中央空調(diào)化學(xué)清洗的幾個(gè)問題

目前許多賓館飯店的大樓已廣泛使用中央空調(diào)設(shè)備。因?yàn)楣芾砗图夹g(shù)的原因，許多空調(diào)設(shè)備有不同程度的銹蝕和污垢產(chǎn)生，引起壓縮機(jī)排氣溫度升高，制冷量不斷下降，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行。本文針對福州東湖賓館等進(jìn)口的

目前許多賓館飯店的大樓已廣泛使用中央空調(diào)設(shè)備。因?yàn)楣芾砗图夹g(shù)的原因，許多空調(diào)設(shè)備有不同程度的銹蝕和污垢產(chǎn)生，引起壓縮機(jī)排氣溫度升高，制冷量不斷下降，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行。本文針對福州東湖賓館等進(jìn)口的空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生的腐蝕和結(jié)垢現(xiàn)象，通過化學(xué)清洗進(jìn)行的防腐除垢，使空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行恢復(fù)了正常，下面提出一些問題供同行參考、討論。 

一、設(shè)備各部分垢型及其清洗方法 為了達(dá)到節(jié)水、節(jié)能、提高空調(diào)設(shè)備的制冷效果，要對中央空調(diào)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、翅片表面三部分進(jìn)行的清洗。由于各部分所處的環(huán)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(tǒng)來說，突出的是結(jié)垢問題，結(jié)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(chǎn)生，多半是由于循環(huán)冷卻水深縮倍數(shù)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(yīng)： C +2HCO-3=CaCO3↓+CO2↑+H2O由于溫度升高而向右移動(dòng)。從而使過飽和的難溶的碳酸鈣在傳熱面上結(jié)晶析出。結(jié)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(tǒng)的清洗，除了銹垢、油泥垢等外，還需考慮水垢的清洗，在化學(xué)清洗操作中酸洗的比重較大。 冷凍水是處在封閉系統(tǒng)中循環(huán)，水分不蒸發(fā)，循環(huán)水不產(chǎn)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(tǒng)可以說不具備水垢生長的條件。冷凍水系統(tǒng)主要產(chǎn)生油泥垢、銹垢，它是由腐蝕產(chǎn)生的含水氧化物以及外來物質(zhì)主要為粘泥、設(shè)備引入油膏等聚集而成的疏松、多孔或膠凝狀物構(gòu)成的，常可看到大量的微生物源。因此冷凍水系統(tǒng)化學(xué)清洗操作主要是去除設(shè)備和管道水側(cè)表面上的油污、浮銹，其化學(xué)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(xiǎn)。 清洗冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)可以起到節(jié)水節(jié)能作用。但是嚴(yán)重影響設(shè)備致冷效果的還是空調(diào)器翅片表面的污垢?？照{(diào)器表面的鋁質(zhì)翅片是處在空氣中，鋁材在空氣中是相當(dāng)穩(wěn)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(zhì)堵塞，對于餐廳油煙污垢則更嚴(yán)重，這些都嚴(yán)重影響冷卻效果。而鋁質(zhì)翅片很薄，翅片間隙小，強(qiáng)度很低，稍用力極易變形，尤其對吊頂式空氣處理機(jī)及風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)器的清洗操作難度，如果卸下來進(jìn)行清洗工作量相當(dāng)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(fù)利用。在空調(diào)不停機(jī)情況下，翅片表面含有很多冷凝露水，后一種方法更適用。實(shí)踐證明翅片經(jīng)過清洗后制冷效果能恢復(fù)至原設(shè)計(jì)指標(biāo)。 

二、夏季不停機(jī)清洗的可行性 許多賓館飯店提出空調(diào)系統(tǒng)的化學(xué)清洗往往處在盛夏即將來臨之時(shí)，這時(shí)候，又正是空調(diào)需要開機(jī)的時(shí)候，空調(diào)停機(jī)一天，旅客就有意見，如果停機(jī)清洗勢必影響賓館的營業(yè)，造成經(jīng)濟(jì)上損失。就我們的愿望，賓館中央空調(diào)的化學(xué)清洗應(yīng)盡量選擇在空調(diào)停用季節(jié)，如冬季。可是，就我們所接到的清洗任務(wù)來看，用戶多數(shù)在炎熱的夏季來臨時(shí)要求清洗。 

