~0.lmg的電子天平。

      2)平行試樣的數量。為控制監測結果的偶然誤差,提高測量結果的準確性和重現性,要求采用與被清洗系統中材質相同的試片,一個監測部位至少要有2片,同時應仔細地對試樣加以標記,以識別各試樣的成分、狀態、試驗條件等。標記應當印跡清晰,易于區分,盡可能打印在非腐蝕面或影響較少的部位上?;瘜W清洗所用的試片采用在試片上用鋼字頭打印數字的方法。

      3)表觀檢查。將腐蝕試片取出后,可用肉眼、低倍放大鏡或金相顯微鏡對腐蝕試片的形態進行仔細地觀察和檢查,以判定腐燭類型,確定腐蝕程度。在觀察腐蝕試片時應注意以下幾方面:

      ①材料表面的顏色與狀態。

      ②材料表面腐蝕產物的顏色、形態、類型、附著情況及分布。

      ③腐蝕介質的變化,如溶液的顏色,溶液中腐蝕產物的顏色、形態和數量。

      ④注意判別腐蝕類型,觀察是否有局部腐蝕發生。

      4)質量法測定腐蝕速度。從腐蝕試驗前后的試樣質量差計算腐蝕速度〃[g/(m2?h)],公式如下:

      平均腐蝕速度r=(%-%)/.如式中%——試片原始質量(g);

      %—試片腐蝕后的質量(g);

      A—試樣面積(m2);t——酸洗(腐蝕)時間(h)。

      由于各種金屬材料的密度不同,即使是均勻腐蝕,這種腐蝕速度單位[g/(m2?h)]并不能表征腐蝕的損耗深度,這時可將平均腐蝕速度換算成單位時間內的平均侵蝕深度,即腐蝕率。腐蝕率與平均腐蝕速度r之間的換算公式為

      6=8.76—

      P

      第5章中央空調清洗方法及技能要點217

      式中6——按深度計的腐蝕率(nim/a);

      v——按失重計的腐蝕速度[g/(m:?h)];p-金屬材料的密度(g/cm3)。

      (3)電阻探針法

      1)原理。在腐蝕體系中插人一個裝有金屬試片的探針,由于在腐蝕過程中,金屬試片的橫截面面積將因腐蝕而減小,從而使其電阻增大。如果該腐蝕體系以金屬的腐蝕大體上是均勻的,此時電阻的變化率就與金屬的腐蝕量成正比。周期性地準確測量這種電阻的增加,便可計算出金屬的腐蝕速率,在化學清洗中,可很好地監測腐蝕程度。把測量的電阻數據對時間作圖,可以得到各個時刻的斜率及其變化,然后根據下式計算出腐蝕速率r:

      r=0.00927F—

      A/

      式中v---腐蝕速度(mm/a);

      AT?——腐蝕計讀數變化(11);

      Az—發生的電阻變化所經歷的時間(d);

      F——探針系數(隨探針類型不同,在0.5~25之間選

      擇)。

      2)應用3電阻探針法通常采用惠斯登電橋或凱爾文電橋測量電阻值的變化,測量過程簡單迅速。

      用于測量的金屬試片,須采用與被清洗系統中的設備材質相同的材料。

      環境介質的溫度、流速、流動方向、金屬材料的成分和熱處理狀態和電極表面制備等方面的變化及差別,以及在探針上存在的外來雜物等,都會影響測量結果的精度和可靠性。一般來說,電阻探針法不適合監測局部腐蝕的情況

      國外市場上的商品電阻探針腐濁速度測量儀有美國Magna公司生產的商標牌號為CorroSometer和英國Halfloc公司制造的儀表和探針等3這些測量儀大都有12個通道進行自動測量,可測量出0.0254^!!以下的腐蝕量。測量元件的材料可以是碳鋼、不

      218中央空調清洗技術

      銹鋼、鎳基合金和鈦合金等。

      (4)氫探針在化學清洗的酸洗過程中,特別是采用無機酸進行清洗時,陰極反應均為析氫反應。在這種酸性介質中,由于腐濁而在金屬表面產生的氫離子或氫原子向基體內擴散滲透,在空穴和夾雜處生成氫分子,從而使空穴膨脹,在金屬表面產生氫鼓泡。此外,溶入金屬的氫還會降低金屬延性,使金屬變脆。所以在化學清洗時,進行滲氫的監控是很有必要的

      1)原理。氫探針有基于力學原理的壓力型和基于電化學原理的真空型兩種。壓力型氫探針由于從安裝完畢到投入運行所需的時間較長,不適宜在化學清洗中應用。

      基于電化學原理的氫探針在使用時,氫探針內部要裝滿0.lmol/L的NaOH溶液,用Ni/NiO電極控制鋼管內壁面的電壓,使之保持在氫原子很容易離子化的電位區間。在探針前端有一個由金屬片制成的試片,試片內表面與NaOH溶液接觸,外表面與腐蝕介質接觸。試片外表面腐蝕生成的氫原子可以擴散再通過試片而進入探針內部。

      在鋼管內壁表面與Ni/NiO電極組成的原電池內,氫將在鋼表面被氧化成氫離?。測量該原電池電流,可以求得從探針外部擴散通過試片滲人的氨量。由此則可監測析氫腐蝕的程度。

      2)應用。氫探針可用于監測碳鋼或低合金鋼在某些介質中遭受到的氫損傷,即氫裂、氫脆或氫鼓泡。氫探針反映的是滲氫速度,實際上測定的是表征全面腐蝕的總腐蝕量,但不反映孔蝕型局部腐蝕。雖然它的測量是連續的,但對腐蝕變化的響應很慢。雖然氫探針不能定量測定氫損傷,但可作為氫損傷的相對嚴重程度評價的一種有效方法。

      (5)電偶腐蝕探針電偶腐蝕探針是利用電化學方法,用零阻電流表測量浸于同一環境的偶接金屬之間流過的電偶電流與陽極性金屬的溶解電流。根據具體腐蝕的特性可以確定電偶電流與陽極性金屬的溶解電流(腐蝕電流)之間的簡單數學關系,從而可以得出電位較負的陽極性金屬的腐蝕速度。

      第5章屮央空調清洗方法及技能要點219

      利用電偶腐蝕探針可測量雙金屬腐蝕,在化學清洗過程中針對不同材質組成的設備,可采用電偶腐燭探針進行腐蝕監測。

      1)原理。我們假定測量了電偶電流并確定了腐蝕電流,陽極性金屬的腐蝕損耗識就可以根據法拉第定律進行計算:

      W=KJ,t

      式中w——金屬的失重(g);

      K—所測金屬的電化當量(g/C);

      I,——腐蝕電流(A);t--時間(s)o

      如果腐蝕是均勻的,腐蝕速度、則可按下式計算:v=315KJ,/dA

      式中4—陽極金屬面積(cm2);

      d--金屬密度(g/cm3);

      v--均勻腐蝕速度(mm/a);

      K--電化當量(g/C);

      K--腐蝕電流(A)0

      對于合金,電化當量(/□可由F式計算:

      K二y元素含量(%)X元素原子量

      "96500X元素變價

      2)應用。電偶腐蝕探針一般由兩支不同金屬的電極制成,結構簡單。它可以靈敏地顯示陽極金屬的腐蝕速度、介質組成、流速或溫度等環境因素的變化。

      電偶腐蝕探針測量不需外加電流,即可以測得瞬時腐燭速度的變化。但需注意的是電偶腐燭探針測得的結果一般只能進行相對的定性比較。一般情況下,電偶腐蝕探針監測的目的大多是捕捉和顯示與設備相關聯的腐蝕信息。

      2.腐蝕量的計算

      在中央空調化學清洗過程中進行腐蝕監測時,計算腐蝕量最常用的是使用重量法:重量法的計算可參見前文“失重掛片法”部分。但對于設備和大型試件等不便于使用重量法的時候,或有

      220中央空調清洗技術

      時為了了解局部腐蝕的情況,則可以測量試件的腐蝕失厚、孔蝕深度和析氫量、

      (1)失厚測量測量腐濁前后或腐濁過程中某兩時刻的試樣厚度.可直接得到腐蝕損失量,單位時間內的腐蝕失厚即為腐濁率目前采用的方法主要有渦流法、超聲波法、射線照相法和電阻法等。

      如果氧化膜可以被陰極還原,在已知還原反應的前提下,可根據還原膜所消耗的電量按照法拉第定律計算膜的厚度,此即陰極還原法??蛇m用于實驗室中監測化學清洗中的腐蝕情況。

      (2)孔蝕深度測量測量孔蝕深度的方法主要有:用配有剛性細長探針的微米規探測孔深;在金相顯微鏡下觀測試樣蝕孔截面的磨片;以試樣的某個未腐蝕面為基準面,通過機械切削達到的濁孔底部以測量孔深.再分別用顯微鏡觀察未受腐蝕的濁孔外緣和蝕孔底部的情況,以測量孔蝕深度等。

      一般采用綜合孔蝕密度、蝕孔直徑和孔蝕深度的方法來表示孔蝕的嚴重程度。也可用孔蝕系數來表示。然后由下式計算出金屬的腐蝕量『(g)。

      W=MVli2(P-P^/4\nT式中1'h2—量氣管上測得的析氫體積(cm3);

      M--金屬相對原子質量(g/mol);

      n——金屬離子價數;

      P——氣體總壓力(Pa);

      Ph,o——飽和水蒸氣壓力(Pa);

      T—溫度(丈)。

      但須注意的是,由于氣體體積與溫度密切相關,因此測量時必須嚴格控制恒溫。

      3.除垢率(洗凈率)的測定

      除垢率的測定可由下式計算:

      A-

      xlOO%

      第5$中央空調沾洗方法及技能要點221

      式中.4——除垢率;

      Wo——清洗前單位面積的結垢量(g);

      %——清洗后單位面積的結垢量(g)。

      對于在清洗后易觀測的設備,可由單位面積上垢的脫除及金屬本色的露出率(洗凈率)來評價清洗效果。

      此外,還可采用在分析垢樣的組分后,選擇一種離子在化學清洗中進行監測,根據該種離子的濃度增加與其在垢樣中含量的對比來確定被清洗系統的洗凈率。在大多數情況下可選作為衡量的標準。

      4.鈍化效果的測定

      鈍化是防止中央空調設備因清洗引起設備二次腐蝕的最重要的環節。是否形成了完整的鈍化膜是評定清洗效果好壞的一項重要指標。

      (1)由腐蝕試片評價鈍化效果當系統中充滿鈍化劑時,將腐蝕試片(經酸洗)懸掛于鈍化液箱和被清洗系統中,由試片表面狀況和必要的試驗評價鈍化效果。

      1)大氣法。將經過鈍化的試片暴露在大氣中,使其可充分受到各種大氣條件的侵襲,在自然條件下觀察試片的生銹期。采用此法,時間周期較長,而且觀測結果應與各種氣象資料進行綜合分析。一般在現場不采用這種方法。

