中央空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)簡介

1、中央空調(diào)系統(tǒng)簡介隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長， 中央空調(diào)被廣泛使用， 尤其是城市的賓館、 飯店、 大型商場、 娛樂場所、 大型寫字樓、 辦公樓、 現(xiàn)代化生產(chǎn)車間都相繼安裝了中央空調(diào)設(shè)備， 它不僅給人 們帶來舒適的環(huán)境， 同時(shí)也被用來調(diào)節(jié)工業(yè)生產(chǎn)所需環(huán)境的溫度和濕度。 中央空調(diào)循環(huán)水系 統(tǒng)包括冷卻水系統(tǒng)、 冷凍水系統(tǒng)和采暖水系統(tǒng)。 冷卻水系統(tǒng)是由熱交換器、 冷卻水泵、 管道、 冷卻塔、貯水池組成。冷卻水在冷凍機(jī)里冷卻受熱受壓的制冷劑，溫度上升至37C左右，經(jīng)水泵送至冷卻塔， 冷卻后返回至冷凍機(jī)中循環(huán)使用。 冷凍水系統(tǒng)是由熱交換器、 冷凍水泵、 管道、風(fēng)機(jī)盤管、膨脹水箱組成。冷凍水在冷凍機(jī)中被制冷劑

2、冷卻至7C左右后送往風(fēng)機(jī)盤管，與空氣進(jìn)行熱交換升溫至12C左右后，再返回到冷凍機(jī)中被冷卻。熱媒水在熱水鍋爐中被加熱至60C左右后送往風(fēng)機(jī)盤管，與空氣進(jìn)行熱交換降至55C左右后，再返回到鍋爐中加熱。熱水和冷凍水共用一套管道系統(tǒng)。1 中央空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)中央空調(diào)一般承擔(dān)著夏季供冷、 冬季供熱的任務(wù)， 春季和秋季停機(jī)檢修或保養(yǎng)， 即使在 正常運(yùn)行期間也根據(jù)氣溫的變化和工作環(huán)境的需要停機(jī)。 大多數(shù)企事業(yè)單位由于編制上的限 制不設(shè)專門水處理技術(shù)管理人員， 實(shí)行粗放式管理， 因此， 水處理技術(shù)和方案對這一情況應(yīng) 有較強(qiáng)的適應(yīng)性，既要有良好的處理效果，又要管理簡單方便，水處理成本低廉。 2冷凍水系統(tǒng)特點(diǎn)冷凍水系

3、統(tǒng)是以水做冷媒介質(zhì)和空氣進(jìn)行能量交換的密閉式體系，雖然與外界接觸較 少，但在整個(gè)體系的最高處設(shè)有膨脹水箱， 這樣冷凍水介質(zhì)還是和空氣有所接觸， 使溶解氧 和一些營養(yǎng)物進(jìn)入冷凍水系統(tǒng)， 導(dǎo)致粘泥沉積， 不僅影響傳熱， 還可能形成氧濃差引起設(shè)備 的腐蝕，經(jīng)常出現(xiàn)黃褐色水質(zhì)或黑灰色水質(zhì)。因此，對于冷凍水系統(tǒng)水處理 的重點(diǎn)是控制設(shè)備的腐蝕及粘泥的產(chǎn)生。3冷卻水系統(tǒng)特點(diǎn) 冷卻水在循環(huán)使用過程中不斷蒸發(fā)濃縮， 含鹽量不斷上升， 為了不使含鹽量無限制的升 高，必須排放掉一部分冷卻水，同時(shí)補(bǔ)入新鮮水，前者稱之為排污，后者稱之為補(bǔ)水。含鹽 量上升后極易在熱交換器的水側(cè)形成水垢，垢的形成不僅使傳熱效率下降、制冷負(fù)

4、荷增大， 還會形成垢下腐蝕， 造成水電浪費(fèi)和縮短機(jī)組使用壽命。 冷卻水系統(tǒng)的另一特點(diǎn)是保有水量 小，極易濃縮，如掌握不好排污量和補(bǔ)水量，濃縮倍數(shù)波動較大，難以保證水處理效果。因 此，對于冷卻水系統(tǒng)水處理的重點(diǎn)是控制結(jié)垢兼顧緩蝕。 中央空調(diào)系統(tǒng)為什么會有上面所講的問題呢，主要是由于其媒介水所造成的。自然界中的水是怎樣的？水在自然界中大量的存在， 比較容易取得， 價(jià)格便宜。 水的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定， 水的潛熱大， 這是水成為工業(yè)首選作為冷卻介質(zhì)或熱載體的重要原因。但自然界中的水并非純凈的物質(zhì)， 因?yàn)樗呛芎玫娜軇?當(dāng)它流過巖石、 礦床和土壤時(shí)， 就會有很多的鹽類溶入其中。 空氣中 帶入塵埃、 有機(jī)

