聶德光  高級(jí)工程師

摘　要：本文概述了制冷和中央空調(diào)設(shè)備腐蝕，結(jié)垢產(chǎn)生的原因，化學(xué)水處理技術(shù)是國內(nèi)外行之有效的水處理方法，在制冷和中央空調(diào)水系統(tǒng)推廣應(yīng)用必然會(huì)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 關(guān)鍵詞：結(jié)垢、腐蝕、化學(xué)水處理、推廣應(yīng)用
　　 近十幾年來，改革開放為我國經(jīng)濟(jì)和國力的發(fā)展帶來一片生機(jī)，國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了社會(huì)生活和生產(chǎn)條件的改善，對(duì)中央空調(diào)的需求量日益增大，使我國制冷空調(diào)業(yè)迅速崛起，形成了一個(gè)較大的行業(yè)和使用群體。
　　 然而，多年來實(shí)踐證明，要確保一臺(tái)中央空調(diào)機(jī)象生產(chǎn)廠家所說的“機(jī)組使用壽命20年”，在水質(zhì)方面，說明書只談到“水質(zhì)如達(dá)不到要求須作相應(yīng)的處理”，而如何處理，卻沒有明確的說法。于是多年來，大部分電子水處理器被設(shè)計(jì)單位選中，作為中央空調(diào)水處理設(shè)備被安裝在制冷和中央空調(diào)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。實(shí)踐證明，現(xiàn)在被推廣使用的電子水處理器并沒有顯示出阻垢、緩蝕和殺菌滅藻的作用，而逐步被清理出中央空調(diào)水處理市場。那么，在中央空調(diào)外循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和冷凍水及采暖水系統(tǒng)的垢和腐蝕現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的呢？
一、自然界中水是怎樣的？
　　 水在自然界中大量的存在，比較容易取得，價(jià)格便宜。水的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，水的潛熱大，這是水成為工業(yè)作為冷卻介質(zhì)或熱載體的重要原因。但自然界中的水并非純凈的物質(zhì)，因?yàn)樗�是很好的溶劑，�?dāng)它流過巖石、礦床和土壤時(shí)，就會(huì)有很多的鹽類溶入其中�？諝庵袔�入塵埃、有機(jī)物及其它們的分解產(chǎn)物，水中生長的物質(zhì)，都將成為各種各樣的雜質(zhì)，溶入水中。那么，溶入水中的鹽類和雜質(zhì)以離子形態(tài)存在的有陽離子：Ca2+、Mg2+、Na+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Mn2+、H+、NH4+等；以陰離子形態(tài)存在的有：CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-、HSiO3-、F-、H2PO4-、OH-、H2BO3-、HPO42-、HCO3-、NO2-、HS-等；以氣態(tài)存在于水中的有：CO2、O2、N2、HN3、SO2、H2S、CH4、H2等；以懸浮物形式存在于水中的有粘土、無機(jī)的土壤污物、有機(jī)污物、有機(jī)廢水、各種微生物；還有以膠體形式存在于水中的SiO2、Fe2O3、Al2O3、MnO2植物色素、生長在水中的各種細(xì)菌和藻類。
　　 人類可利用的淡水資源主要來自地表水（江河水、湖水）和地下水（井水），不同水源、不同地區(qū)、周圍的不同環(huán)境和不同季節(jié)，自然界水中的各類雜質(zhì)的品種和量有很大的差別。
二、中央空調(diào)中垢是怎樣產(chǎn)生的？
