隨著空調的普遍使用,空調循環冷卻水水質的好壞越來越引起人們的重視,冷卻水水質直接影響冷凝器內部的傳熱性能,在蒸發溫度和其他條件一定的情況下,冷凝溫度越低,制冷系數就越大,耗電量就越少,機組運行就越經濟。據資料測算,冷凝溫度每降低1℃,單位制冷量的耗功率約減少3%―4%。因此,保證循環冷卻水水質在一定的范圍內,是防止制冷機組制冷效率衰減的主要措施之一。
中央空調冷卻循環水系統中會產生水垢、菌藻滋生及腐蝕問題。在夏季供冷期冷卻循環為敞開式系統,同時空氣塵埃中有機物、微生物等會帶入水中,冷卻水的溫度很適合菌藻的生長,不斷生長的藻類會形成生物粘泥,在管道中的異氧菌、鐵細菌、硝化細菌、硫酸鹽還原菌等細菌的大量繁殖,造成管道內壁的腐蝕,產生鐵銹皮的脫落,影響冷凝器的換熱;循環冷卻水中還會生長軍團菌等病菌對人的身體造成傷害。水在冷卻塔中蒸發,使循環水中含鹽量逐漸增加,加上水中二氧化碳在塔中解析逸散,使水中碳酸鈣在傳熱面上結垢析出的傾向增加。循環水的中的鈣、鎂離子會附著在冷凝器銅管的內壁,形成致密水垢(主要是碳酸鈣垢)。水垢和污垢往往結合在一起,結垢和粘泥能引起或加重腐蝕,嚴重影響換熱。因此冷卻循環水處理的主要任務就是消除或減少結垢、腐蝕及生物粘泥的危害,以保證整個循環水系統的效率和使用年限。由于空調冷卻水系統的結垢、腐蝕和藻類滋生不是在短期內形成的,也不會在短期內對系統有破壞性的影響,往往得不到運行管理人員足夠的重視。但是“結垢、腐蝕、菌藻”是循環冷卻水系統不可忽視的問題。
中央空調循環冷卻水水質特點:夏季濃縮倍數高,與工業循環冷卻水系統相比,空調循環冷卻水系統的保有水量與循環水量之比非常小,若不進行強制排污,在短時間內冷卻水的濃縮倍數就會增高,甚至有的空調循環系統的濃縮倍數會高達10倍。微生物菌藻滋生嚴重,需要高效殺菌措施以及加強日常管理來控制微生物的滋長。
目前國內外針對中央空調循環冷卻水系統大部分借鑒工業循環冷卻水的辦法,即采用化學加藥處理辦法,它包括水處理系統、加藥系統、清洗系統、反洗系統和排污系統。系統補充水經離子交換除去硬度和鹽類結合循環水中加入阻垢劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑,并定期對系統進行清洗及反洗,已經形成全套的水處理技術。
但是由于空調循環冷卻水系統的保有水量與循環水量之比非常小,阻垢劑、殺菌劑、緩蝕劑的加入,會使水體鹽類、有機物大幅增加,使水質更加不穩定,而且溶解了大量化學藥劑的排污水會對環境產生一定的影響,針對中央空調循環冷卻水的現狀,新鄉市未來水化學有限公司利用自身優勢,開發研制出了一種全新的空調冷卻水處理方法:電化學循環冷卻水處理技術EOT(Electrochemical Oxidation Technology)。
EOT是運用電解原理來清除水垢、殺死細菌和緩解腐蝕,以達到循環冷卻水處理的目的,這個技術無化學污染,運行成本大大低于化學加藥的方法,而且維護費用低廉,對環境友好并使系統免于積垢。
EOT系統的具體工藝:空調冷卻水流經電解反應器,電解室內布置有不溶性的貴金屬電極,不溶性電極(陰極和陽極)施加安全電壓下的直流電電流,對流經其間的冷卻水進行電解反應,在陽極表面發生兩種消毒反應:
1. 陽極氧化作用:利用電解產生ClO-、HClO3、H2O2、O3、·OH-等氧化物質對微生物、綠藻進行殺滅,電極的直流電壓也可以直接作用于微生物,使其死亡。
2. 酸性催化作用:根據水電離的方程式H2ODH++OH-,在陽極附近的冷卻水呈現酸性,而在陰極附近的冷卻水呈現堿性。酸性微環境會使水體里的微生物、綠藻失活。
由于陰極附近的冷卻水呈現明顯的堿性,基于高PH小環境下在陰極區會發生反應如下:
Mg(HCO3)2 + 4OH- → Mg(OH)2↓ + 2H2O + 2CO3-2
Ca(HCO3)2 + 2OH- → CaCO3↓ + 2H2O + CO3-2
Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + 2H2O + CO2↑
(SiO2)aq → SiO2↓
在這個過程中水垢的主要成分碳酸鎂,碳酸鈣,氫氧化鎂和二氧化硅,這些物質都幾乎都被陰極捕獲固定。由于陰極表面形成的水垢,使冷卻水系統的水質逐漸軟化,使系統的水垢逐漸溶解脫落。
當中央空調冷卻水系統經過持續的電解處理后,由于陰極的析氫作用和水中溶解的CO2逃逸,整個循環水水體的PH值會逐漸升高,弱堿性的水體會使腐蝕作用減到最低水平。
EOT系統的優勢:
1. 無化學附加物質生成;
2. 清潔水體并抑制微生物、綠藻生成,破壞微生物生長環境并摧毀生物膜;
3. 抑制水垢生成;
4. 通過創造一個堿性環境來移除腐蝕發生的隱患;
5. 自動持續的移除懸浮物和水垢;
6. 提供自動操作設備;
7. 節省維修;
8. 不需要運輸、儲運有安全隱患的化學藥劑;
9. 沒有環境限制、對環境無害;
EOT系統完美的解決了中央空調冷卻水的結垢、生物粘泥、腐蝕三大問題。這個技術同時適用于工業上各種循環冷卻水系統。