原因有二：首先冬季停機(jī)，用戶對空調(diào)的維護(hù)清洗不如夏季關(guān)心；其次，夏季來臨，空調(diào)的制冷量不足的矛盾充分表現(xiàn)出來，清洗的決心容易下。因此，尋求中央空調(diào)在夏季不停機(jī)清洗的辦法是必要的。 “不停機(jī)清洗”指的是清洗液循環(huán)過程中制冷壓縮機(jī)仍然處于開機(jī)狀態(tài)，清洗液作為冷卻水或冷凍水在空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部管線循環(huán)。尤其值得提到的是：當(dāng)清洗液作為冷凍水進(jìn)行循環(huán)時(shí)，清洗液除了流經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)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(jī)的負(fù)荷會(huì)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(jī)流出溫度為7℃，回流溫度仍可達(dá)到12℃(周圍空氣溫度30℃)，基本可適應(yīng)夏季空調(diào)的需要。 “不停機(jī)清洗”用的水泵是空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部配設(shè)的，系統(tǒng)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(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，短時(shí)間停機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外的管線連接(折卸也是一樣)，這是基本不影響空調(diào)的使用。 

三、高容量配液槽及其體積估算 大樓空調(diào)冷凍水系統(tǒng)與冷卻水系統(tǒng)是分別進(jìn)行清洗的。冷卻水系統(tǒng)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(tǒng)情況則必須安設(shè)配液槽，考慮到運(yùn)輸和管線連接，配液槽安裝在機(jī)房水泵附近較為方便。配液槽的容量要與冷卻水的儲(chǔ)水量相當(dāng)，否則一旦水泵停機(jī)，整個(gè)大樓的循環(huán)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(jù)中央空調(diào)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行估算。以福州東湖賓館為例，中央空調(diào)設(shè)備有日本FT150冷卻塔兩座和CR160及CR120空調(diào)機(jī)各一臺(tái)。中央空調(diào)供2號樓底層的餐廳、服務(wù)臺(tái)、商店等及2～10層174套客房調(diào)節(jié)室溫使用，計(jì)有FC風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組近200臺(tái)。冷凍水輸送高度為39.4m。冷凍水系統(tǒng)的管線直徑有ф200～ф12共11種規(guī)格，根據(jù)圖紙這些詳細(xì)資料可以計(jì)算出冷凍儲(chǔ)水總體積為7.93m3。 

據(jù)此，我們設(shè)計(jì)一個(gè)體積為8m3的配液槽。由于配液槽的體積大，為了便于運(yùn)輸，并考慮到使用上的靈活性，設(shè)計(jì)的配液槽為可拆式。配液槽由三節(jié)水箱(長1.8、寬1.2、高1.2米)組成，節(jié)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(gè)閥門，并在循環(huán)清洗過程加強(qiáng)值班監(jiān)視，配液槽的體積可以適當(dāng)減小。其次，如果將冷水系統(tǒng)分段清洗(各段體積分別為：冷凍機(jī)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(jī)清洗。 四、酸洗中銅鐵離子腐蝕 中央空調(diào)設(shè)備材質(zhì)主要是銅和鐵。設(shè)備內(nèi)部的銹蝕既有銅的氧化物，又有鐵的氧化物，當(dāng)針對這些氧化物投加鹽酸時(shí)，兩種氧化物都會(huì)溶解(這里僅寫出高價(jià)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(yīng)當(dāng)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(shè)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(xiàn)報(bào)道，二價(jià)銅離子深度高于0.2ppm時(shí)會(huì)引起鋼鐵的嚴(yán)重腐蝕。 

另一方面，三價(jià)的鐵離子也會(huì)反過來腐蝕金屬銅。即銅被鐵離子所氧化： Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+而新產(chǎn)生的二價(jià)銅離子又會(huì)進(jìn)一步氧化鐵。這就是說，在中央空調(diào)設(shè)備中，如果按常規(guī)酸洗，將會(huì)發(fā)生銅離子對兩種基體金屬互為腐蝕現(xiàn)象。 根據(jù)這些情況，我們通過試驗(yàn)，在配方上作了一些更改。其中關(guān)鍵的是添加了硫脲一類的有機(jī)抑制劑(硫脲對腐蝕的抑制作用試驗(yàn)將另文發(fā)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(luò)離子形式被穩(wěn)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(tài)，每1摩爾亞銅離子少應(yīng)供給3摩爾硫脲，此外還應(yīng)考慮被Cu++氧化為脲的硫脲，因此在酸洗液中應(yīng)投加過量的硫脲。 由于銹蝕中Cu++、Fe+++的含量難以估計(jì)，清洗過程中要加強(qiáng)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(xì)檢查設(shè)備，查看設(shè)備上是否有殘留銅附著于管子而未清洗掉。因?yàn)椴煌饘僦g存著電位差，銅的存在將使銅鐵腐蝕加速。 中央空調(diào)清洗后，在冷卻水和冷凍水系統(tǒng)中按工藝要求分別投加水質(zhì)處理藥劑以減緩重新結(jié)垢，并使清洗后的金屬表面形成防腐蝕被膜層。