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隨著現(xiàn)代化建筑的逐漸發(fā)展,中央空調(diào)主宰著現(xiàn)代樓宇內(nèi)部空氣的新陳代謝,被人們形象地稱(chēng)為現(xiàn)代樓宇之“肺”。肺葉嬌嫩,易被邪侵,故又稱(chēng)“嬌臟”,同樣的道理,中央空調(diào)也很容易被污垢細(xì)菌侵入。中央空調(diào)機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行,空調(diào)水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)極易污染,加之清潔不及時(shí)等原因,使管道中存留了大量塵土沙礫、炭類(lèi)物質(zhì)、結(jié)晶體等。
在中央空調(diào)中,存在冷卻水和冷凍水。水是一種良好的冷卻介質(zhì),比較廉價(jià),但即使經(jīng)過(guò)自來(lái)水廠等處理的水仍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、氣體及懸浮物等會(huì)引起諸如沉積物、腐蝕、微生物(藻類(lèi)、菌泥)繁殖等問(wèn)題,而這些問(wèn)題的存在,會(huì)給中央空調(diào)的安全運(yùn)行帶來(lái)危害。
一、中央空調(diào)存在的問(wèn)題
中央空調(diào)的水系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中,會(huì)有各種物質(zhì)沉積在換熱器的傳熱表面,這些物質(zhì)流稱(chēng)為沉積物。它們主要由水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物構(gòu)成。通常,人們把淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物這三者稱(chēng)為污垢。
大多數(shù)情況下,中央空調(diào)水系統(tǒng)形成的水垢是以碳酸鈣為主的,這是因?yàn)榱蛩徕}的溶解度遠(yuǎn)大于碳酸鈣。例如在0℃時(shí),硫酸鈣的溶解度是1800mg/l,比碳酸鈣大90倍。同時(shí)天然水中溶解的磷酸鹽較少,因此,除非向水中投加過(guò)量的磷酸鹽,否則磷酸鈣水垢較少出現(xiàn)。 ngkongtiaozaixian
中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)一般為封閉式。冷凍水在封閉系統(tǒng)中循環(huán),水分不蒸發(fā),不濃縮,不存在溶解鹽的過(guò)飽和問(wèn)題,水溫也很低。因此,冷凍水系統(tǒng)的水垢可以說(shuō)是很少的。
污垢一般是由顆粒細(xì)小的泥沙、塵土、不溶性鹽類(lèi)的泥狀物、膠狀氫氧化物、雜質(zhì)碎屑、腐蝕產(chǎn)物、油垢、菌藻的尸體及黏性分泌物等組成。這些物質(zhì)本不會(huì)形成硬垢的,但他們?cè)诶鋮s水中起到了碳酸鈣(CaCO3)結(jié)晶的晶核作用,這就加速了(CaCO3)析出結(jié)晶的過(guò)程。當(dāng)存在有這些物質(zhì)的水質(zhì)里流經(jīng)換熱器表面時(shí),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(zhì)地疏松稀軟,故又稱(chēng)微軟垢。它們引起垢下的腐蝕,是某些細(xì)菌生存和繁殖的溫床。當(dāng)防腐措施不當(dāng)時(shí),換熱器的換熱表面經(jīng)常會(huì)優(yōu)銹瘤附著。其外殼堅(jiān)硬,但內(nèi)部疏松多孔,而且分布不均。它們長(zhǎng)與水垢、微生物粘泥等一起沉積在傳熱表面。這種銹瘤狀腐蝕產(chǎn)物形成的沉積物,除了影響傳熱外,更嚴(yán)重的是助長(zhǎng)某些細(xì)菌的繁殖,最終導(dǎo)致?lián)Q熱表面腐蝕穿孔而泄漏。
二、空調(diào)的腐蝕物
在中央空調(diào)的水系統(tǒng)中,大多數(shù)的設(shè)備是金屬制造的。對(duì)于碳鋼、銅和鍍鋅管等設(shè)備長(zhǎng)期使用冷卻水和冷凍水,會(huì)發(fā)生腐蝕穿孔。其腐蝕的原因是各種因素造成的。
(1)水中溶解O2和CO2引起的腐蝕。
(2)腐蝕產(chǎn)物引起的腐蝕鐵銹和氧一樣,可作為腐蝕反應(yīng)的取極化劑,其總反應(yīng)如下nuantongkongtiaozaixian
SO42-+8H++8e=S2-+4H2O+能量(細(xì)菌生存所需)
Fe2++S2-=FeS↓