      2)濕熱箱法。用濕熱箱法可快速檢驗鈍化膜的防鎊能力。濕熱試驗主要用于模擬熱帶地區的大氣條件,在高溫高濕條件下能加速電偶腐蝕,達到快速評定的效果

      采用高溫高濕試驗時,溫度可控制在55±21,相對濕度為98%-100%,并在55T下保持8h,然后停止加熱,自然冷卻至室溫,閉箱16h,記錄試片出現銹點的時間與程度:

      在沒有濕熱箱時,nf將試片放入已取走千燥劑并放置去離子水的保干器內,使濕度達飽和狀態。一般在相對濕度接近100%的情況下,試片在兩周內不應出現銹點。

      在進行一定時期的試驗后,稱量試片,可由質量的變化計算

      222屮央空調清洗技術

      腐濁速度:大氣腐濁的評價為:如腐濁速度<0.05mm/a,為鈍化效果好;腐蝕速度>0.5mm/a.則鈍化效果不理想;腐蝕速度>1.25mm/a.則鈍化不成功。

      3)硫酸銅法。該法操作簡單,不需要專門的設備,在化學清洗中評定鈍化效果吋快速、準確,非常適合于現場操作。

      硫酸銅法是將30%的硫酸銅中和到近中性,將其滴加到試片上,觀察在多長時間不出現鍍銅現象。一般時間應大于20s。

      硫酸銅滴加液配合比組成如下:

      組分組成

      CuSO4?5H;O41g/L

      NaCl35g/L

      0.1mol/LHCI13mol/L

      4)電化學法、対鈍化液中的試樣進行線性極化測域,對比未進行鈍化處理的試樣,由所測得的/?,,值可以相對地比較鈍化效果。

      此外.電化學法還有其他的一些加速試驗的方法,如電解腐蝕試驗(EC試驗),陰極氧化膜的FACT試驗,以及陽極接口鈍化膜的陰極破壞試驗等。

      (2)由飽和蒸汽含量評價鈍化效果由于金屬材質在進行

      酸洗時會放出氫氣,如果處于鈍化動態則氫氣量就很少,因此可

      用水中氫測量蒸汽凝結水的含氫量。

      ?h2<?,

      V(mm/a)=——x3.14x10^

      .4

      式中《H2—實測得到的蒸汽含氫量(Fi&/kg);

      Q——測量時的系統循環量(t/h);

      4—參與化學清洗和鈍化的表面積(n?)D

      (3)膜厚的測量及對鈍化膜的測量對清洗后割取的鍋爐管樣和腐蝕片表面膜進行檢驗,可直觀地評價鈍化質量。

      用電鏡可測知鈍化膜的厚度,通過能譜分析可得知其主要成分。通常鈍化膜的厚度為nra(納米)級,不足lpn。但是也有

      第5章屮央空調消洗疔法及技能要點223

      厚達上的,例如由酸性磷酸鹽形成的轉化膜即是。一般每微米表面膜的質量為2.5g/m\

      用橢圓儀測量金屬氧化膜引起的偏振光反射也可測量nm級的鈍化膜。

      對鈍化液中的試樣進行線性極化測量,對比未進行鈍化處理的試樣或酸洗的試樣,由所測的久值,可以相對比較鈍化效果。這種方法更適合于不同鈍化劑鈍化效果的相對比較a

      5.除油效果的測定

      清洗中除油效果的評定可通過直接測量清洗前后的油含量來進行。也可單獨對清洗后設備表面的含油量進行測定。

      含油量的測定可利用有機溶劑萃取堿洗液中的油質,用重量法測得油質含量。

      先用一定量的堿洗液對試件進行堿洗后,量取1OOO,nL的堿洗液倒人2000raL的分液漏斗中,加20mL正己烷,先加人lOmL1:1H2SO4使pH值為1.0左右,再加人30ml,正己烷振蕩2~3min,澄清10mm,待正己烷和水分層后,將水倒入燒杯中以備再次萃取。在正己院層中加人lOOmL乙醇溶液,振蕩2~3min,澄清5min,待正己烷分層后,將正己烷移人充分干燥的燒杯中,將乙醇傾出,再將干燥燒杯內的水層重復萃取兩次。將干燥燒杯中的正己烷置于蒸發皿中,在通風柜里用水浴或紅外線燈蒸發正己烷后,在100?105T的烘箱里干燥30min,再在干燥箱里冷卻30n.in后稱重。

      式中a---蒸發皿用前的質量(g);

      b——蒸發正己烷后蒸發皿的質量(g);

      S--試樣體積(L);

      G--含油量(mg/L)。

      6.其他清洗效果的測定

      在進行一些特殊情況的清洗時,可采用其他的一些評價清洗效果的方法。

      224中央空調清洗技術

      對結有大量的垢質,甚至被嚴重垢層堵塞的中央空調換熱器的管束,進行化學清洗時,可通過測定清洗前后管道的通透率來評價清洗效果。有時也可選用水泵的壓力降低率來評價。

      5.1.6中央空調水系統清洗實例

      實例一:XX市XXX卷煙廠中央空調水系統的化學清洗

      1.設備情況及清洗要求

      該廠中央空調設備有6臺冷凝器,該組設備的冷卻水系統是敞開式的,因此在循環中隨著水分的蒸發、風干,水中溶解鹽的濃度增高,一些鹽因飽和而析出,而某些鹽則因受熱面加熱產生化學反應,生成一些難溶的垢,設備的冷卻效率僅為原來的45%。廠方要求清洗除垢率達90%以上,清洗后系統冷卻效率提高到原效率的80%以上。

      2.清洗工藝

      針對上述情況和要求采用了如下清洗工藝:

      (1)水沖洗(水壓檢測)水沖洗的目的是清除系統內雜質,檢測臨時系統連接情況,為酸洗做準備。

      (2)殺菌除藻殺菌除藻的目的是殺死系統內細菌及藻類,以保證酸洗順利進行。

      使用藥品:LX-W058殺菌滅藻劑,濃度為30x10—6;LX-W056黏泥剝離劑,濃度為10x10'

      所需時間:3~4ho

      (3)水沖洗此次水沖洗的目的是將系統內清洗下來的黏泥等污物消除。

      (4)酸洗酸洗的目的是除去系統內的水垢及雜質等,達到清洗要求。

      使用藥品:氨基磺酸5%;LAN-8260.5%;硫脲0.3%_

      測試項目:

      第5章中央空調清洗方法及技能耍點225

      酸濃度1次/30min

      三價鐵離子濃度丨次/30min

      總鐵離子濃度1次/30min

      銅離子濃度1次/30min

      時間:6~8h_

      (5)水沖洗此次水沖洗的目的是除去殘留酸洗液和系統中脫落的固體顆粒,pH值接近中性時,停止沖洗。

      (6)中和鈍化預膜中和鈍化預膜的目的是防止清洗后處于活性狀態的金屬表面產生浮銹,并在被清洗的金屬表面形成一層完整、均勻的鈍化膜。

      使用藥品:LX-Y102預膜劑。

      時間:24h。

      3.鍍銅現象的處理

      當用以上工藝對該組第一臺設備(3號冷卻器)進行清洗時(臨時配管如圖5-2所示),在進行酸洗4h后,就產生了鍍銅現象,即在酸槽中的碳鋼掛片析出了一層銅,溶液呈現藍綠色,其銅離子的濃度為362xlO-6。針對這一現象馬上將清洗液排出,重新添加酸洗液,又經2h的清洗,掛片上的銅被洗下,同時系統內的垢也基本清洗干凈,停止酸洗,繼續以后的清洗工藝3

      水蒸氣

      fjfn________」

      圖5-2冷卻器清洗配管閿

      鑒于此臺設備的清洗出現了鍍銅現象,雖經處理消除了鍍

      226中央空調清洗技術

      銅,但這種清洗工藝增加了酸洗液的投入量,也加大了非銅材質設備的腐蝕,:,因此,此后5臺設備的清洗采用了新的工藝,具體做法是:

      水沖洗殺菌除藻一加氨除銅一>水沖洗一?■酸洗一>水沖洗中和鈍化預膜

      即在第二步殺菌除藻之后加入了一定量的含氨清洗劑,用氨與設備中的銅離子絡合,洗去垢物中存在的大量銅離子,以減少在酸洗中銅離子濃度,預防鍍銅現象的發生。經過這樣的改進,以后5臺設備的清洗均很順利地完成,再未出現鍍銅現象。

      實例二:XXX商廈中央空調水

      系統的化學清洗

      1.設備情況及清洗要求

      xxx商廈的中央空調是大連三洋(SANYO)生產的溴化鋰機組,為大樓提供制冷和供熱。其中冷凍水總容積為120m3,冷卻水的總容積為40m3,冷凍水管同時承擔冬季采暖供熱工作。該中央空調系統運行3年后,系統內聚集了大量的水垢、銹垢、微生物及藻類等,嚴重影響了系統的熱交換效率,造成中央空調制冷效率下降、水流量減小、能耗增大。為節省能源,延長設備的使用壽命,使其發揮原有的效率,必須對中央空調水側全系統進行化學清洗除垢。

      2.污垢原因分析

      因大廈中央空調系統日常使用的猶環水為鈉離子交換樹脂處理后的去離子水。系統中使用的猸環水從未進行加藥處理,水中含有一定濃度的Ca2\Mg2+、Na\K+等離子,其中Ca2\Mg2+離子在水中溶解度很小,當水不斷蒸發和濃縮后,易使CaCO3、MgO、CaSiO3等沉淀從水中析出,沉淀在系統內的不同部位形成水垢。而水垢的溶解度與溫度成反比,溫度的升高可導致其溶解度的下降。另外,當水中含有其他離子時,Ca2\Mg2+離子的溶解度也會受到影響而降低。

      第5孝中央空調請洗方法及技能耍點227

      3.垢型分析及清洗對策的確定

      利用化學清洗除垢最首要的條件是了解污垢的化學組成,以便篩選適于快速溶解污垢而又無損設施的最佳清洗劑配方。

      根據垢樣檢驗報告,污垢由普通水垢、氧化鐵銹垢、灰土、藻類、細砂等礦物質污垢組成。垢質堅硬,密度較高,紅褐色,分層不明顯,垢在受熱面上沉積基本均勻,平均垢厚0.26mm,系統腐蝕大部分為均勻腐蝕,腐蝕坑深度為0.】~0.16mm

