【摘  要】本文通过对当前中央空调系统采用的水质处理的化学方法和物理方法进行分析比较，并结合两种方法在电信中央空调系统的实际运行情况进行应用分析，根据电信中央空调系统的特点，提出电信中央空调系统适合以化学水处理为主，稳步推进物理水处理方法的应用思路，从而使电信中央空调系统达到运行可靠、节能高效的目的。

【关键词】电信 中央空调 水质处理 应用分析

一、    引言

目前，随着电信企业竞争的加剧，运营成本与企业效益有着密切关系。节约用电是节约运营成本主要工作之一，而设备的耗电，空调的比例占了约60％，其中中央空调系统平时的运转费用又占总空调费用的40%～60%。若对中央空调系统维护保养不周，会导致空调制冷效果越来越差，耗电越来越多，成本越来越高。因此，管理操作人员需认真研究制订针对电信中央空调系统特点的维修保养计划，使中央空调始终处于安全可靠、节能高效工况下运行。

二、电信中央空调系统的运行特点

电信中央空调系统主要用来调节电信机房一年四季的温、湿度，提高机房运行设备安全性、可靠性，其特点如下：1、南方电信机房的空调负荷特点是全年均是冷负荷。由于电信机房中安装使用的是通信设备，因此空调负荷中主要是设备发热量引起的冷负荷，其次是机房围护结构、照明设备及新风的热量所形成的冷负荷。尽管在冬季，其设备发热量也会大于围护结构、新风冷负荷，因此机房内还有余热，机房的空调仍需处于供冷运行状态。2、南方电信机房需常年供冷，需保障中央空调系统设备24小时不间断运行。3、随着天气温湿度的变化及机房设备的发热量变化，使得机房空调负荷不稳定，要求空调系统变工况性能好，调节灵敏。既要满足个别恶劣环境下的高峰负荷，又要在大部分时间低负荷工况下有良好的经济性能。

根据电信中央空调系统运行特点，除了需做好冷水机组、空调末端设备的维护保养外，由于南方电信中央空调系统都是水冷系统，重视中央空调水系统的水质处理也是至关重要的。

三、水质处理技术

中央空调系统的水在循环再用的过程中所发生的一些化学反应以及生物衍生过程对金属管材都有腐蚀作用，会降低冷凝器、蒸发器热交换效率，使设备的耗能增大，进而增加经营成本。

把空调的冷冻水和冷却水循环再用，并对其进行有效的水质处理，是实现资源节约、节能降耗的有效手段，因而有必要进行之。

空调循环水水质处理应能实现阻垢、防锈和灭藻抑菌三个目的。

3.1、冷冻水系统的主要隐患及化学方法处理技术

冷冻循环水系统的主要隐患是较严重的腐蚀和粘泥沉积，因此水处理的着重点是防腐蚀和防粘泥沉积。根据冷冻水低温、密闭循环的特点，采用高pH值下的长效缓蚀剂进行防腐蚀处理，并定期投加高效杀菌、粘泥剥离剂，抑制菌类和微生物的生长，保证水流畅通和保持良好的热交换效率。

3.2、冷却循环水系统主要隐患及化学方法处理技术

敞开式循环冷却水系统主要是依靠冷却塔风机带动空气流动以及蒸发水份来产生降温，与此同时循环水被浓缩（盐份浓度增高），空气中有害物进入冷却水中。因而敞开式循环冷却水存在着更为严重的腐蚀、结垢、微生物及粘泥的危害，其水处理工艺比密闭式系统处理工艺更为复杂和严格。对应的化学水处理技术主要采取投加高效缓蚀剂、阻垢剂、杀菌及剥离粘泥剂，控制循环水浓缩倍数，防止环境对循环水污染等措施。

通常，在有效地控制循环水的腐蚀、结垢及生物粘泥等危害的前提下，应尽可能在较高浓缩倍数下运行，从而获得最大限度的节约用水和最佳的水处理经济效益。

电信机楼空调循环水的补充水源是自来水，如广州自来水水质属于中等硬度、低碱度，有一定结垢倾向和较强腐蚀性。在水的循环过程中，冷却水蒸发引起浓缩。当浓缩倍数为1时，实际上是直流水，虽然不会结垢，但却浪费水。当浓缩倍数增大至7以内，排污水量和补充水量迅速下降，节水效果明显，但水的结垢倾向增强，须采用阻垢剂防止结垢。当浓缩倍数大于7，排污水量和补充水量下降缓慢，节水程度减少，此时结垢倾向加剧，药物不易控制结垢。因此，根据广州自来水的硬度，冷却循环水的运行浓缩倍数宜采用5～6。

