空调系统腐蚀与结垢问题的解决方法

在酒店和商业建筑中，中央空调设备的广泛应用已导致许多设备出现不同程度的腐蚀和污垢，影响了设备的制冷效果并危及安全运行。本文针对福州东湖酒店等进口空调系统中的腐蚀和结垢问题，提出了通过化学清洗的防腐除垢解决方案，有效恢复了空调系统的健康运行。本文将探讨以下问题，供相关行业人士参考和讨论。

空调清洗方法

设备部件腐蚀与结垢的清洗方法

为了提高空调设备的制冷效率并节约能源，冷却水系统、冷冻水系统和翅片表面应全面清洗。由于各部件的工作环境和条件不同，污垢的种类和腐蚀程度也有所差异。

冷却水系统主要发生结垢现象，即不溶性盐或氧化物晶体在换热表面上的沉积。这主要是由于循环冷却水的浓缩倍数增加和冷凝器热交换水温升高，影响了水中盐类的溶解度。例如，由于温度升高，C+2HCO-3→CaCO3↓+CO2↓+H2O反应向右移动，导致过饱和的不溶性碳酸钙在传热表面结晶沉淀。结垢会降低冷却水的流量，薄薄一层结垢物可显著降低传热效率。冷却水系统的清洗需要除锈除油垢外，还应重点去除水垢，酸洗在化学清洗过程中占据较大比重。

冷冻水在密闭系统中循环，水不会蒸发，循环水也不会浓缩，不存在不溶性盐过饱和的问题，加上水温较低，因此冷冻水系统不具备形成水垢的条件。该系统主要产生油污和锈垢，主要成分包括由腐蚀产生的含水氧化物、外来物质（如软膏等）以及微生物源。冷冻水系统的化学清洗主要集中于去除设备和管道水侧表面的油污和浮锈，碱洗在化学清洗过程中占有较大的比例，从而降低金属腐蚀的潜在风险。通过清洗冷却水系统和冷冻水系统，可以节约能源并提高设备的冷却效率。

空调翅片表面的污垢对设备的冷却效果影响显著。空气中的铝翅片具有良好的稳定性，腐蚀问题可以忽略不计。翅片之间主要堆积了大量灰尘、烟灰和纤维物质，在餐厅环境中，油烟污垢更为严重，严重影响散热效果。铝翅片厚度薄、间隙小、强度低，轻微用力容易变形，特别是天花板式空气处理器和风机盘管空调的清洗操作非常困难，拆卸清洗工作量巨大。可以使用气溶性表面活性剂清洗翅片表面，类似于地毯粉尘清洁方法，并通过专用工具进行操作。在可能的情况下，也可以使用液体清洗剂进行压力冲洗，清洗液可通过冷凝盘回收利用。当空调不停止运行时，翅片表面会含有大量冷凝露水，这种方法更为适用。实践证明，翅片清洗后，制冷效果可以恢复到原始设计指标。

夏季不停机清洗的可行性

许多酒店要求在盛夏即空调使用最频繁的季节进行中央空调的化学清洗。空调停机一天也会引起顾客不满。如果停机清洗，势必会影响酒店的运营，造成经济损失。根据我们的建议，酒店中央空调的化学清洗应尽量安排在空调停机季节（如冬季）进行。大多数用户在炎热的夏季要求进行清洗。

原因有两个：其一，冬季停机时，用户对空调维护和清洁的关注度较低；其二，随着夏季的到来，空调制冷量不足的问题凸显，清洗的迫切性更加强烈。有必要探索夏季中央空调不停机清洗的方法。不停机清洗是指制冷压缩机在清洗液循环过程中继续运行，清洗液作为冷却水或冷冻水在空调系统内部管道中循环。需要特别指出的是，当清洗液作为冷冻水循环时，除了流经系统内部管道外，还需要流经外部配液槽，这会影响冷冻保温，增加压缩机的负荷。以福州东湖酒店的清洗为例，清洗液作为制冷压缩机的冷冻水，流出温度为7℃，回流温度仍可达到12℃（周围空气温度为30℃），基本满足夏季空调的需要。不停机清洗采用配置在空调系统内部的水泵，系统外部的配液槽和管道应提前连接，然后选择夜间温度较低的时间，当乘客进入睡眠状态时，在短时间内连接（拆卸与之相同）系统内部和外部管道，基本不影响空调的使用。