      根據垢的組成制定清洗工藝:預膜一*酸洗_>酸.洗后水沖洗一*■中和鈍化。

      具體操作分為兩步:①預膜和酸洗,重點解決設備在化學清洗過程中的緩蝕和水垢、鐵銹的清除問題;②在系統內未發現浮銹產生的情況下,直接進行中和和純化。

      根據垢樣分析,此次清洗選用的化工原料有緩蝕劑、高效滅藻劑、31%(質量分數)HC1、80%(質量分數)水合肼、Na2CO3、NaOH,NaH2PO4和滲透劑等。

      4.清洗操作過程

      在清洗過程中,整個商廈中央空調冷凍水系統和冷卻水系統是分別進行清洗的。在中央空調系統的總補給水箱處連接進液管,通過專用的清洗劑配制計量槽和清洗專用泵共同構成加藥系統,通過中央空調的自循環系統進行化學清洗,為避免循環清洗系統出現短路情況,應根據不同部位的工藝性質,分別單獨開啟或關閉,以保證中央空調系統的任何部位都能夠得到充分地清洗而無清洗死角-

      在全系統設備停止運行后,根據系統的實際情況配臨時管線。安裝結束后,對循環系統進行反復調整,然后進行冷凍排污放水,關閉頂接排氣管,造成系統內人為的負壓,用物料泵直接在排氣管處輸送預膜藥。當系統內預膜藥劑濃度為8000mg/L,助劑綜合活化度為6446mg/L時為理想預膜狀態、

      3h后預膜完成,開始在商廈頂層進行物料泵及輸送管道的連接,將配制好的清洗液經物料泵在排氣管處打入冷凍水系統,

      228中央空調済洗技術

      4h加藥完畢;冷凍水系統開始循環,用冷凍水系統排污管和消防水管向冷凍水系統補水,這時清洗液濃度為5.62%,LOmin后發現冷凍水系統內因藥劑與污垢產生的氣體量較大,在一定程度上影響補水進度,因而進行排氣。2h后,冷凍水補進水完成,循環正常,排氣量也趨于正常,循環清洗15h后冷凍水系統的排氣管基本無氣體產生,經每隔0.5h化驗,酸的濃度基本穩定在1.67%,即酸的濃度差值趨近于0,酸洗結束,排放清洗廢液。

      在冷凍水系統開始循環清洗的同時,排放冷卻水系統的水,并在另一位置安裝一個物料輸送系統,輸入0.5%的水合肼預膜2h后,再輸送6.7%的清洗液,2h后冷卻水系統補水完畢,系統開始循環,檢查系統無泄漏318h后冷卻水系統基本無氣體產生,化驗結果濃度差值趨近于0,酸濃度一直穩定在2.45%,酸洗結束:

      待冷凍水及冷卻水系統酸洗廢液排放結束后,分別加入配制好的中和鈍化藥劑進行循環,中和鈍化時間:冷凍水系統4h,冷卻水系統5h」在各自的不同鈍化時間內,當pH值等于10時,排放廢液_另外,在中央空調清洗后,冷凍水和冷卻水系統中按工藝要求分別加入水質處理藥劑,以減緩重新結垢的速度。

      5.清洗過程的分析監測

      (1)預膜監測預膜是否均勻完整,通常以比色觀察法來判斷,每lOmin進行一次,在循環終點處取液樣。

      (2)酸洗監測

      1)酸濃度測定:每0.5h測定一次,在循環終點處取液樣,利用中和滴定法測定酸濃度,并計算濃度差值,當濃度差值趨于0時,說明中央空調系統內的反應速度趨近于0,垢的溶解趨于完全,殘余垢也趨于0,

      2)Fe1'的測定3由于清洗液中含有有效的緩蝕劑,對金屬單質的緩蝕率在99.2%以上,可以認為溶液中的Fe3+來源就是氧化鐵。每0.5h測定一次Fe3+的濃度,當Fe3+濃度差趨于0時,說明氧化鐵垢趨于全部溶解

      第S草屮央空調清洗方法及技能要點229

      3)腐蝕速度的測定為了有效地監控中央空調系統在化學清洗中的腐蝕情況,可根據、工業設備化學清洗質量標準》(HGT2387—1992)中有關腐蝕率及腐蝕量的測定來執行。在本例清洗過程中采用了和系統材質完全一樣的A3鋼的測定材質,試片的懸掛位置是清洗槽前面左側2/3處,清洗后經測定,該商廈中央空調水系統清洗的腐蝕率為0.789g/(m2-h),符合清洗標準。

      (3)中和監測在中央空調系統內的循環終點處測定pH值,當pH值>7時中和工序完成

      (4)鈍化監控鈍化條件一般要求pH值在10~12范圍內,通過循環終點測定pH值來調整中央空調清洗系統內的pH值,使鈍化效果達到最佳條件。

      6.清洗效果的評價

      清洗后的中央空調全系統除垢率大于90%,腐蝕速率達到國家標準,中央空調系統恢復工藝參數在85%以上:全部清洗時間為48h,溶解并清除全系統中的污垢約1297kg。

      5.2中央空調通風系統的清洗

      在本書第3章的內容中,我們對中央空調通風系統的污染及危害有了具體的了解。這里,我們來了解中央空調通風系統的清洗方法以及一些注意事項,

      5.2.1風道清洗流程

      中央空調風道的清洗流程大致一般為:檢查通風系統y測試室內空氣品質選擇清洗設備清洗通風管道。

      1.檢查通風系統

      在中央空調通風系統清洗前.應根據國家檢測標準對空調系統進行檢測.了解空調通風設備的概況、數量、風量等情況;.檢查風管內的II生情況,用監控設備對風管內部表面的污染物進行偵察及錄像對所獲的錄像資料進行編號、記錄和存檔,根據施

      230中央空調清洗技術

      工圖紙結合錄像資料的情況由工程技術人員做出具體詳細的施工方案,

      2.測試室內空氣品質

      U)相關標準的規定室內空氣品質的測試應依照以下相關標準的規定:

      《室內空氣中可吸入顆粒物衛生標準》(GB/T17O95—1997)。

      《室內空氣中細菌總數衛生標準》(GB/TUO93—1997)。

      《公共場所空氣微生物檢驗方法細菌總數測定》(GB/T18204.1—2000)。

      《室內空氣質量標準》(GB/T18883—2002)。

      《公共場所衛生監測技術規范》(GB/T17220—1998)。

      《公共交通等候室衛生標準》(GB9672-1996)o

      (2)執行要求一般由甲方指定的第三方檢驗部門進行室內空氣品質采樣和測試,并把檢驗結果保存,待完工后,重新檢測,作為清洗和消毒效果的對比和分析。

      3.選擇清洗設備

      中央空調通風系統所需的檢測、清洗設備前文我們已做了解??梢暰唧w情況做相應的選擇。

      4.清洗通風管道

      中央空調通風管道的清洗即通常所說的清掃、除塵除污。

      (1)清洗方法

      1)主風管路的清洗。中央空調通風系統由新風機組、新風管路、送風管路、回風管路四大部分組成。

      新風管路內部的清洗是一項十分細致的工作,必須徹底清洗干凈,因為新鮮空氣最終是通過這里送人室內的。

      清洗時,機器人在監控攝像機的監控下,對風管四壁的情況-目了然,氣動刷對四壁的灰塵進行往返的洗刷,吸力強大的吸塵設備在風管的指定位置把清洗下的灰塵吸人到集塵袋中,并保

      證清洗期間風管持續處于負壓狀態。

      第5煢中央空調清洗方法及技能耍點231

      為了保證所清洗的風管持續處于負壓狀態,有效防止灰塵外泄,與清洗無關的管路和風口要采取一定的措施進行封堵處理。

      在風管中有時會有一些建筑垃圾如磚塊、隔熱海綿等,在使用機器人對通風管道監測錄像時就會發現,這時要采用一些特殊的工具安裝在機器人上,把這些物體清理出來。如果遇到特大物體,則需另開孔取出。

      所有清洗操作都必須現場記錄,對清除的灰塵和異物應編

      圖5-3空調主風管清洗示意圖

      2)回風管路清洗?;仫L管路是整個中央空調通風系統中污染最嚴重的地方,灰塵量大大超標,清洗工作量也成倍增加清洗方法和主風管路的清洗一樣。

      3)新風機組的上端清洗。新風機組的上端有風管的阻風門和消聲器,積塵量也很大,可使用軟軸驅動電動刷進行清洗,用大功率吸塵器過濾除塵。

      4)不同管徑風管的清洗方法

      ①大管徑管道的清洗:對大管徑管道應使用機器人的加長臂,并安裝上氣動刷進行清洗。所用的氣動刷要根據圖紙中不同

      232中央空調清洗技術

      尺寸的管道內徑,選用相應尺寸的氣動刷進行清洗:

      ②小于300mm管道的清洗:此類管道可采用快速氣動清洗

      器進行清洗,一般可以在5min內清洗30m管道,其中包括200mmx300mm的矩形管道清洗。

      5)不同形狀的風管清洗方法。風管的形狀有矩形、圓形,清洗機器人由相應的氣動發動機配合相應的刷子進行清洗,矩形氣動發動機的工作刷子運動方向是縱向的,圓形氣動發動機的工作刷子運動方向是徑向的。根據現場實際情況選用不同的氣動發動機。

      6)不同方向的風管清洗方法。對于豎管(垂直管)一般采用SQD氣動刷進行清洗,該設備是為清潔較大尺寸、垂直的矩形和圓形管道而設計的施工時從上到下清潔垂直管道,末端用大功率的吸塵器過濾除塵,一般清洗長度為30m,采用一定措施后最長可清洗60m,

      7)其他部位的清洗方法。對出風口、支管、消聲器、風門等采用單人操作的軟軸驅動電動刷進行清洗,可以達到預期的清洗效果。

      5.清洗效果的檢查驗收

      通風管道清洗結束后,采用機器人的監測系統對風管內部清洗情況進行錄像,編號、登記、存檔:這項工作十分重要,也是以后提供給甲方的重要依據:

      風管內部必須清洗干凈,清洗質量必須達到國家標準《空調通風系統清洗規范》(GB19210—2003)規定的殘留塵粒量

      l.()g/m2以下。通知甲方人員到現場,按標準要求的目測法和稱重法進行驗收簽字,確認清洗效果,準備進行消毒工作。

      5.2.2通風系統的消毒

      中央空調常用的消毒方法有物理消毒法和化學消毒法兩種

      1.常用的物理消毒法

      常用的物理消毒方法有紫外線、過濾.高壓靜電、激光、射

      第5$'屮夾空調淸洗方法及技能要點233

      線、光觸媒等消毒方法.這里我們主要了解常用的紫外線消毒法。紫外線是一種電磁波,波長在10~400nm之間,可分為A、

      B.C和真空四個波段,其中以C波段殺菌效果最好=

      目前.常用的殺菌燈為石英管低壓汞蒸氣燈,其發出的紫外

      線95%的波長為253.7nm,可以殺滅各種微生物,包括細菌繁殖體、芽孢、分枝桿菌、病毒、真菌和支原體等。

      紫外線福照能量低,穿透力弱,僅能殺滅直接照射到的微生物,因此,消毒時應使消毒部位充分暴露于紫外線照射下,紫外線消毒的適宜溫度范圍是20-40^,溫度過高過低均會影響消毒效果,可適當延長消毒時間c