夏季气温高，蒸发量大，很多空调冷却水的浓缩倍数较高，所以夏季所用的水处理药剂一般考虑以阻垢分散为主，但也必须具备对碳钢、铜及铜合金具有良好的缓蚀性能。秋冬季气温低，蒸发量大大减少，此季节浓缩倍数较低，主要存在锈蚀倾向，故此改用以缓蚀为主，阻垢分散为辅的缓蚀阻垢剂。

冷却塔因充足的阳光及水中的营养物，藻类繁殖迅速，冷却水的微生物也因温度等条件适宜而大量滋生，故采用交替投加不同药剂作冲击式杀菌灭藻处理，并剥离黏附在管壁的生物粘泥。

日常水处理按表一所列项目、频率和方法检验水质，根据化验数据随时调整水处理的药物配方、药物浓度和工艺操作，确保水处理效果良好。

表一  水系统水质检测项目和频率

此外，冷却塔通风带进的尘埃及补水中的悬浮物等固体杂质随着循环水浓缩而含量上升，会逐渐粘结并沉积在冷凝器换热管壁等处，形成污垢，影响冷却传热。冷却水的浓缩倍数过大时，水中的钙、镁离子与溶于水中的二氧化碳形成碳酸盐垢，沉积在冷凝器铜管上,同样也影响换热效率。因此，硬度过高或浊度偏高时，应安排合理的排污，把成垢物质和粉尘等固体杂质排放一部分。并根据冷水机组的运行情况，进行通炮处理，一般一年不超过一次。

3.3、化学药物浓度的控制

化学方法水质处理的实践经验是：“三分药物，七分管理”。针对各水系统的具体水质情况、运行情况和气候变化等情况选用配方，这是搞好水处理的必要条件。由于冷却塔风扇旋转时冷却水有一定飘散使药剂损失，需及时补充药物。目前绝大多数水处理公司采用人工间歇式加药方式，投加频率一般是1次/周。使用这种投加方式的水系统中的药剂浓度不均匀和不稳定。为严格、科学地控制系统水处理药物的浓度，除按时投加抑菌灭藻剂之外，可在冷却系统安装一套加药装置来自动投加阻垢缓蚀剂如图一所示。自动加药装置的主要功能就是对阻垢缓蚀剂的投加进行自动控制，通过微电脑时间控制仪的时间设定，有效均匀地控制计量泵的加药量，定时、定量投加水处理药剂，使循环水中的水处理药剂浓度稳定控制在一定范围内，能提高水处理的效果，从而减缓设备和管道的锈蚀，达到延长其使用寿命的目的。

图一：自动加药装置工作原理

3.4、物理方法水质处理技术

热交换系统的水质处理在19世纪以前一直是采用化学方法。该法在防垢除垢、防腐蚀及杀菌方面的效果都是值得肯定的，但是该法需要专用的加药设备、专业操作人员，加药不当，还会对设备产生危害，而且处理水的排放可能会对环境造成污染。

自1945年比利时的韦梅伦发明磁化防垢技术后的半个世纪里，在国际出现了几次物理水处理的高潮。它以操作简便，同时预期能达到防垢除垢、防腐蚀及杀菌灭藻等多种功效，无二次污染等优点而为广大的用户所尝试使用。

物理水处理就是不加化学药剂，而是采用物理的方法，使水经过特定物理场的作用，改变水和水中杂质的性质，从而达到防垢除垢、防腐蚀及杀菌灭藻等多种功效。最常见的几种物理场水处理方法有磁化水处理法、高频水改法、静电水处理法及低压电场水处理法。

3.5、物理水处理的原理

无论是磁场或电场处理水，起作用的并不是场本身，而是在场的作用下水中产生的微电流。电磁场处理后水的渗透压、表面张力、粘带系数、pH值、介电常数和电导率等均有不同程度的变化，对盐的溶解度也有所增大。

