中央空調化學清洗的幾個問題

目前許多賓館飯店的大樓已廣泛使用中央空調設備。因為管理和技術的原因，許多空調設備有不同程度的銹蝕和污垢產生，引起壓縮機排氣溫度升高，制冷量不斷下降，嚴重影響設備的安全運行。本文針對福州東湖賓館等進口的

目前許多賓館飯店的大樓已廣泛使用中央空調設備。因為管理和技術的原因，許多空調設備有不同程度的銹蝕和污垢產生，引起壓縮機排氣溫度升高，制冷量不斷下降，嚴重影響設備的安全運行。本文針對福州東湖賓館等進口的空調系統發生的腐蝕和結垢現象，通過化學清洗進行的防腐除垢，使空調系統的運行恢復了正常，下面提出一些問題供同行參考、討論。 

一、設備各部分垢型及其清洗方法 為了達到節水、節能、提高空調設備的制冷效果，要對中央空調設備冷卻水系統、冷凍水系統、翅片表面三部分進行的清洗。由于各部分所處的環境和條件極不相同，其污垢的類型和銹蝕的程度也有很大的不同。 對于冷卻水系統來說，突出的是結垢問題，結垢是在換熱表面上附著的一層不溶性鹽類或氧化物晶體的生長物。它的產生，多半是由于循環冷卻水深縮倍數的提高和冷凝器熱交換水溫上升使鹽類在水中的溶解度受到影響所致。如反應： C +2HCO-3=CaCO3↓+CO2↑+H2O由于溫度升高而向右移動。從而使過飽和的難溶的碳酸鈣在傳熱面上結晶析出。結垢影響冷卻水的流量，一層薄垢即可使傳熱速率急劇下降。因此冷卻水系統的清洗，除了銹垢、油泥垢等外，還需考慮水垢的清洗，在化學清洗操作中酸洗的比重較大。 冷凍水是處在封閉系統中循環，水分不蒸發，循環水不產生濃縮，不存在難溶鹽的過飽和問題，水溫也較低，因此冷凍水系統可以說不具備水垢生長的條件。冷凍水系統主要產生油泥垢、銹垢，它是由腐蝕產生的含水氧化物以及外來物質主要為粘泥、設備引入油膏等聚集而成的疏松、多孔或膠凝狀物構成的，?？煽吹酱罅康奈⑸镌?。因此冷凍水系統化學清洗操作主要是去除設備和管道水側表面上的油污、浮銹，其化學清洗操作中堿洗的比重較大，從而減少腐蝕金屬的潛在危險。 清洗冷卻水系統、冷凍水系統可以起到節水節能作用。但是嚴重影響設備致冷效果的還是空調器翅片表面的污垢?？照{器表面的鋁質翅片是處在空氣中，鋁材在空氣中是相當穩定的，不必考慮銹蝕問題。翅片之間主要被大量的灰塵、煙灰和各類纖維狀物質堵塞，對于餐廳油煙污垢則更嚴重，這些都嚴重影響冷卻效果。而鋁質翅片很薄，翅片間隙小，強度很低，稍用力極易變形，尤其對吊頂式空氣處理機及風機盤管空調器的清洗操作難度，如果卸下來進行清洗工作量相當大。對于翅片表面的清洗可以使用氣溶性表面活性劑，類似于粉塵化清洗地毯的辦法，由專用工具解決。在可能的情況下也可使用液體清洗劑壓力沖洗，清洗液通過冷凝盤回收重復利用。在空調不停機情況下，翅片表面含有很多冷凝露水，后一種方法更適用。實踐證明翅片經過清洗后制冷效果能恢復至原設計指標。 

二、夏季不停機清洗的可行性 許多賓館飯店提出空調系統的化學清洗往往處在盛夏即將來臨之時，這時候，又正是空調需要開機的時候，空調停機一天，旅客就有意見，如果停機清洗勢必影響賓館的營業，造成經濟上損失。就我們的愿望，賓館中央空調的化學清洗應盡量選擇在空調停用季節，如冬季。可是，就我們所接到的清洗任務來看，用戶多數在炎熱的夏季來臨時要求清洗。 

原因有二：首先冬季停機，用戶對空調的維護清洗不如夏季關心；其次，夏季來臨，空調的制冷量不足的矛盾充分表現出來，清洗的決心容易下。因此，尋求中央空調在夏季不停機清洗的辦法是必要的。 “不停機清洗”指的是清洗液循環過程中制冷壓縮機仍然處于開機狀態，清洗液作為冷卻水或冷凍水在空調系統內部管線循環。尤其值得提到的是：當清洗液作為冷凍水進行循環時，清洗液除了流經系統內部管線外，還需流過外部的配液槽而使冷凍保溫受到一些影響，壓縮機的負荷會有所增加。以福州東湖賓館清洗為例，清洗液作為冷凍水從制冷壓縮機流出溫度為7℃，回流溫度仍可達到12℃(周圍空氣溫度30℃)，基本可適應夏季空調的需要。 “不停機清洗”用的水泵是空調系統內部配設的，系統外部的配液槽和管線要事先連接好，然后選夜間氣溫較低、旅客進入睡眠狀態時，短時間停機進行系統內和系統外的管線連接(折卸也是一樣)，這是基本不影響空調的使用。 

