中央空调化学清洗的几个问题

目前许多宾馆饭店的大楼已广泛使用中央空调设备因为管理和技术的原因许多空调设备有不同程度的锈蚀和污垢产生引起压缩机排气温度升高制冷量不断下降严重影响设备的安全运行本文针对福州东湖宾馆等进口的空调系统发生的腐蚀和结垢现象通过化学清洗进行的防腐除垢使空调系统的运行恢复了正常下面提出一些问题供同行参考、讨论翅片

一、设备各部分垢型及其清洗方法

为了达到节水、节能、提高空调设备的制冷效果要对中央空调设备冷却水系统、冷冻水系统、翅片表面三部分进行全面的清洗由于各部分所处的环境和条件极不相同其污垢的类型和锈蚀的程度也有很大的不同 对于冷却水系统来说突出的是结垢问题结垢是在换热表面上附着的一层不溶性盐类或氧化物晶体的生长物它的产生多半是由于循环冷却水深缩倍数的提高和冷凝器热交换水温上升使盐类在水中的溶解度受到影响所致中央空调

液槽

如反应： C +2HCO-3=CaCO3↓+CO2↑+H2O由于温度升高而向右移动从而使过饱和的难溶的碳酸钙在传热面上结晶析出结垢影响冷却水的流量一层薄垢即可使传热速率急剧下降因此冷却水系统的清洗除了锈垢、油泥垢等外还需考虑水垢的清洗在化学清洗操作中酸洗的比重较大 冷冻水是处在封闭系统中循环水分不蒸发循环水不产生浓缩不存在难溶盐的过饱和问题水温也较低因此冷冻水系统可以说不具备水垢生长的条件冷冻水系统主要产生油泥垢、锈垢它是由腐蚀产生的含水氧化物以及外来物质主要为粘泥、设备引入油膏等聚集而成的疏松、多孔或胶凝状物构成的常可看到大量的微生物源因此冷冻水系统化学清洗操作主要是去除设备和管道水侧表面上的油污、浮锈其化学清洗操作中碱洗的比重较大从而减少腐蚀金属的潜在危险 清洗冷却水系统、冷冻水系统可以起到节水节能作用但是严重影响设备致冷效果的还是空调器翅片表面的污垢空调器表面的铝质翅片是处在空气中铝材在空气中是相当稳定的不必考虑锈蚀问题翅片之间主要被大量的灰尘、烟灰和各类纤维状物质堵塞对于餐厅油烟污垢则更严重这些都严重影响冷却效果而铝质翅片很薄翅片间隙小强度很低稍用力极易变形尤其对吊顶式空气处理机及风机盘管空调器的清洗操作难度极大如果卸下来进行清洗工作量相当大对于翅片表面的清洗可以使用气溶性表面活性剂类似于粉尘化清洗地毯的办法由专用工具解决在可能的情况下也可使用液体清洗剂压力冲洗清洗液通过冷凝盘回收重复利用在空调不停机情况下翅片表面含有很多冷凝露水后一种方法更适用实践证明翅片经过清洗后制冷效果能恢复至原设计指标

二、夏季不停机清洗的可行性

许多宾馆饭店提出空调系统的化学清洗往往处在盛夏即将来临之时这时候又正是空调最需要开机的时候空调停机一天旅客就有意见如果停机清洗势必影响宾馆的营业造成经济上损失就我们的愿望宾馆中央空调的化学清洗应尽量选择在空调停用季节如冬季可实际上用户多数在炎热的夏季来临时要求清洗

冷冻水系统

原因有二：首先冬季停机用户对空调的维护清洗不如夏季关心其次夏季来临空调的制冷量不足的矛盾充分表现出来清洗的决心容易下因此寻求中央空调在夏季不停机清洗的办法是必要的 “不停机清洗”指的是清洗液循环过程中制冷压缩机仍然处于开机状态清洗液作为冷却水或冷冻水在空调系统内部管线循环尤其值得提到的是：当清洗液作为冷冻水进行循环时清洗液除了流经系统内部管线外还需流过外部的配液槽而使冷冻保温受到一些影响压缩机的负荷会有所增加以福州东湖宾馆清洗为例清洗液作为冷冻水从制冷压缩机流出温度为7℃回流温度仍可达到12℃(周围空气温度30℃)基本可适应夏季空调的需要 “不停机清洗”用的水泵是空调系统内部配设的系统外部的配液槽和管线要事先连接好然后选夜间气温较低、旅客进入睡眠状态时短时间停机进行系统内和系统外的管线连接(折卸也是一样)这是基本不影响空调的使用