5、物及其它們的分解產(chǎn)物， 水中生長的物質(zhì)， 都將成為各種各樣的雜質(zhì)， 溶入 水中。 那么， 溶入水中的鹽類和雜質(zhì)以離子形態(tài)存在的有陽離子：Ca2+、 Mg2+、 Na+、 Fe2+、 Zn2+、CU+、Mri+、H>NH+ 等；以陰離子形態(tài)存在的有：C&-、HCO、Cl-、SQ2-、NO-、HSiQ-、F、HPO-、OH、HBO-、HPd-、HCO、NQ、HS等；以氣態(tài)存在于水中的有：CO、Q、N、HN、SO、HS、CH、Hi等；以懸浮物形式存在于水中的有粘土、無機(jī)的土壤污物、有機(jī)污物、有 機(jī)廢水、各種微生物；還有以膠體形式存在于水中的SiOi、FeiO、AI2Q、Mn®

6、植物色素、生長在水中的各種細(xì)菌和藻類。人類可利用的淡水資源主要來自地表水 （江河水、 湖水）和地下水 （井水） ，不同水源、 不同地區(qū)、周圍的不同環(huán)境和不同季節(jié)，自然界水中的各類雜質(zhì)的品種和量有很大的差別。中央空調(diào)系統(tǒng)中的垢是怎樣產(chǎn)生的？自然水（地表水） 經(jīng)城市自來水廠處理后， 絕大部分的懸浮物、 膠體性雜質(zhì)基本被清出水體， 而溶于水中的陽離子和氣體， 仍存在于水中。 這樣的水作為補(bǔ)充水加入中央空調(diào)外循環(huán)冷卻 水系統(tǒng)中， 經(jīng)熱交換器進(jìn)行熱交換后， 水溫提高， 經(jīng)涼水塔曝氣純水被蒸發(fā)出去循環(huán)水逐漸 被濃縮，水中二氧化碳的含量與碳酸鹽硬度之間的平衡關(guān)系被破壞：2+ -Ca2+2HCO3- =CaC

7、O3 CO2 十 H2OMg2+2HCO3- =Mg（ OH）2 2CO2 而碳酸鹽在水中的溶解度隨著水溫的升高而降低， 當(dāng)水中碳酸鹽由水中析出沉積在換熱器水 側(cè)表面時(shí)， 這就形成了垢。 垢的生成將影響熱交換的正常進(jìn)行， 造成中央空調(diào)制冷能力下降， 電耗量增加。水垢的危害 - 降低制冷效果、增加電能消耗，嚴(yán)重時(shí)造成主機(jī)高壓事故停機(jī) 由于水中溶有大量堿土金屬離子和碳酸氫根等，這些離子遇熱后結(jié)合將生成不溶解的鹽類， 我們稱之為水垢。 水垢的導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.8 ，而冷凝器和蒸發(fā)器的紫銅管的導(dǎo)熱系數(shù)為320，兩者相差懸殊。水垢將影響熱傳遞，這會帶來兩個(gè)方面的問題，首先降低制冷效果，1 毫米水垢將使制

8、冷量降低 20-40%；其次將使冷凝器壓力升高，增大壓縮機(jī)正背面壓力差，導(dǎo)致 電機(jī)負(fù)荷增加， 多消耗電能。 1 毫米水垢將多消耗電 20-30%，水垢嚴(yán)重時(shí)將造成中央空調(diào)主 機(jī)高壓事故停機(jī)。中央空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)備腐蝕的原因？ 前面在介紹自然界中的水中含有的陰離子屬于腐蝕性介質(zhì)。 另外， 水中的溶解氧的存在， 它 在水側(cè)金屬表面形成氧的濃差， 產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。 如果水中還含有其它陰離子如氯離子、 硫 酸根離子都會造成金屬的腐蝕， 如果水系統(tǒng)中有不銹鋼材料， 水中存有高濃度的氯離子時(shí)將 造成了不銹鋼的局部腐蝕，嚴(yán)重的點(diǎn)蝕可造成設(shè)備穿孔。腐蝕過程可表示為：Fe= Fe 2+2e1/2O2 +H2O+2e