三、高容量配液槽及其體積估算 大樓空調冷凍水系統與冷卻水系統是分別進行清洗的。冷卻水系統清洗可以直接利用冷卻塔底部水池作為配液槽，而冷凍水系統情況則必須安設配液槽，考慮到運輸和管線連接，配液槽安裝在機房水泵附近較為方便。配液槽的容量要與冷卻水的儲水量相當，否則一旦水泵停機，整個大樓的循環清洗液幾乎全部回流到配液槽中，而造成溢流。 高容量配液槽的體積可根據中央空調設計圖紙進行估算。以福州東湖賓館為例，中央空調設備有日本FT150冷卻塔兩座和CR160及CR120空調機各一臺。中央空調供2號樓底層的餐廳、服務臺、商店等及2～10層174套客房調節室溫使用，計有FC風機盤管機組近200臺。冷凍水輸送高度為39.4m。冷凍水系統的管線直徑有ф200～ф12共11種規格，根據圖紙這些詳細資料可以計算出冷凍儲水總體積為7.93m3。 

據此，我們設計一個體積為8m3的配液槽。由于配液槽的體積大，為了便于運輸，并考慮到使用上的靈活性，設計的配液槽為可拆式。配液槽由三節水箱(長1.8、寬1.2、高1.2米)組成，節間由螺釘緊固，連接處以石綿為墊片。 為了縮小配液槽體積，可以在配液槽回流水的入口處配上一個閥門，并在循環清洗過程加強值班監視，配液槽的體積可以適當減小。其次，如果將冷水系統分段清洗(各段體積分別為：冷凍機房1.18m3，大樓3.62m3，樓間管3.14m3)，配液槽體積可以減小一半。但這樣清洗是很不方便的，工期拖長，而且誆無法做到不停機清洗。 四、酸洗中銅鐵離子腐蝕 中央空調設備材質主要是銅和鐵。設備內部的銹蝕既有銅的氧化物，又有鐵的氧化物，當針對這些氧化物投加鹽酸時，兩種氧化物都會溶解(這里僅寫出高價氧化物)： CuO+2H+=Cu2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O銹蝕可以很快清洗掉。但是在鋼表面上銅離子迅速被還原為銅并溶解與其相應當量的鐵： Cu2++Fe=Cu+Fe2+在碳鋼試片上可以觀察到紫紅色的銅層。這說明試片被銅離子所腐蝕。 可以設想，由于銹蝕和污垢被清除掉，清洗液所到之處，干凈的鋼鐵表面都可能被鍍上一層疏松的金屬銅。有文獻報道，二價銅離子深度高于0.2ppm時會引起鋼鐵的嚴重腐蝕。 

另一方面，三價的鐵離子也會反過來腐蝕金屬銅。即銅被鐵離子所氧化： Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+而新產生的二價銅離子又會進一步氧化鐵。這就是說，在中央空調設備中，如果按常規酸洗，將會發生銅離子對兩種基體金屬互為腐蝕現象。 根據這些情況，我們通過試驗，在配方上作了一些更改。其中關鍵的是添加了硫脲一類的有機抑制劑(硫脲對腐蝕的抑制作用試驗將另文發表)。硫脲的抑制作用是基于它的還原作用，可將Cu++還原到Cu+，將Fe+++還原到Fe++。而且硫脲還能與亞銅離子形成一系列配位化合物，使亞銅離子以絡離子形式被穩定下來： 2Cu2++(H2N)2CS+H2O=2Cu++(H2N)2CO+S+2H+ Cu++3(H2N)2CS=Cu[(H2N)2CS]3+ 2Cu++6(H2N)2CS=Cu2[(H2N)2CS]62+ Cu++4(H2N)2CS=Cu[(H2N)2CS]4+上式表明，要使溶液中保持亞銅離子狀態，每1摩爾亞銅離子少應供給3摩爾硫脲，此外還應考慮被Cu++氧化為脲的硫脲，因此在酸洗液中應投加過量的硫脲。 由于銹蝕中Cu++、Fe+++的含量難以估計，清洗過程中要加強Cu++、Fe+++離子濃度的分析，以判斷酸液中硫脲是否足量。 另外，在清洗之后，必須仔細檢查設備，查看設備上是否有殘留銅附著于管子而未清洗掉。因為不同金屬之間存著電位差，銅的存在將使銅鐵腐蝕加速。 中央空調清洗后，在冷卻水和冷凍水系統中按工藝要求分別投加水質處理藥劑以減緩重新結垢，并使清洗后的金屬表面形成防腐蝕被膜層。