三、高容量配液槽及其体积估算

大楼空调冷冻水系统与冷却水系统是分别进行清洗的冷却水系统清洗可以直接利用冷却塔底部水池作为配液槽而冷冻水系统情况则必须安设配液槽考虑到运输和管线连接配液槽安装在机房水泵附近较为方便配液槽的容量要与冷却水的储水量相当否则一旦水泵停机整个大楼的循环清洗液几乎全部回流到配液槽中而造成溢流 高容量配液槽的体积可根据中央空调设计图纸进行估算以福州东湖宾馆为例中央空调设备有日本FT150冷却塔两座和CR160及CR120空调机各一台中央空调供2号楼底层的餐厅、服务台、商店等及2～10层174套客房调节室温使用计有FC风机盘管机组近200台冷冻水输送高度为39.4m冷冻水系统的管线直径有ф200～ф12共11种规格根据图纸这些详细资料可以计算出冷冻储水总体积为7.93m3据此我们设计一个体积为8m3的配液槽由于配液槽的体积大为了便于运输并考虑到使用上的灵活性设计的配液槽为可拆式配液槽由三节水箱(长1.8、宽1.2、高1.2米)组成节间由螺钉紧固连接处以石绵为垫片 为了缩小配液槽体积可以在配液槽回流水的入口处配上一个阀门并在循环清洗过程加强值班监视配液槽的体积可以适当减小其次如果将冷水系统分段清洗(各段体积分别为：冷冻机房1.18m3大楼3.62m3楼间管3.14m3)配液槽体积可以减小一半但这样清洗是很不方便的工期拖长而且诓无法做到不停机清洗

四、酸洗中铜铁离子腐蚀

中央空调设备材质主要是铜和铁设备内部的锈蚀既有铜的氧化物又有铁的氧化物当针对这些氧化物投加盐酸时两种氧化物都会溶解(这里仅写出高价氧化物)： CuO+2H+=Cu2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O锈蚀可以很快清洗掉但是在钢表面上铜离子迅速被还原为铜并溶解与其相应当量的铁： Cu2++Fe=Cu+Fe2+在碳钢试片上可以观察到紫红色的铜层这说明试片被铜离子所腐蚀

可以设想由于锈蚀和污垢被清除掉清洗液所到之处干净的钢铁表面都可能被镀上一层疏松的金属铜有文献报道二价铜离子深度高于0.2ppm时会引起钢铁的严重腐蚀另一方面三价的铁离子也会反过来腐蚀金属铜即铜被铁离子所氧化： Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+而新产生的二价铜离子又会进一步氧化铁这就是说在中央空调设备中如果按常规酸洗将会发生铜离子对两种基体金属互为腐蚀现象 根据这些情况我们通过试验在配方上作了一些更改其中关键的是添加了硫脲一类的有机抑制剂(硫脲对腐蚀的抑制作用试验将另文发表)硫脲的抑制作用是基于它的还原作用可将Cu++还原到Cu+将Fe+++还原到Fe++而且硫脲还能与亚铜离子形成一系列配位化合物使亚铜离子以络离子形式被稳定下来： 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亚铜离子状态每1摩尔亚铜离子最少应供给3摩尔硫脲此外还应考虑被Cu++氧化为脲的硫脲因此在酸洗液中应投加过量的硫脲 由于锈蚀中Cu++、Fe+++的含量难以估计清洗过程中要加强Cu++、Fe+++离子浓度的分析以判断酸液中硫脲是否足量 另外在清洗之后必须仔细检查设备查看设备上是否有残留铜附着于管子而未清洗掉因为不同金属之间存着电位差铜的存在将使铜铁腐蚀加速 中央空调清洗后在冷却水和冷冻水系统中按工艺要求分别投加水质处理药剂以减缓重新结垢并使清洗后的金属表面形成防腐蚀被膜层