9、 =2OH- 2+ -Fe2+ +2OH- =Fe （OH）2 氫氧化亞鐵極易氧化成紅棕色的鐵銹，這就是冷凍水出現(xiàn)紅水的主要原因。在循環(huán)水系統(tǒng)中， 菌藻的滋生和死亡， 與水中機(jī)械雜質(zhì)混合成為粘泥如附著在管道和換 熱器表面將同垢一樣影響熱傳導(dǎo)， 同時(shí)給厭氧菌造成了生存的空間， 將以鐵為營養(yǎng)源加速設(shè) 備的腐蝕進(jìn)程。反應(yīng)如下：2- + 2-SO42- + 8H + + 8e =S 2- + 4H2O + 能量（供細(xì)菌生存用）Fe2- + S 2- =FeS 黑色帶臭味的腐蝕產(chǎn)物 Fe2- +細(xì)菌t Fe3+ +能量（供細(xì)菌生存用） 在中央空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)， 人們?yōu)榱朔乐构傅漠a(chǎn)生， 多采用軟化水， 但

10、軟化水中仍含有溶解 氧，而且系統(tǒng)中還會不斷溶解入空氣這是造成冷凍水系統(tǒng)遭到腐蝕的原因。 腐蝕的危害 - 腐蝕設(shè)備和管道，嚴(yán)重時(shí)造成穿孔泄漏等重大停機(jī)事故?？照{(diào)系統(tǒng)的冷卻， 冷凍水未經(jīng)處理有極強(qiáng)的腐蝕性， 如將普通鋼片或鐵釘放入水中， 幾天后 就會出現(xiàn)鐵銹，放置時(shí)間越長則銹蝕越嚴(yán)重。系統(tǒng)管道及設(shè)備內(nèi)壁常因腐蝕造成銹渣脫落， 甚至穿孔， 脫落的銹渣會堵塞盤管， 使空調(diào)效果下降； 同時(shí)腐蝕的存在使設(shè)備的使用壽命大 為縮短。 一旦腐蝕穿孔， 水將進(jìn)入氟利昂 （使用氟利昂作為制冷劑的機(jī)組） 時(shí)間長將生成鹽 酸和氫氟酸， 造成嚴(yán)重的設(shè)備損害事故。 溴化鋰機(jī)組由于是真空設(shè)備， 并且溴化鋰有強(qiáng)腐蝕 性，因而更

11、不允許泄漏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，未做水處理的系統(tǒng)，設(shè)備使用壽命縮短30-50%。微生物藻類的危害 - 堵塞管道、阻礙水流動、降低熱交換效率。冷卻塔的水溫在 32-37C之間，比較適合微生物繁殖。藻類、細(xì)菌和真菌快速繁殖，這些微 生物分泌出大量粘液， 將水中不溶性雜質(zhì)粘結(jié)一起， 附著于設(shè)備和管道的內(nèi)表面， 阻礙水的 流動和熱交換，多耗電能，造成高壓運(yùn)行為了解決中央空調(diào)系統(tǒng)諸多的問題， 近幾年來， 在中央空調(diào)水系統(tǒng)包括外循環(huán)冷卻水、 冷凍 水、采暖水推廣應(yīng)用物理法水處理技術(shù)已取得了很好的進(jìn)展，中央空調(diào)機(jī)組、管線的結(jié)垢、 腐蝕得到了很好的控制， 對于確保中央空調(diào)使用壽命、 降低能耗和長周期穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了很 好的

