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中央空调系统腐蚀和结垢的化学清洗
中央空调系统广泛应用于酒店和其他建筑中。由于管理和技术问题,许多设备出现不同程度的腐蚀和结垢,导致制冷性能下降,严重影响设备运行。本文基于福州东湖酒店的进口空调系统,探讨了针对腐蚀和结垢的化学清洗方法,以恢复空调系统的正常运行。
1. 设备各部件的结垢类型和清洗方法
为了节约能源,提高制冷效果,中央空调设备的冷却水系统、冷冻水系统和散热翅片表面需要彻底清洗。由于各部件的环境和条件差异,结垢类型和腐蚀程度不同。
冷却水系统主要存在结垢问题,即不溶性盐或氧化物晶体在换热表面上的沉积。其形成主要是由于循环冷却水浓度的增加和冷凝器热交换水温的升高,影响了盐在水中的溶解度。例如,碳酸钙的沉淀是由于水温升高,导致化学平衡向沉淀方向移动。
冷却水系统的清洗重点在于去垢,去除铁锈、油污等杂质。在化学清洗过程中,酸洗占据较大比例。冷冻水系统属于封闭循环,水不蒸发,不浓缩,不具备结垢条件。其主要污染物是油污和铁锈,由腐蚀产物和外部杂质组成。化学清洗主要针对设备和管道水侧表面的油污和锈垢,碱洗在清洗过程中占比较大,以降低金属腐蚀风险。
影响空调制冷效果最显著的是散热翅片表面的污垢。翅片间隙狭小,容易堵塞,影响换热。虽然铝翅片在空气中具有稳定性,但灰尘、烟尘和纤维物质会造成堵塞,尤其是在餐厅环境中,油烟污染尤为严重。翅片清洗难度较大,拆卸清洗工作量大。气溶性表面活性剂可用于清洁翅片表面,类似于地毯清洁,由专用工具完成。在可能的情况下,也可使用压力冲洗,清洗液可通过冷凝盘回收利用。实践证明,翅片清洗后,制冷效果可恢复至设计指标。
2. 夏季不停机清洗的可行性
许多酒店希望在盛夏即将到来时进行空调清洗。此时空调需求量大,停机清洗会影响运营,造成经济损失。理想情况下,空调清洗应选择在淡季进行,例如冬季。但事实上,大多数用户更倾向于在酷暑来临前进行清洗,以解决制冷量不足的问题。
有必要探索中央空调夏季不停机清洗的方法。不停机清洗是在制冷压缩机运行状态下,将清洗液作为冷却水或冷冻水在空调系统内部循环。值得注意的是,当清洗液作为冷冻水循环时,其不局限于系统内部管道,还需要流经外部配液槽,影响冷冻保温,增加压缩机负荷。以福州东湖酒店清洗为例,清洗液作为冷冻水流出压缩机的温度为 7℃,回流温度仍可达到 12℃(周围空气温度为 30℃),基本满足夏季空调需求。不停机清洗需配备水泵,连接空调系统内部,外部配液槽和管道提前接通,选择夜间或温度较低时,短时间内完成系统内外管道的连接拆卸,基本不影响空调使用。
3. 高容量配液槽及其体积估算
大幅度修改后内容:建筑暖通空调系统中的冷冻水系统和冷却水系统需要定期清洗。冷却水系统的清洗可以使用冷却塔底部的水池作为配液罐,而冷冻水系统的清洗则需要安装专门的配液罐。
配液罐的容量取决于冷却水或冷冻水的储水量。过小的配液罐会造成清洗液溢流,而过大的配液罐会影响运输和管道连接。配液罐的容量需要根据中央空调设计图纸进行计算。
例如,福州东湖酒店的中央空调系统包括日本FT150冷却塔和CR160和CR120风冷机组,用于调节2号楼底层餐厅、服务台、商店等,以及2~10层共174套客房的室温。系统输送高度为39.4米的冷冻水,管道直径共11种。根据图纸计算,冷冻水的储水总体积为7.93m³。设计了一个容积为8m³的配液罐。
为了便于运输和使用,配液罐采用可拆卸设计,由三节水箱(长1.8米,宽1.2米,高1.2米)组成,节间通过螺钉紧固,连接处使用石棉垫片密封。为了减小配液罐的体积,可以在配液罐回流水入口处配置阀门,并加强值班监控,从而适当减少配液罐的体积。
另一种减少配液罐体积的方法是将冷水系统分段清洗,但这种方法会延长工期,增加不便,因此不建议采用。
四、铜铁离子酸洗腐蚀中央空调设备主要由铜和铁制成,其内部的腐蚀产物包括铜氧化物和铁氧化物。在盐酸酸洗过程中,这些氧化物会溶解,但铜离子会快速还原为铜,并腐蚀钢铁表面。
为了防止铜离子腐蚀,在酸洗配方中添加了硫脲等有机抑制剂。硫脲可以通过还原作用和络合作用来稳定亚铜离子,从而抑制腐蚀。在清洗过程中,需要监测铜离子浓度,以确保硫脲用量充足。
清洗后,必须仔细检查设备,是否存在残留铜未被清除,因为残留铜会加速铜铁之间的腐蚀。清洗完成后,根据工艺要求,在冷却水和冷冻水系统中加入水质处理剂,以减缓重新结垢并保护金属表面。