      對空氣消毒時,消毒環境的相對濕度低于80%為好否則,應適當延長照射時間。

      用紫外線殺滅被有機物保護的微生物時,應加大照射劑th

      2.常用的化學消毒法

      (1)常用的消毒劑中央空調通風系統常用的消毒劑分類見表5-9。

      表S-9常用的消毒劑分類

      分類方法類型說明

      根據化學消毒劑對微生物的殺高效消毒劑可殺滅親脂病毒(有脂質胞膜病毒)、細歯繁殖體、真菌孢子、親水病毒、分枝桿菌和細闌芽孢:空氣消毒常用的有過氧化氫、過氣乙酸、二氧化氯、含氯類(如次氯酸鈉、次氯酸鈣,:氯異氣尿酸鈉、三氯異氰尿酸鈉等)、含溴類(如二溴海因)消毒劑等

      滅種類和效果分類中效消毒劑可殺滅除細菌芽孢以外的其他上述微卞物.常用的有醇類(如乙醇、乙丙醇)、含碘類(如碘伏、碘酒)、酚類(如來蘇爾)消毒劑

      低效消毒劑只能殺滅親脂病毒、細菌繁殖體和部分茛菌,常用的有新潔爾滅、潔爾滅、洗必泰

      234中央空調清洗技術

      (續)

      分類方法類型說明

      醛類消毒劑-般用于空氣消毒,很少用于一般物體表面的消毒

      過氧化物類消常¥的過氧化物類消毒劑有過氧乙酸、過氧

      毒劑化氫、臭氧:5氧化氯等,常用于空氣消毒

      1)含氯消毒劑。最常用的有次氯酸鈉、次氯

      根據化學消毒劑的成分和性質分類鹵素類消毒劑酸鈣、漂白粉、二氯異氰尿酸鈉、三氯異氰尿酸等2)含溴消毒劑。以二溴二甲基乙內酰脲(二

      溴海因)為代表

      3)含碘消毒劑.以碘伏為代表

      醇類消毒劑醇類消毒劑以乙醇為代表

      季銨鹽類消毒季銨鹽類消毒劑以笨扎溴胺和苯扎氯胺為代

      劑表

      酚類消毒劑常用的有苯酚和煤酚皂溶液

      (2)常用的消毒用工具中央空調通風系統的消毒,關系到人們、環境的健康和安全,建立一套行之有效的具有可操作性的消毒行業標準是完全必要的。

      可用于中央空調通風系統的消毒工具很多,較好的辦法是采用機器人上安裝加壓噴霧器進行噴灑消毒使用另外一個獨立的氣泵通過控制閥連接到風刀上,把消毒劑通過噴嘴均勻地噴灑到管壁內部,這樣就可以殺死每一個角落里的細菌,從而達到徹底消毒的效果。圖54所示為消毒氣泵及風刀。

      (3)常用的消毒方法常用消毒劑的施藥方法有如下幾種。

      1)機器人操作消毒法。中央空調消毒采用機器人安裝加壓噴霧器進行噴灑消毒。對小口徑管線則采用安裝在推桿上的加壓噴霧器進行噴灑消毒:

      2)風刀消毒法、風刀消毒技術采用高壓氣泵與風刀的高壓

      第5章中央空調清洗方法及技能要點235

      氣刀式噴頭結合=采用行業最先進的高壓噴霧,利用氣動力學,通過特有的技術,產生霧狀氣體、再通過噴頭反復吹干,不會使金屬管道腐濁,不留異味、采用衛生部認證的消毒劑,對空氣無污染,對人體無害。

      3)普通噴霧消毒法:普通噴霧消毒法是指用普通噴霧器噴灑消毒液進行表面消毒的處理方法,噴灑液體的霧粒直徑多在

      lOO^m以上。

      ①使用范圍適用于中央空調的風機盤管外表消毒。

      ②使用要求。按先上后下,先左后右的順序依次噴灑。噴灑量以消毒劑溶液可均勻覆蓋管道表面至全部潤濕為度、

      ③注意事項。噴灑有刺激性和腐蝕性消毒劑時,消毒人員應佩戴防護口罩、眼鏡,穿防護服;室內噴霧時,噴灑前應將食品、衣服及其他不需要消毒的物品收疊放好,或用塑料薄膜覆蓋;室外噴霧時,消毒人員應站在上風口。

      4)氣溶膠噴霧消毒法。氣溶膠噴霧消毒法是指用氣溶膠噴霧器噴灑消毒液進行空氣或風道表面消毒的處理方法,直徑20pn以下的霧粒占90%以上。由于所噴霧粒小,浮于空氣中易蒸發,可兼收噴霧和熏蒸之效。噴霧時,可使用QPQ-i型噴霧器及產生直徑20pn以下霧粒的其他噴霧器:

      236中央空調清洗技術

      ①使用范圍。主要是對中央空調風道實施消毒:

      ②使用要求。消毒噴霧時按自上而下,由左向右順序噴霧。噴霧量以消毒劑溶液可均勻覆蓋風道表面或消毒液的霧團充滿空間為度

      ③注意事項=注意事項同普通噴霧消毒法。但應該特別注意防止消毒劑氣溶膠進入呼吸道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劑溶液,擦拭風道表面進行消毒的處理方法。

      ①適用范圍。主要是對中央空調風管外表面實施消毒處理、

      ②使用要求。在消毒時,用干凈的布或其他物品浸消毒劑溶液,依次往復擦拭風管表面,作用至所用消毒劑要求的時間后,再用清水擦洗,去除殘留消毒劑,以減輕可能引起的腐蝕、漂白等損壞作用。

      ③注意事項,擦拭時所有要消毒的地方均應擦拭到.防止遺漏;污物可導致消毒劑有效濃度下降,因此風管表面污物較多時,應適時更新消毒液。

      6)煙霧熏蒸消毒法.煙霧熏蒸消毒法是指用點燃后產生的消毒劑煙霧進行消毒的處理方法常用的有醛氯煙霧劑和酸氯煙霧劑等,適用于對風管內部空間實施消毒。

      7)臭氧氣體消毒。臭氧氣體消毒是指用臭氧發生器產生的臭氧對空氣進行消毒處理,空氣中的臭氧量應在20~30mg/L才能可靠地殺滅空氣中的微生物.溫度、濕度都會影響消毒效果。

      8)二氧化氯氣體熏蒸消毒法。二氧化氯氣體熏蒸消毒法是指利用二氧化氯發生器產生的二氧化氯氣體,待其達到一定濃度后可以對空氣和風道表面進行消毒。

      (4)一般的消毒要求理論上講,細菌、病毒、塵埃等危害人們健康的生物和物質,其漂流、著床、滋生、繁殖等過程不是一成不變的要及時終止或把對人體、環境的感染或污染降到最低,一個可以被人們接受的清洗、消毒時間間隔應該是1()~15d_故對于?中央空調系統而言編制一個合理的清洗、消毒工程

      第5章屮央空調清洗方法及技能要點237

      的實施方案(時間表)是至關重要的,而對于那些從來沒有實施過清洗、消毒工程的中央空調系統就應該首先進行一次全面有效的清洗、消毒:

      5.2.3風道清洗現場的環境保護

      1.現場保護的原則

      中央空調風道清洗施工中現場環境的保護很重要,特別要注意吸塵器要安裝到位,清洗時不容許有揚塵外泄。施工中需要設置施工警示標志和隔離帶,對作業區內的家具、計算機、復印機和其他辦公設備應用塑料薄膜進行保護性覆蓋隔離。

      2.消防、煙火探測設施的保護

      在中央空調通風管道清洗作業時,施工人員要注意對消防、煙火探測設施的保護,不得私自改變或者破壞。位于設備當中或直接連接在通風系統上的消防、煙火探測設備,在需要臨時修改、變更、停用或重新使用煙火探測設備時,應及時通知甲方有關部門確認后,在甲方人員的監護下按照國家有關的法規和規定進行。施工中吸塵器產生的負壓,可能會改變室內的氣流走向,對煙火探測設施的敏感度會有一定的影響,應及時和甲方消防監控部門進行溝通,協商解決辦法:

      5.3中央空調清洗方案的設計與制定

      一套完整、有效的清洗方案,是中央空調清洗工程順利進行的保證。下面,我們就來具體了解中央空調清洗方案設計與制定的內容及要點=

      5.3.1中央空調清洗方案設計與制定的一般流程

      中央空調清洗方案設計與制定的一般流程為:確定清洗時機■-對清洗對象進行調研和分析—沒計清洗方案—估算清洗設備的容積和面積—計算清洗原材料清洗設備的選型—編寫質量保證

      238屮央空調淸洗技術

      體系文件-制定清洗方案設計應急方案。

      5.3.2確定清洗時機

      1.定期清洗的時機

      定期清洗是在中央空調設備運行-?段時間之后即進行-?次清洗

      對冷卻水系統和冷凍水系統,具體的時間間隔應在總結設備運行周期和結垢之間關系的基礎上確定。

      對中央空調通風管道系統,應在國家的有關規定和對風道污染物和細菌總數的檢測結果的基礎上確定。

      2.根據結垢量決定清洗時機

      采用這種方法時,最好是從中央空調設備中割取一段管樣,根據管內的結垢量決定清洗與否、割管的部位應挑選最易結垢的地方管段割下以后.先稱取重量,然后用緩蝕酸清洗干凈,再次稱重并量取管內表面尺寸,即可按下式求得結垢量。

      式中P——結垢量

      一帶垢管重(g);

      ^0-清洗后的管重(g);

      /I—管段內表面積(m2)。

      3.根據設備運行參數決定清洗時機

      對裝有監測儀器的中央空調設備,沒備內是否發生結垢和結垢的程度如何,都能從運行參數上反映出來.這時,只要總結出運行參數的變化與結垢程度之間的關系,就可以判斷沒備是否應該清洗。

      對中央空調冷卻水換熱器,只要監測進水、出水溫度,就可根據溫差減小的程度來判斷結垢的程度,:當然,這些方法既可以用來確定清洗時機,又可以用來判斷清洗效果。

      第S章中央空調清洗方法及技能要點239

      4.從經濟上考慮決定清洗時機

      以上幾種清洗時機的確定方法主要考慮了設備安全和正常運行。在保證安全和生產的基礎上,也可以從經濟上考慮,按照能量節約的費用大于化學清洗投資的原則來決定化學清洗的時機。能量節約的費用,對于中央空調換熱器來說就是節約的水、電費。

      經過一段時間運行以后,某臺設備已經結垢。假設此設備帶垢繼續運行r個月比清洗干凈后運行r個月多消耗動力費△£元,則

      =f[/(f)-

      J0

      結垢是個逐漸積累的過程,影響因素較多。為了簡化計算,不妨近似地認為設備帶垢繼續運行時和清洗干凈后運行時的動力費消耗隨時間增加的趨勢相同,則

      A£=r(£,-Eo)