大容量配液槽及其容量估算

建筑空调冷冻水系统和冷却水系统应分开清洗。冷却水系统可直接利用冷却塔底部的水池作为配液罐，而冷冻水系统需另设配液罐。为方便运输和管道连接，建议将配液罐放置在机房泵附近。为了防止水泵停止后循环洗浄液回流至配液罐导致溢出，配液罐容量应与冷却水储水量相等。根据中央空调设计图纸，可估算高容量配液槽的体积。以福州东湖酒店为例，其中央空调设备包括日本FT150冷却塔、CR160和CR120。这些设备为2号楼底层餐厅、服务台和商店，以及2~10层174套客房调节室温，共配备了近200台FC风机盘管机组。输送高度为39.4m的冷冻水。冷冻水系统的管道直径有11种。根据图纸细节，可计算出冷冻储水总体积为7.93m3。我们设计了一个8m3的配液槽。由于配液槽体积较大，为方便运输和使用，所设计的配液槽为可拆卸式。它由三节水箱组成，每节长1.8米、宽1.2米、高1.2米，各节之间用螺钉固定，连接处使用石棉垫片密封。为了减小配液槽的体积，可在回流水入口处配置阀门，并加强循环清洗过程中的值班监控，即可适当减小配液槽体积。若将冷水系统分段清洗（各段体积分别为1.18m3、3.62m3和3.14m3），配液槽体积可减半。这种方式清洗不便，工期较长，且无法停机清洗。

四、铜铁离子酸洗腐蚀

中央空调设备主要由铜和铁构成。设备内部的腐蚀包括铜氧化物和铁氧化物。当这些氧化物加入盐酸时，两者都会溶解（此处仅讨论高价氧化物）：CuO+2H+=Cu2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2O腐蚀可快速清除。在钢表面，铜离子很快被还原为铜，并溶解相应量的铁：Cu2+Fe=Cu+Fe2+在碳钢试片上可观察到紫色铜层。这表明试片被铜离子腐蚀。

可以想象，由于锈蚀和污垢被清除，清洗液的干净钢表面可能镀上一层松散的金属铜。据报道，当二价铜离子深度高于0.2ppm时，钢铁会受到严重腐蚀。三价铁离子也会反过来腐蚀金属铜。即铜被铁离子氧化：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，新产生的二价铜离子将进一步氧化铁。也就是说，在中央空调设备中，如果按常规酸洗，铜离子会腐蚀两种基体金属。根据上述情况，我们通过实验改变了配方。关键在于添加硫脲等有机抑制剂（硫脲对腐蚀的抑制作用试验将在另一篇文章中发表）。硫脲的抑制作用基于其还原作用，可将Cu++还原为Cu+、将Fe+++还原为Fe++。硫脲还可以与亚铜离子形成一系列配位化合物，使亚铜离子以络离子的形式稳定下来：2Cu2+(H2N)2CS+H2O=2Cu++(H2N)2CO+S+2H+Cu+3(H2N)2CS=Cu[(H2N)2CS]3+2Cu+6(H2N)2CS=Cu2[(H2N)2CS由于锈蚀中Cu++、Fe++的含量难以估计，在清洗过程中应加强对Cu+、Fe++离子浓度的分析，以判断酸液中的硫脲是否足够。清洗后，必须仔细检查设备，是否有附着在管道上的残留铜没有被清洗掉。由于不同金属之间存在电位差，铜的存在会加速铜铁的腐蚀。中央空调清洗后，根据工艺要求，在冷却水和冷冻水系统中加入水质处理剂，减缓重新结垢，使清洗后的金属表面形成防腐膜。