　　 自然水（地表水）經(jīng)城市自來水廠處理后，絕大部分的懸浮物、膠體性雜質(zhì)基本被清出水體，而溶于水中的陽離子和氣體，仍存在于水中。這樣的水作為補(bǔ)充水加入中央空調(diào)外循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，經(jīng)熱交換器進(jìn)行熱交換后，水溫提高，經(jīng)涼水塔曝氣純水被蒸發(fā)出去循環(huán)水逐漸被濃縮，水中二氧化碳的含量與碳酸鹽硬度之間的平衡關(guān)系被破壞：
Ca2+＋2HCO3-CaCO3＋CO2十H2O
Mg2+＋2HCO3- Mg（OH）2 ＋2CO2
而碳酸鹽在水中的溶解度隨著水溫的升高而降低，當(dāng)水中碳酸鹽由水中析出沉積在換熱器水側(cè)表面時(shí)，這就形成了垢。垢的生成將影響熱交換的正常進(jìn)行，造成中央空調(diào)制冷能力下降，電耗量增加。
三、中央空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)備腐蝕的原因
　　 前面在介紹自然界中的水中含有的陰離子屬于腐蝕性介質(zhì)。另外，水中的溶解氧的存在，它在水側(cè)金屬表面形成氧的濃差，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。如果水中還含有其它陰離子如氯離子、硫酸根離子都會(huì)造成金屬的腐蝕，如果水系統(tǒng)中有不銹鋼材料，水中存有高濃度的氯離子時(shí)將造成了不銹鋼的局部腐蝕，嚴(yán)重的點(diǎn)蝕可造成設(shè)備穿孔。腐蝕過程可表示為：
　　　　　　　　　 Fe Fe 2++2e
　　　　　　　　　 1/2O2 +H2O+2e 2OH-
　　　　　　　　　 Fe2+ +2OH- Fe（OH）2
氫氧化亞鐵極易氧化成紅棕色的鐵銹，這就是冷凍水出現(xiàn)紅水的主要原因。
　　 在循環(huán)水系統(tǒng)中，菌藻的滋生和死亡，與水中機(jī)械雜質(zhì)混合成為粘泥如附著在管道和換熱器表面將同垢一樣影響熱傳導(dǎo)，同時(shí)給厭氧菌造成了生存的空間，將以鐵為營養(yǎng)源加速設(shè)備的腐蝕進(jìn)程。反應(yīng)如下：
　　　　　　　　　 SO42- + 8H+ + 8e S2- + 4H2O + 能量（供細(xì)菌生存用）
　　　　　　　　　 Fe2- + S2- FeS 黑色帶臭味的腐蝕產(chǎn)物
　　　　　　　　　 Fe2- 細(xì)菌 Fe3+ +能量（供細(xì)菌生存用）
在中央空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)，人們?yōu)榱朔乐构傅漠a(chǎn)生，多采用軟化水，但軟化水中仍含有溶解氧，而且系統(tǒng)中還會(huì)不斷溶解入空氣這是造成冷凍水系統(tǒng)遭到腐蝕的原因。
四、在中央空調(diào)水系統(tǒng)采用化學(xué)水處理技術(shù)的必要性
　　 我國從1974年就開始了循環(huán)冷卻水處理技術(shù)的研究和水處理藥劑的開發(fā)工作。近三十年來，循環(huán)冷卻水化學(xué)水處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于化肥、石油化工、冶金、電力、輕工、制藥、制冷和中央空調(diào)等各領(lǐng)域，開發(fā)出的水處理劑單劑品種多達(dá)60多個(gè)，廣泛應(yīng)用于各種水質(zhì)、工藝和設(shè)備材質(zhì)，己取得了很好的應(yīng)用成果。這些應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)用于制冷和中央空調(diào)水系統(tǒng)能很好的滿足控制金屬設(shè)備腐蝕和因結(jié)垢而降低熱交換效果的要求。化學(xué)水處理工藝為：首先在設(shè)備水側(cè)清潔表面進(jìn)行預(yù)膜處理，使金屬表面生成一層致密的無機(jī)沉積膜，使水中溶解氧、氯根等腐蝕性介質(zhì)不能與金屬表面接觸，從而達(dá)到控制金屬腐蝕的目的。由于水的沖刷或水中懸浮物粒子磨損設(shè)備表面，都會(huì)局部破壞預(yù)膜表面，會(huì)使腐蝕發(fā)生。所以，在循環(huán)冷卻水中都要投加一定量的緩蝕劑。起到不斷修復(fù)膜面，從而達(dá)到控制設(shè)備腐蝕的目的。