      式中£(,——清洗干凈后的月動力費(元/月);

      £,—未清洗時的月動力費(元/月)。

      從經濟上考慮,清洗的條件是

      T(E'-Eo)>C+1)

      式中C—清洗投資(元);

      D—清洗期間的生產損失費(元)。

      若清洗是在設備檢修期限內完成的,則為零,于是-Eo)>0

      7’>C/(£,-£0)

      該公式的實際意義是,清洗干凈的設備運行r個月以后,甲方的清洗投資即可由能量節約費收回,換言之,甲方主管人員可以從清洗投資回收的期限來考慮是否合算,從而決定設備是否應當清洗

      確定清洗時機的方法都是積極的.都是將化學清洗作為計劃內保障設備安全運行、維持設備正常生產和節能的重要措施,所要確定的只是時間問題_

      240中央空調清洗技術

      但是,在實際遇到的很多例子中,中央空調化學清洗常常被看作是迫不得已的應急手段。

      消極的化學清洗本身的花費較大,這是由于結垢過于嚴重。加上檢修費、材料費,特別是臨時停工損失,甲方的經濟損失將是巨大的,難以由清洗后能量的節約來彌補=積極的化學清洗當然也需要一定的費用,但清洗后取得的節能效益往往比清洗費用大得多。

      5.中央空調新設備的清洗時機

      新建中央空調設備的清洗最好在運行前的水壓試驗之后進行3清洗完成后,應當采用妥善的方法把設備保護起來。清洗時間過早,清洗干凈的金屬表面有可能生銹或重新被污染,有時甚至需要在中央空調運行時進行補充清洗。清洗時間也不宜太靠后,以免影響正常的運行期。

      5.3.3對清洗對象進行調研和分析

      對中央空調設備的調研和分析可以用"看、問、查、測”四個字來概括。

      1.看

      應做到“四看”:

      一看:設備的構造、流程、管道走向、施工條件等。

      二看:設備結垢的分布、顏色、質地、狀態等。

      三看:清洗設施的布置場所、臨時配管的接口尺寸、風道清洗時的開孔位置等。

      四看:所要清洗的位高、放空條件和低位排污點的位置、尺寸、設備盲點部位的分布和工序排放的條件。

      2.問'

      應做好“四問”:

      一問:中央空調設備運行狀況,對工藝條件如溫度、壓力、阻力、流量、電耗、水耗的影響程度。

      二問:設備的使用歷史和腐蝕歷史,了解清洗對象運行中有

      第5章屮央空調渚洗方法及技能耍點241

      無腐蝕和泄漏歷史,了解該設備投人使用的時間,結垢狀態和腐濁狀態如何,有無垢樣留下。

      三問:設備的清洗歷史,由誰用什么方法清洗的,清洗效果如何,有無原始記錄和資料。

      四問:設備水處理的現狀和方法及其他防垢措施、方法是否恰當。

      3.查

      應重點進行“六查”:

      一查:查圖紙,了解設備中含有哪些金屬材質、被清洗部分的介質流經哪些設備,材質分別是什么,了解工藝流程,判斷結垢部位,分析其原因。

      二查:工藝過程中清洗介質所流經的部位,有哪些計量儀器、儀表和設備需要隔離。

      三查:工藝過程中相關的運行記錄,分析判斷結垢的原因和程度,查運行檢修記錄和清洗記錄。

      四查:設備的設計參數,并與現有參數對比,分析結垢情況和影響程度,判斷清洗的可行性和必要性_

      五查:設備標牌和位號是否與圖紙相符,管線、儀表等分布是否正確,查設備盲點部位的分布和位置。

      六查:設備操作指南、使用說明及設汁要求,搞清清洗的限制條件。

      4.測

      應著力做好“五測”:

      一測:分析化驗污垢的成分,確定清洗方案。

      二測:分析水質和原料品質,判斷結垢原因,并幫助業主采取必要的防垢措施。

      三測:進行溶垢試驗,選擇合理的清洗配方

      四測:清洗劑對相同金屬材料的腐濁速率。

      五測:清洗廢液的成分和指標,確定廢水處理方案。

      通過上述的調研分析之后,中央空調設備的基本情況就比較

      242中央空調清洗技術

      清楚了,清洗的方案就有了-個大概的輪廓,這些工作對保證除垢效果和設備的清洗安全意義重大。

      5.3.4設計清洗方案

      中央空調清洗方案分技術方案和施工方案:技術方案主要是論證清洗技術的可行性、安全性和環保性;施工方案除了具備技術方案外,還應該具有可操作性。

      和技術方案相比,施工方案內容也更加充實,它包含兩大主要內容:清洗操作流程的確定和清洗工藝流程的確定。

      1.清洗操作流程的確定

      (1)水系統清洗操作流程根據現場考察的結果、垢樣分析化驗的數據和溶垢試驗等情況,基本可以確定水系統清洗的工藝流程。中央空調冷卻水系統和冷凍水系統化學清洗應為以下流程中的幾步或全部:

      施工現場考察—設備隔離儀表的拆除和隔離—臨時管線的配置—水沖洗—試壓->配預處理液,垢型轉化處理—堿性除油脫脂水沖洗—酸洗水沖洗—人工清理殘渣-漂洗—鈍化—檢查驗收—設備復位—撤離現場—顧客回訪和售后服務。

      (2)通風管道清洗操作流程通風管道清洗操作的流程為:

      現場檢查(確認空調管道污染情況)-按圖紙計算風管面

      積—投標和簽訂合同—制定施工方案q清洗機器人等設備的準備■-制定清洗計劃-風道細菌檢測—機器人清洗一風道消毒-檢查驗收…沒備復位—撤離現場顧客回訪和售后服務。

      2.清洗工藝流程的確定

      (1)水系統清洗工藝流程的確定水系統清洗工藝流程的確定是設計清洗液在中央空調沒備中的運行方向、順序及流速、流量的計算:不同的中央空調設備因結構不同,所連接的工藝管線和附屬沒備也不同,一般無法統一說明。這是清洗工作中較難掌握的部分。采用同樣的藥劑,清洗同樣的沒備,不同的人所沒計的工藝流程不同,所確定的工藝條件不同.最后的清洗質量差

      第5煢中央空調沾洗if法及技能要點243

      異很大,對沒備的安全和保護程度也有很大的差異、,

      (2)通風管道系統清洗工藝流程的確定通風管道系統清洗工藝流程的確定主要是指清洗時選用的設備種類、清洗方式、清洗時間、消毒劑用量、清洗支管時房間辦公設備的保護等,以及用于復位的材料和檢驗的標準

      5.3.5估算清洗設備的容積和面積

      1.中央空調水系統容積的計算

      一般應將所要清洗的中央空調水系統所有換熱器、冷卻塔、管線的有效容器都計算在內,并以全充滿的方式計算,工作量非常大,計算本身沒有多少技巧可言,就是老老實實地按圖紙尺寸■?點點累積計算、不同形狀的設備采用不同的計算公式=

      但值得注意的是:-定要扣除沒備內件所占的容積,例如換熱器的夾套一側,必須扣除列管所占的容積。工作的重點是統計眾多沒備及管線的尺寸和數量,這是統計工作的關鍵所在,也是計算誤差的主要根源:

      作為清洗計算,水系統容積還應包括臨時管線所占的容積和循環余量。水系統容積計算是清洗原材料用量的基本依據,也是核算清洗成本的關鍵數據,如果出入太大,本來以為能掙錢的工程最后虧了,或者在招標競爭中,由于價格太高而遭淘汰、這項I二作往往要求時間緊,所以平時應多加以練習,計算工作看似簡單,但臨陣磨刀萬廳不行沒備清洗表面積的計算方法類似,這里不再贅述。

      2.中央空調風道系統面積的計算

      對于中央空調通風管道系統只需計算面積,一般計算要清洗的通風管道的內表面積,包括主管道和分配到房間的管道。

      5.3.6計算清洗原材料

      1.清洗藥劑總量的計算

      (1)計算的原則

      244中央空調清洗技術

      首先,必須根據實際估算的垢量,按污垢分析化驗結果中的成分和比例,利用污垢溶解的化學反應方程式所規定的物質量的關系,計算清洗所需的用酸和助溶劑的數量。

      其次,必須考慮污垢溶解所必需的最低藥劑濃度,并加上一定的余量,這部分是廢液中的殘余藥劑,如估計值過高,容易造成材料浪費,并增加清洗廢液的處理費用,增大了環境的污染程度;如估計值太低,則低于污垢溶解的濃度,可能導致設備部分地方清洗不干凈,影響除垢效果。

      這兩大部分的合計值則為清洗所需要的藥劑總用量。值得注意的是,對于一些容易溶解并在溶解中產生大量氣體的污垢,內部又夾雜少量不易溶解的成分,用酸量可能會小一些=這是由于溶垢過程中的氣掀作用和剝離作用所造成的,也是產生清洗殘渣并需要人工清理的原因之一=

      (2)藥劑濃度的計算和糾正根據溶垢試驗所獲得的藥劑濃度,可能與上述計算出的用量有一定的出入,此時應進行糾正。

      根據上述藥劑總量計算方法所計算出的藥劑數量,除以所配清洗液的總重量,即得藥劑的濃度,這是理論上的數據;溶垢試驗所得數據為經驗數據。二者綜合考慮才能確定清洗工程中清洗藥劑的使用濃度。最后,根據此濃度和體系的總結垢量可以較為準確地估算出所用清洗主劑的總用量。實際工作中,這部分工作操作難度之所以很大,就是因為有許多未知影響因素和被清洗設備的內表面積、容積數據不準確造成的_

      (3)清洗助劑用量估算這種估算較為簡單,一般都按一定濃度比例乘以所配制溶液的總質量即可。如:LAN-826緩蝕劑用量估算,一般使用濃度為0.3%,清洗液的相對密度為1.05,系統水容積為58m3,則LAN-826緩蝕劑的用量為H=58x0.3%xl.05=0.10827(1)。

      鈍化藥劑和堿洗藥劑用量的計算與緩蝕劑用量的計算方法相

      第5章中央空調清洗方法及技能耍點245

      2.配液過程中的濃度計算和各種物質質量的計算

      (1)清洗液濃度的計算溶液濃度的介紹如下。物質的量濃度是溶液中該組分物質的量與溶液的體積之比:物質量的濃度為

      71組分c=-

      在實際工作中,也常用質量分數來表示溶液及混合物的組成。質量分數的計算公式為

      m總

      兩種表示方法的換算式為

      po)

      C=-

      M

      式中C——物質量的濃度;

      W---質量分數;

      P——溶液的密度;

      M---該物質的摩爾質量。

      清洗液配制時應先確定其要使用的各種成分的含量以及緩蝕劑的用量和原料的濃度,并知道清洗液的相對密度(實驗數據)。

      如要配制體積為K的清洗液,含有A組分,B組分Wl,,緩蝕劑用量為原料A的含量為Wal,相對密度為Pa;原料B的含量為%,,相對密度為pb;清洗液的相對密度為p,則各組分原料的用量為:

      ,b).A

      A組分用量ma=一-paV(kg)

      ^al

      B組分用量=—-pbV(kg)

      ⑴bi

      緩蝕劑用量爪(.=a)cpV(kg)

      (2)溶液配制方法清洗液配制要根據不同的組分以及緩

      246小央空調沾洗技術

      蝕劑的類型來確定各種原料加入的順序?下面就幾種清洗液各配制1000L的配制實例來具體說明。

      1)10%的鹽酸+0.3%LAN-826緩蝕劑

      原料:30%的鹽酸,LAN-826,清洗液相對密度由試驗數據

      得到,為1.050:

      原料用量:

      鹽酸量

      10%x1.050x100030%

      =350kg

      鹽酸體積量=350/1.185=295L緩蝕劑用最=0.3%x1.050x1000=3.15kg用水體積=1000-295=705L

      配制方法:先加人705L水,然后加人3.15kgLAN-826緩濁劑,待攪拌均勻后加人350kg鹽酸。

      2)8%的鹽酸+2%氫氟酸+0.3%LAN-826緩蝕劑原料:30%的鹽酸,40%氫氟酸,LAN-826緩蝕劑,清洗液

      相對密度由試驗數據得到,為1.020。

      原料用量:

      鹽酸量

      8%x1.020x100030%

      =272kg

      鹽酸體積量二272/1.185=2291.