鐵細(xì)菌是鋼鐵銹瘤產(chǎn)生的主要原因,它能使Fe2+氧化成Fe3+,釋放的能量供細(xì)菌生存需要:
Fe2+鐵細(xì)菌Fe3++能量(細(xì)菌生存所需)
(3)有害離子引起的腐蝕
中央空調(diào)的循環(huán)水系統(tǒng)有碳鋼管、銅管和鍍鋅管等。當(dāng)水中存在有Gu離子時(shí),即使其在水中的濃度很低,但它是陽(yáng)極反應(yīng)的去極化劑,因而對(duì)腐蝕過(guò)程有明顯的影響。隨Gu2+的濃度增加,由于Fe和Zn的活性遠(yuǎn)大于Gu就會(huì)在鋼管和鍍鋅管上出現(xiàn)鍍銅現(xiàn)象,在銅管上產(chǎn)生點(diǎn)蝕。
另外,在冷卻水的濃縮過(guò)程中,除重碳酸鹽濃度隨濃縮倍數(shù)增長(zhǎng)而增加外,其他的鹽類(lèi)如氯化物、硫酸鹽等的濃度也會(huì)增加。當(dāng)Cl和SO4離子的濃度增高時(shí),會(huì)加速碳鋼的腐蝕。Cl-何SO4離子會(huì)使金屬上的保護(hù)膜的保護(hù)性能降低,尤其是Cl-會(huì)加速碳鋼的的腐蝕。Cl-的離子半徑比較小,穿透力強(qiáng),容易穿過(guò)膜層,置換氧原子形成氯化物,加速陽(yáng)極過(guò)程的進(jìn)行,使腐蝕加速,所用氯離子時(shí)引起點(diǎn)蝕的原因之一。對(duì)于不銹鋼制造的設(shè)備C-是引起應(yīng)力腐蝕的主要作用。
(4)微生物引起的腐蝕
在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中,含有微生物的補(bǔ)充水不斷進(jìn)入,與此同時(shí),冷卻塔中從上面噴淋下來(lái)的水又從相遇的空氣中捕集了大量的微生物進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)中充沛的水量為這些進(jìn)入的微生物的生長(zhǎng)提供了可靠的保障。冷卻水的水溫范圍有特別利于某些微生物的生長(zhǎng)。一些水質(zhì)處理藥劑及水中的鹽類(lèi)為微生物提供了營(yíng)養(yǎng)源及所需能量的來(lái)源。冷卻水在冷卻塔內(nèi)的噴淋曝氣過(guò)程中溶入了大量的氧氣,為好氧性微生物提供了必要條件;而一些污垢等沉積物又為厭氧微生物提供了庇護(hù)所。在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中,也存在著大量的微生物。微生物的滋生也會(huì)使金屬腐蝕。這是由于微生物排出的黏液于無(wú)機(jī)垢和泥沙雜質(zhì)物等形成的沉積物附著在金屬表面,形成氧的濃差電池,促使金屬腐蝕。此外,在金屬表面和沉積物之間缺乏氧,因此一些厭氧菌(主要是硫酸鹽還原菌)得以繁殖,當(dāng)溫度為25--30℃時(shí),反之更快。它分解水中的硫酸鹽,產(chǎn)生H2S,引起碳鋼腐蝕。
三、引起中央空調(diào)故障的種類(lèi)
在中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中,引起故障的種類(lèi)很多,下面主要介紹細(xì)菌、真菌和藻類(lèi)引起故障。
(1)由細(xì)菌引起的故障
在循環(huán)水中引起故障的細(xì)菌通常有產(chǎn)黏泥細(xì)菌和鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌。產(chǎn)黏泥細(xì)菌又稱(chēng)黏液形成菌、黏液異氧菌等,是水系統(tǒng)重?cái)?shù)量最大的一類(lèi)有害細(xì)菌。它們能產(chǎn)生一種膠狀的、黏性的或黏泥狀的、附著力強(qiáng)的沉積物。這種沉積物遮蓋在金屬表面上,降低了環(huán)熱效率,并易引起垢下腐蝕。
鐵細(xì)菌又稱(chēng)鐵沉積細(xì)菌,它能把溶于水中的Fe2+轉(zhuǎn)化為不溶于水的Fe2O3的水化物,作為其代謝作用的一部分而在水中產(chǎn)生大量清氧化鐵沉淀。
2Fe2++1/2O2+xH2O=Fe2O3xH2O
鐵細(xì)菌還通過(guò)銹瘤建立氧濃差腐蝕電池,從而可引起鋼鐵腐蝕。
硫酸鹽還原菌又稱(chēng)產(chǎn)硫化細(xì)菌。它能把水溶性的硫酸鹽還原為硫化氫,產(chǎn)生的硫化氫,產(chǎn)生的硫化氫對(duì)一些金屬有腐蝕性。另外,產(chǎn)生的硫化氫還可和加入到水中的鉻酸鹽和鋅酸鹽等反應(yīng),使這些緩蝕劑從水中沉淀出來(lái),生產(chǎn)的沉淀則沉淀在金屬表面形成污垢。