1.杀菌、灭藻工作原理

其原理在于电磁场使流经的水产生微电解，使水中溶解的氯离子、氧分子及水分子产生以下氧化性物质：二氧化氯（CLO₂）、活性氧（O）、双氧水（H₂O₂）、分子氯（CL）、次氯酸（ClO）等。这些氧化性物质通过水的流动，扩散到所有水经过的地方，杀灭水系统中的细菌、藻类细胞。流经水处理器的水中细菌、藻类细胞，因在电流作用下，被直接杀死。

2.防垢、除垢工作原理

水经过特殊电场式水处理器后，水分子聚合度降低，结构发生变化，水的偶极距增大，极性增加，所有这些变化，都增加了水的水合能力和溶垢能力。

水中所含的盐类离子Ca²⁺、Mg²⁺、CO3^2-、SO4^2-等因受到微电流的作用，分别趋向于不同的电极并被重新排列，难于趋向器壁积聚，从而防止水垢生成。

3.防腐蚀工作原理

特殊电场式水处理器外壳与金属管（壁）作为共同阴极，抑制了金属管（壁）的腐蚀（外加电场阴极保护）。此外活性氧在管道上生成氧化膜，保护设备不被进一步腐蚀，各种微生物腐蚀、沉积腐蚀被抑制。

四、应用分析

中央空调系统节能方法的重要途径之一就是尽可能提高系统设备的传热效率。也就是在同等条件下尽可能提高改善材质的传热系数。

中央空调系统内一般都以水为介质，循环运行实现热量的传递。其中水质的处理好坏直接影响到能耗的变化，甚至影响到设备运行的安全可靠。因为水中的各种盐类沉淀会造成两个后果：即造成设备管道大量结垢和不断产生金属材料的腐蚀。

传统的水处理方法多数是通过加药进行化学处理。化学处理投药的品种很多，如分散剂，混凝剂，络合剂，保护剂，缓蚀剂等。加药的方法无非人工或自动两大类。根据水质的情况和周期化验结果，投加药物能起到很好的水处理效果。但化学处理的最大问题是运行成本较高，管理繁重，即药量少了效果不明显，药量多了不但浪费，更严重的会加大对管路的腐蚀。因此，有必要请专业的水处理公司进行代维。我公司的绝大部分中央空调系统水质处理都是通过专业水质处理公司进行代维，水质处理效果良好。

针对水质处理的重要性，以及化学处理成本较高而且繁锁的缺点，物理水处理近年来也得到了较广泛的应用，但是传统的物理水处理实际应用效果普遍未达到产品说明书说的效果，水质控制指标偏高，需加大水系统的排污量，造成一定的水资源浪费。我们使用过的一套永磁式水处理器效果较差，一套高频水改器效果尚可。目前又有一种新颖水处理装置一一循环水旁流处理器。循环水旁流处理器的工作原理是水流不断经过旁流装置所产生的特殊脉冲电场，水中杂质，多种电离子进行有序排列运动后，产生很好的除垢，排污效果。另外还有杀菌功能，主要针对空调特有的军团菌有明显效果，可以保证中央空调系统的空气卫生质量。我们在最近的一套新建的中央空调系统中试用，目前应用效果较好。

五、结论

为确保中央空调系统的安全可靠、节能高效运行，需密切注意水质的变化情况，不能简单地通过肉眼判断水质的好坏，物理水处理也需定期化验水质的好坏，并且物理水处理对比化学水处理的最大缺点是不能根据环境的特殊情况进行有针对性地水质处理，因此电信中央空调系统应根据中央空调系统的现场情况以化学水处理为主，适当尝试物理水处理的应用。

破除传统观念,采用水处理新技术，采用更多廉价的绿色化学水处理药剂，以适应保护环境的需要。随着对电磁场处理水的研究不断深入和环保意识的不断加强，电磁水处理器将被广泛应用，将来具有更广泛的前景。

参考文献：

陈家森，叶士景，陈树德等.《电场对水结构的影响》1995年

戴继岗，《电子水处理器》.中华人民共和国专利局，专利号 92236208.4 1994-01-19.

《工业设备化学清洗质量标准》，HG/T2387-92

《空调循环水质量控制标准》，DB44/T115-2000

《电子式水处理器技术条件》，HG/T3133-1998