      氫氟酸用量

      2%x1.020x100040%

      =51kg

      氫氟酸體積量=51/1.123=45L緩蝕劑用量=0.3%x1.020x1000=3.06kg用水體積=1000-229-45=726L

      配制方法:先加人726L水,然后加人3.15kgLAN-826緩燭劑,待攪拌均勻后加人272kg鹽酸,再加人5lkg氫氟酸。

      3)3%的檸檬酸+0.2%LAN-826,用氨水調pH值為3.0~

      3.5=

      原料:固體擰檬酸,20%氨水,0.2%LAN-826,清洗液相

      第S章屮央空調沾洗方法及技能耍點247

      對密度由試驗數據得到,為1.012:原料用量:

      擰檬酸量

      1000X2%1-2%

      二20kg

      緩蝕劑用量=0.2%x1.012x1000=2.04kg

      由經驗數據可得:每立方米清洗液加氨水體積為12kg,用水體積為1000Lo

      配制方法:先加人1000L水,然后加人2.04kgLAN-826緩蝕劑,待擴散均勻后加人20kg檸檬酸,同時加氨水調節PH值在3.0~3.5之間。

      5.3.7清洗設備的選型

      1.清洗泵站的選擇

      一般根據清洗對象的高度、容積和所需達到的清洗流速來選擇清洗泵站。譬如,清洗中央空調采暖系統時,一般要選擇高揚程清洗泵,清洗槽不要太大;如清洗換熱器、管線,則需要一定的流速和流量,?般選用大流M、低揚程清洗泵;如清洗中央空調采暖鍋爐,則需要選擇高揚程、大流量清洗泵,而旦需要大容積的清洗槽清洗單元設備則需要選擇小揚程、低流量的清洗泵站。

      2.現場清洗用設備和用具的基本配備方案

      1)中央空調供暖系統和采暖鍋爐清洗用設備和用具可參考表5-I0c

      表5-10中央空調供暖系統和采暖鍋爐清洗用設備和用具

      序號設備用具名稱型號及規格數量額定功率AW備注

      1循環泵站160~200m3/h.110-120m1套45~75包括循壞槽

      酸度計1臺

      3濁度計1臺

      248中央空調消洗技術

      (續)

      序號設備用具名稱型號及規格數量額定功率/kW備注

      4酸堿滴定儀1套

      5儲槽10~20n?2個

      6小清洗機2臺4

      7抽酸泵2臺5一用一備

      8電焊機2臺

      9吊具2套

      10工具4套

      11消防帶若干

      12石棉墊3mm若干

      13橡膠墊3mm若干

      14運輸車1.5t1臺

      15壓力表0~1MPa2泵站進出口各-

      16溫度計0-120X:2泵站進出口各一

      17應急燈若干0.3-1

      !8鋼管與泵站相配套20m

      19鋼管若干用于配臨時管線

      20勞保用品若干

      21其他設備根據需要而定若干

      2)清洗中央空調換熱器需要的設備和用具可參考表5-11。

      表5-11清洗中央空調換熱器需要的設備和用具

      序9沒備用具名稱型號及規格數量額定功率/kw備注

      1清洗泵30~50in3/h,20-50m1臺4~15視情況而定

      2小型循環槽1~5nr1個

      酸度汁1臺

      4濁度計1臺

      第5章中央空調淸洗方法及技能要點249

      (續)

      序號設備用具名稱型號及規格數量額定功率/kW備注

      5酸堿滴定儀2套

      6小清洗機1臺4

      7抽酸泵1臺0.5用于添加酸.氨水等

      8電焊機、氣焊機各1臺配臨時管線

      9吊具1套

      10工具2套各型號扳手等

      11消防帶若干視水源遠近而定

      12石棉墊3mm若干

      13橡膠墊3mm若干

      14運輸車1.5t1臺

      15壓力表0~1MPa

      16溫度汁o~i2or

      17應急燈0.1

      18橡膠管與泵出u相配套60m

      19勞保用品若干

      3)清洗中央空調風道需要的設備和用具可參考表5-12。

      表5-12清洗中央空調風道需要的設備和用具

      序號設備用具名稱型號及規格數量主要構成備注

      1空調風管清洗機器人1運動系統、清洗系統、監視錄像系統、操作控制系統清洗掃機器人外形尺寸為:500mmx230mmx160mm,車體總質量為12.5kg,行走速度,高速為10m/min,低速為8m/min

      250中央空調清洗技術

      (續)

      序號設備用具名稱型號及規格數量主要構成備注

      2定量采樣機器人BZD-02-021運動系統、監視錄像系統、采樣系統、控制系統

      3大功率吸塵器HTX^OOO型1預過濾器、帶式過濾器氣流:帶過濾器,6000m3/h發動機

      4電動軟軸清洗機1配備各種尺寸的工業毛刷,適合不同大小的圓形、方形管道清洗有效距離可達30m,清洗速度5~10m/min

      5手持式清洗電動刷1

      6豎直風管清洗裝置1

      5.3.8編寫質量保證體系文件

      質量保證體系文件是清洗工程的規范性、法律性文件。清洗工程的質量保證,應根據《質量體系——生產、安裝和服務的質量保證模式》編寫《質量保證手冊》和《程序文件》。

      質量保證應貫穿于化學清洗全過程,主要內容有管理職責,質量體系,合同評審,設計控制,文件資料控制,采購,顧客提供的產品控制,產品的標識和可追溯性,過程控制,檢驗和試驗,檢驗、測量和試驗設備的控制,檢驗試驗狀態不合格品的控制,糾正和預防措施,搬運、儲存、包裝、防護和交付,質量記錄,內部質量審核,培訓,服務,統計技術等。對以上內容應逐一進行規范。

      第5章屮央空調沽洗//法及技能耍點251

      根據質量保證體系的要求,對中央空調清洗工程的合同應進行合同評審,符合法律規定的合同才能進行施工。為確保清洗質量,應嚴格按質保體系的要求,由項目經理編寫《質量策劃書》,由技術負責人編寫《質量計劃書》,同時編寫《清洗方案》和《施工方案》。從清洗工程的準備階段到清洗結束,全過程都要進行質量控制。

      5.3.9制定清洗方案

      清洗方案的制定是清洗工程成功的關鍵性工作.通過本章所敘述的調研、分析、計算、選型、計劃、策劃之后,一套完整的實施方案基本已勾畫出來,剩下的工作是將這些具體的內容寫清楚,形成一整套清洗現場可具體實施的綱領性文件,清洗操作者可依據此文件進行操作和控制。

      1.水系統清洗方案的制定

      中央空調水系統清洗方案的細節因不同性質的工程差異性很大,沒有統一的格式可套用。但是一個成功的清洗方案,應明確細致地講清楚以下主要內容:

      1)方案編制的依據。

      2)清洗原因的分析。

      3)需清洗設備的主要參數和清洗的范圍。

      4)清洗操作流程和工藝流程的設計。

      5)清洗施工前的準備。

      6)清洗過程的控制和管理。

      7)清洗結束后的廢液處理方案。

      8)清洗總結方案。

      9)清洗的質量標準。

      10)清洗系統工藝流程圖解。

      11)設備和材料表。

      12)清洗進度安排計劃。

      252中央空調清洗技術

      2.通風管道清洗方案的制定

      通過前期對中央空調通風管道的檢查、清洗機器人的準備和清洗現場條件的勘察后,制定清洗方案。其主要內容包括以下幾點:

      1)總體監控計劃。

      2)工作范圍。

      3)相應的采購和工作任務。

      4)施工時限。

      5)工作人員數量。

      6)工程進度表。

      7)設備的驗證。

      8)工程將使用的方法。

      9)使用的清洗劑。

      10)安全計劃。

      11)其他文件。

      3.編制依據及編制說明

      (1)編制依據制定清洗方案時依據的標準、手冊很多,例如《工業設備化學清洗質量標準》;《公共場所集中空調通風系統衛生規范》;《空調通風系統清洗規范》;《HSE手冊》;《健康、安全和環境手冊》;《化學清洗質量保證手冊》。同時可以參考清洗單位以前類似或同一型號的中央空調設備的清洗方案、化驗分析單、竣工報告等。

      (2)編制說明編制說明的主要內容是根據現場調查甲方中央空調設備的大致情況,簡述需要清洗的原因及達到的目的,并闡述清洗后可取得的經濟效益和社會效益。

      4.工程量清單及清洗范圍

      工程量清單是依據招標文件規定、施工設計圖紙、施工現場條件和國家制定的統一工程量計算規則、分部分項工程的項目劃分計量單位及其他有關法定技術標準,計算出構成工程實體的、各分部分項工程的、可提供編制標底和投標報價的實物工程量的

      第S章中央空調沽洗方法及技能要點253

      匯總清單。

      工程量清單是編制招標工程標底和投標報價的依據,也是支付工程進度款和辦理結算、估算工程量以及工程索賠的依據。

      根據甲方提供的工程量清單及施工圖和相關參數,在詳細調查了解的基礎上,確定清洗范圍,并計算清洗工作量。

      5.清洗前的準備工作和時間安排

      (1)清洗系統的隔離和拆除在中央空調系統清洗前應將被清洗系統中不容許參與清洗的部件等拆除,拆裝部分應該掛牌,表明位置=對拆下的設備附件按要求單獨處理,以備清洗后安裝復位。

      (2)公用工程條件描述清洗工作所需要的水、電、蒸汽等條件能否滿足是關系到清洗工作成敗的關鍵和前提,因此要及早和甲方溝通、協調,確保滿足清洗要求。

      (3)清洗時間安排新建的中央空調設備的清洗,一般安排在試壓完成后、使用前的時間內;對于使用后檢修的中央空調沒備的清洗,一般安排在檢修完畢后、使用前的時間內。

      5.3.10設計應急方案

      為了防止因火災、爆炸事故,清洗施工中的灼傷、燙傷、高空墜落、有毒有害物質泄漏事故,以及急性傳染病,特大交通事故和塌方、地震等意外或自然地理事故發生而造成的重大損失,對潛在的緊急情況和意外事件應采取預防措施,制定應急預案,使緊急情況和意外事故得到快速、及時和有效地處置,保證將可能發生的損失降低到最低.