　　 另外，向循環(huán)水中投加阻垢劑、阻垢分散劑，可以與水中的鈣、鎂等陽離子起到螯合作用，從而阻止垢的生成，確保換熱器熱交換的順利進(jìn)行。向水中投加氧化型和非氧化型殺菌滅藻劑，可起到控制循環(huán)水中菌藻滋生，即可以保護(hù)設(shè)備不被腐蝕，又可以防止因粘泥的附著而使換熱器換熱能力下降及管道水流速和流量降低，而造成制冷和中央空調(diào)制冷能力降低。
　　 實(shí)踐證明，循環(huán)冷卻水的化學(xué)處理技術(shù)和相應(yīng)的藥劑能很好的維護(hù)制冷和中央空調(diào)生產(chǎn)裝置和管線長周期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，水處理藥劑的投加、可以使水中的溶解鹽兩倍、三倍于原水的濃度存在于水系統(tǒng)，在阻垢、緩蝕方面得到很好的控制，生產(chǎn)裝置即能長周期穩(wěn)定運(yùn)行。節(jié)省了大量補(bǔ)充水、又減少了設(shè)備維修、更換投入的資金，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。
五、中央空調(diào)化學(xué)水處理社會(huì)具備的條件
　　 循環(huán)冷卻水處理技術(shù)和開發(fā)的藥劑國內(nèi)有幾十個(gè)單劑品種，可根據(jù)補(bǔ)充水水質(zhì)、設(shè)備材質(zhì)和生產(chǎn)工藝配制性能各異的藥劑來滿足用戶的需要。
　　 ◆對(duì)循環(huán)冷卻水運(yùn)行中的有關(guān)化學(xué)、儀器分析、經(jīng)多年的研究、應(yīng)用、改進(jìn)己有成套的儀器、設(shè)備、化學(xué)分析方法、試劑配制方法等成熟技術(shù)提供用戶使用。
　　 ◆可提供配套的水處理加藥設(shè)備，也可以提供具有水質(zhì)檢測、自動(dòng)補(bǔ)水、自動(dòng)排污、自動(dòng)加藥的全自動(dòng)加藥控制設(shè)備。
　　 ◆社會(huì)已有一支能為用戶提供水處理配方設(shè)計(jì)、技術(shù)指導(dǎo)、技術(shù)培訓(xùn)和現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)的隊(duì)伍，用戶可委托服務(wù)單位提供適宜的藥劑，也可以委托服務(wù)單位作全程技術(shù)服務(wù)，他們會(huì)為用戶提供滿意的技術(shù)服務(wù)。
　　 ◆國內(nèi)水處理技術(shù)刊物有“工業(yè)水處理”、“制冷與空調(diào)”、“供熱制冷”、“國外水處理”等雜志可提供新技術(shù)信息、技術(shù)交流，廣大用戶可從刊物中獲得相應(yīng)的信息，提高自身的水處理水平，具有廣泛的社會(huì)效益。
　　 ◆國外循環(huán)冷卻水化學(xué)處理技術(shù)的發(fā)展己走過了五十多個(gè)年頭，我國只用了不到三十年的時(shí)間，在水處理技術(shù)方面與國外已沒什么差距。水處理藥劑品種和性能方面已形成了一套具有我國特色、原材料立足國內(nèi)、物美價(jià)廉的系列產(chǎn)品。這些藥劑己在我國大型工業(yè)上應(yīng)用得心應(yīng)手，在這樣的基礎(chǔ)上，在制冷、中央空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用應(yīng)該是勢在必行的事情。解除顧慮、增加水處理知識(shí)，接受“新”事物在制冷空調(diào)界應(yīng)該是不難解決的問題�！�
   化學(xué)水處理技術(shù)在制冷空調(diào)領(lǐng)域的使用會(huì)在節(jié)水、節(jié)能、提高制冷效果、確保設(shè)備使用壽命等方面必將獲得良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。