12、作用。中央空調(diào)常用術(shù)語、計(jì)算公式及單位換算冷、熱負(fù)荷： 為了維持房間溫度恒定，單位時(shí)間內(nèi)需要供給房間的冷熱量，夏季為冷負(fù)荷，冬季為熱負(fù)荷，常用單位 W或KW制冷量： 空調(diào)器進(jìn)行制冷運(yùn)行時(shí)， 單位時(shí)間內(nèi)， 低壓側(cè)制冷劑在蒸發(fā)器中吸收的熱量。 常用 單位為W或 KW設(shè)備制冷量應(yīng)大于設(shè)計(jì)負(fù)荷。公稱壓力（ PN）： 是在某溫度下能長期穩(wěn)定工作的耐壓強(qiáng)度，bar試驗(yàn)壓力（Ps）:對制品進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的壓力，指管道試壓時(shí)的壓力，一般為公稱壓力的1.5倍公稱直徑（DN :這是緣自金屬管的管璧很薄，管外徑與管內(nèi)徑相差無幾，所以取管的外徑 與管的內(nèi)徑之平均值當(dāng)作管徑稱呼。無縫鋼管： 45x2.5, 76x3.5,

13、 89x3.5, 108x4, 133x4, 159x4.5，外徑 x 壁厚 風(fēng)冷: 與冷凝器換熱的介質(zhì)為空氣，用風(fēng)冷代替水冷的冷卻水，無冷卻水系統(tǒng)。水冷: 與冷凝器換熱的介質(zhì)為水（冷卻水系統(tǒng)）VRV: 全稱為 Variable Refrigerant Volume 系統(tǒng) , 即制冷劑流量可變系統(tǒng)，它是在分體式空 調(diào)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。冷媒與空氣直接換熱，沒有冷卻水系統(tǒng)。揚(yáng)程: 單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚(yáng)程，近似為泵出口和入口壓力差比熱: 不同物質(zhì)升高同樣溫度時(shí)， 其需的熱量是不一樣的， 單位質(zhì)量物體溫度升高一度， 所 需要的熱量。水的熱量為4.19kJ/ I kg. C，空氣比熱

14、0.24kcal/I kg. C。性能系數(shù):制冷（熱）循環(huán)中產(chǎn)生的制冷（熱）量與制冷（熱）所耗功率之比為性能系數(shù)，制冷時(shí)稱為能效比，用EER表示；制熱時(shí)稱為性能系數(shù)，用COP表示；冷卻塔: 借助空氣使水得到冷卻的專用設(shè)備，一般安裝在樓房的頂部，在制冷、電力、化工 等許多行業(yè)中，從冷凝器等設(shè)備中排出的冷卻水，都是經(jīng)過冷卻塔冷卻后循環(huán)使用的。制冷劑: 制冷劑即制冷工質(zhì)， 是制冷系統(tǒng)中完成制冷循環(huán)的工作介質(zhì)， 制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸 取被冷卻的對象的熱量而蒸發(fā)， 在冷凝器內(nèi)將熱量傳遞給周圍空氣或水而被冷凝成液體。制冷機(jī)借助制冷劑的狀態(tài)變化，達(dá)到制冷的目的。載冷劑: 載冷劑是指在間接制冷系統(tǒng)中用以傳送冷量

15、的中間介質(zhì)。載冷劑在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻后， 送到冷卻設(shè)備冷卻， 吸收被冷卻物體或環(huán)境的熱量， 再返回蒸發(fā)器被制冷劑重新 冷卻，如此不斷循環(huán)，以達(dá)到連續(xù)制冷的目的。熱泵: 用人工的方法將低溫區(qū)的熱量移送到高溫區(qū)， 若轉(zhuǎn)移熱量是為了獲得低于環(huán)境的溫度 需要， 此種方法稱為“制冷”； 若為將低溫區(qū)無用的熱量移送到高溫區(qū)成為用用的或用途更 大的熱量， 此種方法稱為“熱泵”。 制冷和熱泵原理是相同的， 機(jī)械設(shè)備也基本相同， 但由 于使用目的不一樣，熱力參數(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求不同。水環(huán)熱泵： 由分散布置的水源熱泵機(jī)組、水環(huán)路系統(tǒng)、散熱裝置、輔助熱源和控制 系統(tǒng)組 成的冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng)。 水環(huán)熱泵系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)控制靈， 同時(shí)供冷供熱， 運(yùn)行節(jié)能， 施工簡 便等特點(diǎn)。沒有冷凍水系統(tǒng)，沒有集分水器，沒有機(jī)房。水源熱泵：水源熱泵是一種利用地球表面或淺層水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜龋┑募瓤晒嵊挚芍评涞母咝Ч?jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源/水源/ 水環(huán)熱泵空調(diào) 都是是利用地球表面或淺層水源作為冷熱源， 將低品位熱能轉(zhuǎn)化為 用于供熱的高品位熱能