      1.適用范圍

      適用于火災、爆炸、地震等事故,清洗施工中的塌方、灼傷、燙傷、砸傷、高空墜落、有毒有害物質泄漏事故以及急性傳染病、特大交通事故等緊急情況和意外事故的控制和處理:

      2.應急反應原則

      (1)總原則總原則是救死扶傷,以搶救員工生命為第一

      254屮央空調玷洗技術

      位.做到先搶救人員,保護環境;后搶救設備設施,:

      (2)事故處理原則險情發生時,為迅速采取應急行動.避免或減少損失,應執行以下處理原則:

      1)疏散無關人員,最大限度減少人員傷亡

      2)阻斷危險物源,防|卜二:次事故發生。

      3)保持通佶暢通.隨時掌握事故發展動態、

      4)調集救助力量,迅速控制事態的發展。

      5)準確分析現場情況,劃定危險范圍.現場決策,當機立斷。

      6)正確分析風險損失,在盡可能減少人員傷亡的前提下組織實施搶險。

      7)處理事故險情時,首先考慮人身安全,其次應盡可能減少財產損失和環境汚染,按有利于恢復施工的原則組織應急行動。

      5.4中央空調清洗工程實例

      本節中,我們來看兩則具體的中央空調清洗應用實例。

      5.4.1xx市xx區機關辦公大樓中央空調冷凝器的化學清洗

      1.系統及設備概況

      該大樓中央空調冷卻水系統是敞開系統,由于受外界風沙的影響,加上北方水質硬度高的特點,冷卻水在揮發的過程中不斷地補水,使CaCO3、MgCO,沉淀物越積越多,從而產生了比較嚴重的水垢、菌藻和銹蝕,尤其是主機冷凝器內由于水分和空氣的竄人,引起冷凝/蒸發系統內大量污垢的生成,導致氟里昂系統和機組冷卻潤滑油系統被污染,每隔2~3d潤滑油即變成醬油色,必須進行更換,因而直接影響了設備的正常運行。

      第5章中央空調沾洗方法及技能耍點255

      2.清洗特點

      (1)清洗系統材質中央空調冷凝器有兩臺,殼層為冷凝/蒸發系統,材質為A3碳鋼,壁厚10mm,采用R11為冷媒介質;管層走冷卻水,管道采用低翅片優質銅管。由于該清洗系統的材質為A3/Cu組合型材質,所以對緩濁劑的選用提出了一定的要求。

      (2)清洗應控制的指標一般來說.水分是離心式制冷機組冷凝蒸發系統的大敵,系統帶水將會造成如下危害:

      1)水分侵入會引起mi的分解:

      2H,0+CFC13——>HF+3HC1+CO2產生的11F、HC1將腐濁金屬,使系統中的酸腐蝕物增加,造成R11系統的污染。

      2)水分使由K1I冷卻的機組潤滑油乳化和分解,產生的油膩淤渣使機組潤滑不良,從而造成機組轉動部件受損。

      3)由f機組采用R11冷卻電動機線圈.R11的帶水還可能造成電動機絕緣線圈被擊穿

      4)水分凍結可能造成“冰堵”現象,使機組外接計量儀表引管堵死3

      5)在水和空氣的共同作用下,系統內易發生“鍍銅”現象,使銅管腐蝕穿孔,直接影響機組的使用壽命:

      0+2HC1+2Cu——>2CuC]+H,0Ee+CuCl,—4'eCI,+Cu

      機組運行不久,潤滑油即變成醬油顏色,并每隔2~3d更換一次冷凍機油,還須頻繁清洗過濾網等,從這勝現象來看.便可部分證實上述危害的發生。因此.對清洗后的沒備有嚴格的殘留指標要求:水彡25mg/L,酸分(HC1)彡2mg/L0

      同時相同的精密性還體現迮:設備化學清洗過程屮,不容許有二次浮銹產生;為維持機組的負壓運行,清洗后不應有任何形式的泄漏現象發生=所以這些都對清洗I藝的設計提出了較高的要求。

      256中央空調淸洗技術

      (3)污垢分析據上述分析,形成于冷凝/蒸發系統內的污垢,既有潤滑油品及其反應產生的油泥類物質和高溫分解產生的積炭,又有K11分解產生的淤渣,還有腐蝕引起的銹蝕物和鍍銅產物,因此,待清洗設備的垢樣成分復雜,這就要對清洗配方做出適宜的選擇。

      (4)清洗流程待清洗制冷機組的尺寸為4)1000x3800mm的臥式圓柱體設備。由于設備的結構只能采用橫式清洗法,而冷凝/蒸發系統內管束及附件較多,因此,清洗流程的走向復雜并易出現死角,這樣就給清洗工作帶來一定的困難,清洗中必須對工藝予以認真考慮。

      (5)清洗現場條件清洗現場無任何風源、熱源,故清洗和鈍化過程不能施以加熱和空氣攪動;現場眾多的電氣線路又使得清洗溶劑和干燥脫水溶劑不能采用石油類有機可燃溶劑。因此清洗劑和鈍化劑必須具備常溫高效的特點,干燥方式也需另尋途徑。

      3.清洗試驗工作

      (1)溶垢試驗從冷凝/蒸發系統內取出的垢,外觀呈黃褐色片狀物,厚1.0~2.0mm從外觀和質地上來看,似鐵誘垢,但比水輕,不溶于水并浮在水面上:溶垢試驗結果見表5-13:

      表5-13幾種清洗配方的溶垢試驗結果(試驗吋間2h)

      試驗號配方組成試驗溫度溶解情況

      1-Sg/kgHCl+SOg/kg草酸室溫少量溶解,溶液變成淺綠色

      2150g/kgHC1室溫部分溶解,溶液變成黃綠色

      3150g/kgH3PO4+20g/kg對苯?.酚+50g/kg丁醇室溫垢樣不溶,無反應

      4100g/kgHC1+20g/kgXj米.:酚+50g/kp乙二醇丁酪室溫溶液變成黃綠色.優f-2號配方

      第5章中央空調清洗方法及技能耍點257

      (續)

      試驗號配方組成試驗溫度/t溶解情況

      51OOg/kgHCl-5g/kgKF室溫優于2號配方

      62Og/kg水玻璃+8Og/kgH2O2+5g/kgJFC室溫反應生成氣泡,溶液呈黃綠色

      71OOg/kgHC150溶液迅速呈黃綠色,垢樣部分溶解

      81OOg/kgHC1+40g/kgEDTA50效果和7號一樣

      由表5-13中可以看出:對垢樣的溶解,HC1優于草酸和H,PO1;溶解促進劑對苯二酚、KF有-?定的促溶作用,但對ED-TA配方不明顯;升溫能迅速提高溶垢速度;所有試驗均只能部分溶解垢樣,僅靠酸洗不能達到溶垢的目的:

      (2)溶解促進劑的優選溶解促進劑又稱為溶解活化劑,是指在清洗液中加人少量此類藥劑后能迅速加快溶垢速度的物質。

      以1OOg/kgHC1為酸洗主劑,分別選用2Og/kg的對苯二酚、KF、乙醇胺和溶解促進劑M進行溶垢試驗,發現各溶解促進劑的促溶效果依次排列為:促進劑M>對苯二酚>KF>乙醇胺。

      (3)確定清洗除垢配方經過大量的試驗,確定出如下“酸一堿”二步法除垢配方:

      1)酸洗配方及工藝。10g/kgHCl+4g/kgHCI溶垢促進劑M+2Og/kg有機助洗劑K+2g/kgLX9-001,常溫,清洗3~4ho

      其中有機助洗劑K,是在清洗過程中通過對垢中的油類物質的增溶作用來進一步提高清洗效果。LX9-001是藍星公司生產的緩蝕劑,其緩蝕性能見表5-14。

      258中央空調清洗技術

      表5-142g/kgLX9-001對酸洗配方緩蝕性能的影響

      酸洗配方腐濁速度/[g/(m2?h):

      A3碳鋼紫銅

      加LX9-0010.3890.145

      不加LX9-00137.2000.228

      緩濁率98.90036.400

      2)堿洗配方及工藝。40g/kg堿性電解質溶液+10g/kg表面活性劑+5g/kgH:02,常溫,清洗2h:

      (4)鈍化配方的確定鑒于R11系統運行時對雜質的敏感性,在系統內污垢全部清洗干凈后必須立即進行鈍化.以防二次浮銹的產生。由于清洗現場熱源條件的限制,所選用的鈍化配方必須是常溫高效型的。

      1)試驗條件

      ①用100g/kgHC1活化標準碳鋼A3試片表面數分鐘:

      ②室溫下在鈍化液中浸泡

      ③在恒溫、恒濕箱中觀察試片生銹情況,記錄鈍化后試片維持不誘的天數

      2)試驗結果、常溫下不同配方對碳鋼的鈍化效果見表5-

      15

      表5-15常溫下不同配方對碳鋼的鈍化效果

      序號鈍化配方組成配制后溶液狀況24h后試片表面狀況維持七'銹吋間/d

      1空白試片布滿銹斑0

      25g/kgNaNO2+l()g/kg三乙醇胺+16g/kg硼砂+980g/kg水均相試片光亮,為目測不可見膜24

      310g/kgNaNO,+lg/kgNa3PO4+16g/kg硼砂+103g/kgOP+950g/kg水均相試汁光亮,為H測不可見膜72

      第5草中央空調活洗濘法及技能耍點259

      (續)

      序兮鈍化配方組成配制后溶液狀況241i后試片表闕狀況維持不銹吋間/d

      420g/kgNaNO2+5g/kg苯甲酸鈉+20&/kg烏洛托品+lO^kg尿素+950g/kg水均相試片光亮,為t測不可見膜>36

      510g/kgMo/Cr復合鈍化物+lg/kgNa?PO4-3g/kgZn(NO3O)2,其余為水有沉淀

      66g/kgMo/Crg合鈍化物+1g/kgNa3PO4+14g/kgNaNO3O3,其余為水均相試片光亮,為0側不可見膜>168

      76號配方中加HC1調貨pH值至3.5均相金黃色膜,不如5號致密84

      從表5-15中可以看出:

      ①不經鈍化的活化碳鋼試片很快產生浮銹,而經過鈍化的試片均能保持一段時間的鈍化狀態。

      ②純化效果以5號和6號配方為最好,維持不銹時間均能達到72d以上;其余幾種鈍化液效果不如上述兩種配方。

      鈍化液中的HC1殘留對鈍化成膜不利,鈍化前應嚴格進行水沖洗。

      ③因5號配方中有沉淀物產生,鈍化配方選用6號配方。

      4.清洗的實施

      (1)清洗工序

      預沖洗酸洗—水沖洗-堿洗水沖洗鈍化->廢液處理一氮氣吹掃—加熱干燥q抽真空試壓一>充氮氣保護。

      (2)清洗工藝流程簡圖如圖5-5所示。

      260中央空調清洗技術

      A

      1號機組3)

      I

      2號機組

      |_____________________________________________

      圖5-5清洗工藝流程簡圖

      (3)清洗步驟及過程控制

      1)隔離冷媒回收系統及其他與清洗無關的系統、儀表、排空口,以防清洗液竄人。

      2)按清洗工藝流程圖配制好有關清洗管線待用。

      3)預沖洗過程。將在清洗箱中配制好5g/kgJFC水溶液打人系統中,循環20min,并試漏后排人下水道。通過加人有潤濕成分的預沖洗液,可沖洗掉系統內的游離污垢和表面浮油,改善系統內壁潤濕性能,為酸洗做好準備。

      4)酸洗過程。分批在清洗箱中配制好酸洗液,攪拌均勻后打入系統內進行循環清洗。為避免設備的腐蝕,在清洗開始2h后還應補加2g/kg的LX-9001。酸洗過程中需要同時進行總鐵、酸度和腐蝕率的監測。酸度:30mm—次,總鐵:30min—次。待酸度總鐵趨于穩定后便可結束酸洗過程,共計酸洗時間4h。

      5)酸洗廢液處理。酸洗結束后,將廢液打人6m的污水中和箱中待處理。

      6)水沖洗。清洗殘液排干后,用高壓消防水進行20min的置換,置換水排人下水道。

      7)堿洗過程。分批在清洗箱中配制好堿洗液,攪拌均勻后打人系統內進行循環清洗2h。確保堿洗過程中的設備安全。每隔20min進行一次Cu/Fe濃度的測定。

      8)堿洗廢液處理。堿洗結束后將廢液打人中和箱中與酸洗

      第5章屮央空調消洗方法及技能耍點261

      廢液進行中和(可用燒堿調節),調PH值至中性后排放。

      9)鈍化過程,按比例配好鈍化液,攪拌均勻后打人系統內.循環后打人廢液箱中.然后打開機組低排閥排空殘液:

      10)鈍化液處理,先加HC1調pH值至3~4,然后加入適量的FeSO4,7H2O,不斷攪拌lOmin后,廢液顏色由橘紅色變為暗黃色;再加人適量的NaOH調節pH值至8左右,攪拌10mm后廢液為暗綠色黏稠液,加水稀釋后即可排放。

      11)吹掃過程。鈍化結束后,用氮氣吹掃掉系統內的水分和清洗殘液。

      12)干燥過程。用工業電熱毯包裹好機組進行溫控加熱,同時在冷凝/蒸發系統底部輔以電爐組加熱。在此期間熱源實行三班制:干燥終點判斷:將變色硅膠放入冷凝/蒸發系統內,通過窗口觀察硅膠顏色不變色,即可結束干燥。

      13)充氮氣保護=取出變色硅膠,抽真空試壓后,即可進行氮氣保護:

      5.清洗效果評價

      1)化學清洗結束后打開設備,發現效果相當明顯:原來附在設備器壁上的1~2mm厚的污垢基本清除,露出金屬本色,初步估算除垢率達到90%以上。

      2)現場清洗的成功實施,解決了生產的實際問題,提高r設備的傳熱效率,確保了中央空調設備的平穩、安全運行,收到了良好的技術經濟效果、

      5.4.2xxxx大學辦公樓中央空調水系統的清洗

      2009年8月,xxxx大學辦公樓的中央空調水循環系統進行了全面的清洗,以下是清洗概述:

      1.中央空調水系統結構概述

      (1)制冷系統該中央空調制冷系統由壓縮機、冷凝器、節流裝置(膨脹閥和毛細管)和蒸發器四部分組成,在制冷管道內組成密閉系統,氟里昂在密閉系統內不斷循環流動.發生狀

      262屮央空調清洗技木

      態變化與外界進行熱交換,流程圖如圖5-6所示

      圖54氟電昂戊制冷系統內的流程圖

      (2)冷卻水系統空調冷卻水系統由儲水池、油冷器、冷凝器、涼水塔、補水管等組成,如圖5-7所示。水在冷凝器管程內流動,制冷劑在殼程外流動進水水溫為32-35T,出水水溫為421。儲水池在樓層底部,容積為18n?。油冷器的作用是將制冷壓縮機內的潤滑油降溫,防止溫度過高結焦.,涼水塔在樓層頂部并沒有?細補水符.由浮球閥進行自動給水控制,

      圖5-7空調冷卻水系統

      (3)冷凍水系統空凋冷凍水系統如圖5-8所示,由給水泵、蒸發器、加熱器、風機盤管等幾部分組成??照{的冷凍水沒汁溫度為2~81,由于結垢的原因,清洗前出水水溫為5~81,回水水溫51。一般來講,出水水溫<10T基本就能滿足房間的制冷要求。加熱器在冬天的時候,通過蒸汽加熱可用于房間的供

      第5章中央空調清洗方法及技能要點263

      熱取暖。布置在各房間內的風機盤管由通風機和換熱排管組成,風機盤管的盤管由鋼管串鋼片組成,傳熱性好,冷熱兼用、夏季,風機盤管里面通以冷凍水可以作冷卻盤管,對空氣進行降溫去濕處理;冬季通過加熱器加熱的熱水可對室內循環空氣進行加熱處理。

      房間風機盤管部分

      ;--1蒸發器|--

      -——|蒸發器|——■

      ?|蒸發器|----

      圖54空調冷凍水系統

      2.垢樣分析

      中央空調的冷水機組每次采樣測定的間隔不少于30屯為了選擇合適的清洗液,對冷卻水機組、冷凍水機組進行了

      取樣分析,結果見表5-16。

      表5-16垢樣分析結果(《,)(%)

      取樣點酸不溶物Fe2Oj+Fe304CaOMgOCuO總含量

      冷凍水系統4.260.613.85.28.892.6

      冷卻水系統12.548.222.25.44.893.1

      經分析,初步確定冷凍水系統垢物主要為Fe2O,、Fe,04、碳酸鹽垢及少銅垢;冷卻水機組垢物主要為Fe:O,、F>,04、碳酸鹽垢及生物黏泥、

      3.冷卻器清洗方法的選用

      這里選用化學清洗法,因為手工法勞動強度大,機械法易損

      264中央空調清洗技術

      壞冷卻器的焊口和脹口,而且只適用于鋼制冷卻器,不適用于銅制冷卻器?;瘜W清洗法操作簡單、方便、腐蝕率低、消除積垢最徹底,因此選用化學清洗法。

      4.清洗液的配制

      鹽酸不僅清洗效果良好,而且經濟實惠,鹽酸清洗機理見表

      5-17,表5-17鹽酸清洗機理

      溶解作用CaCO3+2HC1―>CaCl2+C02+H20

      剝落作用Fe2O3+6HC1—>2FeCl3+3H2O

      氣掀作用co2氣體逸出對難溶垢層有一定掀動力,使之脫落下來

      疏松作用摻雜在垢物中的鐵的氧化物、碳酸鹽溶解后,殘留的垢物變得疏松,被酸洗液沖刷下來

      由于冷卻器管程內管道為紫銅管,連接方式為焊接而非脹接,房間內換熱排管部分很細(12.7mm),管壁薄,鑒于此種情況,清洗液濃度配合比選在4%~5%(質量分數),清洗時間為6h,以免造成過洗或洗漏。為防止鍍銅現象的產生,可加人少量硫脲。

      Cu2++2(NH2)2CS+2HC1—<CS(NH2)2Cu(NHJ2CS]C1,+2H^清洗液確定為鹽酸+緩蝕劑+硫脲

      5.Fe3+在中央空調清洗中的應用

      垢樣分析結果表明,中央空調垢物所含Fe:()3、Fe,04Ar很大的比例,隨著清洗時間的延長,清洗液中Fe3+含量會越來越多=由于Fe3+是??種良好的陰極去極化劑,當它被還原的時候,基體鐵也就被腐蝕下來,反應式如下所示:

      2Fe3++Fe(基體)一>3Fe2"

      陽極反應Ee-^Fe"+2e

      陰極反應Fe,++e>2Fe?+

      由以上反應式可知,隨著反應時間的增加,Ke,+,含量

      第s章屮央空調清洗方法及技能要點265

      會越來越咼,如圖5-9和圖5-10所示c

      2/3111)/-0

      0000


      tfh'/h

      圖5-9Fe3+濃度隨吋間的變化圖5-10Fe2+濃度隨時間的變化

      當Fe3+、Fe2+濃度趨于穩定時,可認為酸洗已基本結束。如果繼續進行下去,則Fe3+*度又將升高,這時就產生了過洗現象。所以清洗中監測Fe3+濃度顯得很重要,當Fe3'>500mg/L時,適量添加一些還原劑SnCl2、Na:S04以抑制基體鐵的腐蝕。F3+含量最高不得超過1500mg/L;通過分析檢測Fe3\Fe2+含量,還可判斷在清洗過程中是否有過洗現象。

      6.清洗時的注意事項

      1)空調房間換熱排管管徑為12.7mm.—個回路同時串聯4~5個房間.清洗時易引起堵塞,給后續工作帶來麻煩,所以清洗系統設計時盡可能分成幾個部分,逐段清洗。

      2)清洗冷凍水系統所用的耐酸泵為空調機房內的2臺給水泵,流量為100m3,揚程為34m,為避免造成死角,清洗時可交替使用,效果會更好。

      3)空調房間內風機盤管最大的缺點是漏水有些接頭存在的細微滲漏處被垢堵塞,當淸洗液進入管道內問垢紀接觸反應后很可能被沖通,清洗液將會滴在頂棚吊頂上,破壞了建筑物表面,影響美觀因此,在清洗冷凍水系統時要求淸洗人員加強檢

      266中央空調清洗技術

      查,經常巡視各房間,遇到泄漏及時處理。

      7.清洗效果評價

      此次清洗徹底清除了辦公樓中央空調內部的鐵銹、水垢及安裝期間余留的泥沙等懸浮物,解決了空調房間內換熱排管與風機盤管堵塞問題;維護了中央空調的正常運行,使其恢復了原有的風貌。

      掃一掃在手機上閱讀本文章

      中文字幕在线观看-在线观看中文字幕-亚洲中文字幕在线观看