產(chǎn)酸細(xì)菌,如消化細(xì)菌和硫桿菌。它們能將水中存在的氨或可溶性硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛峄蛄蛩?,從而使金屬受到腐蝕。
(2)由真菌引起的故障
真菌一般生長(zhǎng)在冷卻塔的木質(zhì)構(gòu)件上、水槽上和換熱器中。真菌生長(zhǎng)所產(chǎn)生的黏泥沉積覆蓋在換熱器的表面,降低了換熱效率,而且會(huì)在金屬表面建立差異腐蝕電池而引起的金屬腐蝕。
(3)由藻類(lèi)引起的故障
中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中的藻類(lèi)主要由綠藻、藍(lán)藻和硅藻。它們常在水中引起金屬表面差異來(lái)腐蝕電池的形成,從而導(dǎo)致沉積物下腐蝕。塊狀的還會(huì)堵塞換熱器中的管道,降低水的流量,從而降低換熱效果。
四、塵埃在風(fēng)管道中的附著情況
1、塵埃附著堆積狀況還與風(fēng)管的用途有關(guān)。
在送風(fēng)管中主要堆積在風(fēng)管底面,氣流的變徑部位和突出部位堆積量較少。在同一風(fēng)管內(nèi)附著堆積量,底面、側(cè)面、頂面的比例為65:15:10;回風(fēng)管中主要附著、堆積在風(fēng)管的所有表面,塵埃中含纖維質(zhì)較多,可燃性高。新風(fēng)風(fēng)管中附著、堆積在風(fēng)管的所有表面,但砂等稍重的物質(zhì)堆積在底面,且數(shù)量較大。 暖通-空調(diào)-在線
2、風(fēng)管道塵埃附著堆積量與使用年數(shù)的關(guān)系。
風(fēng)管塵埃附著堆積量與使用時(shí)間基本成正比增長(zhǎng),據(jù)日本統(tǒng)計(jì),大約9.5年風(fēng)管底部塵埃堆積量為5g/m2。我國(guó)空氣污染嚴(yán)重,過(guò)濾質(zhì)量差,其堆積量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此值。
3、引起揚(yáng)塵的風(fēng)管道內(nèi)塵埃堆積量臨界值。
根據(jù)調(diào)查指出,當(dāng)送風(fēng)管底面的塵埃堆積量達(dá)到5g/m2以上時(shí),在送風(fēng)口就會(huì)出現(xiàn)塵埃飛散污染室內(nèi)的現(xiàn)象。因此,他們推薦5g/m2作為實(shí)施風(fēng)管清掃的依據(jù)。
五、清洗空調(diào),意義重大
中央空調(diào)系統(tǒng)是非常昂貴的設(shè)備,及時(shí)清洗保養(yǎng)可以節(jié)約大量電能,延長(zhǎng)空調(diào)機(jī)組使用壽命,降低空調(diào)設(shè)備的折舊費(fèi)用,以保證機(jī)組正常運(yùn)行,降低故障率,減少維修費(fèi)用。 w.ehvacr.com
1、節(jié)約電量
以哈爾濱百聯(lián)購(gòu)物中心一臺(tái)容量為100萬(wàn)大卡的中央空調(diào)機(jī)組為例。1毫米的水垢將使機(jī)組制冷量降低20%-40%,同時(shí)使冷凝器壓力升高,導(dǎo)致電機(jī)負(fù)荷增加,多消耗電能10%-30%。若機(jī)組容量為100萬(wàn)大卡,設(shè)備能效比為3.2KW/1萬(wàn)大卡。平均負(fù)荷80%,一年運(yùn)行4個(gè)月共2000小時(shí)。則一年需多耗電:100X3.2X2000X(10-30)%=5.12-15.36萬(wàn)度,以每度電0.8元計(jì),每年浪費(fèi)的電費(fèi)有4.096-12.288萬(wàn)元。其共有兩臺(tái)機(jī)組,一年浪費(fèi)的電費(fèi)約為8.192-24.576萬(wàn)元.所以及時(shí)清洗,可以節(jié)約大量電量。
2、延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命,降低設(shè)備的折舊費(fèi)
中央空調(diào)機(jī)組各主要部件的耐用年限略有不同,實(shí)驗(yàn)表明,新機(jī)組經(jīng)預(yù)防處理后,設(shè)備耐用年限平均延長(zhǎng)一倍,中途進(jìn)行水處理,設(shè)備耐用年限平均可延長(zhǎng)40%左右。如果一套中央空調(diào)機(jī)組價(jià)格為200萬(wàn)元,未經(jīng)水處理時(shí)機(jī)組耐用年限約為7年左右,則平均每年設(shè)備折舊費(fèi)約為28.5萬(wàn)元,經(jīng)水處理后,耐用年限延長(zhǎng)3年左右,則平均每年折舊費(fèi)約20萬(wàn)元,相當(dāng)于每年減少設(shè)備折舊費(fèi)8.5萬(wàn)元。