城市理性管理下的中央空调水处理_上海空调清洗行业协会SHANGHAI AIR CLEANING INDUSTRY ASSOCIATION

城市理性管理下的中央空调水处理

——华东理工大学陈中兴教授在2011年11月18日论坛演讲

一、现代城市靠中央空调维系

据统计，目前我国有高层建筑16万幢，其中100m以上的高层建筑超过1500幢。上海2000年有高层4100多幢，2005年有7000多幢，2009年底8层以上的建筑有19183幢，其中30层以上的高楼大厦有975幢。为了大楼内空间的空气保持一定的温度、湿度、流动速度以及洁净度、新鲜度，中央空调自然成了大楼的必备设备，世博会的场馆、大型的商贸城、现代的医院、娱乐场所、办公楼宇，凡是人们集聚的地方，一定是中央空调维系着人类生活的舒适度。

二、中央空调运行的故障会被城市急剧放大

很多人知道，中央空调的通风系统会积聚尘埃传播疾病，但很少有人知道，通风系统中的细菌、病毒是在水中滋生并呈几何级数繁衍代谢的。温群文抽样检测的结果表明，64.84%的中央空调的冷却水中细菌总数异常，65.63%的中央空调的冷却水中大肠杆菌数超标。黄健于2008年9月在南京对50家公共场所进行了调查，发现86.0%的空调水中检测出令人警惕的“军团菌”。超标的细菌会很容易地通过风系统与空间中的人群零距离亲密接触，一旦染病，在城市中，尤其在特大城市中的传播是令人恐惧的。

关注大楼建筑的人还会看到，中央空调的机组在大楼建造过程中吊入的，几百毫米口径的水管在大楼升高的过程逐根焊接起来的。现在我们有理由知情，中央空调机组和水管的使用寿命与大楼同步吗？当空调水管破裂时，几十上百吨的冷水或热水从大楼内倾泻而出时，将是何等惊心动魄的场面。上海曾经发生过，由于主楼和裙楼的沉降差异使水管接头撕裂，使上百吨的水顷刻喷涌而出。吊顶中风机盘管冷凝水排水不畅通，会影响吊顶质量，破坏室内环境，损害工作心情。

在现代社会，越来越多的公共建筑选择中央空调供暖制冷，它主宰着整栋建筑物的空气新陈代谢。中央空调给城市人们带来舒适欢乐的同时，它也会是城市麻烦的制造者，还会破坏室外的自然环境质量。

三、中央空调借助水来承载热量和冷量

大楼室内外温度有差异，并且不适合人们生活和工作时，水作为热量和冷量的载体，借助与中央空调的运行实现了调节。水成了中央空调正常运作的不可缺少的工作介质，水在有效地为人们提供服务的同时，也在损害着中央空调机组。例如，郑州一大型商贸城的中央空调运行初期一直未开展水处理工作。空调运行2年后，发现系统内结垢、腐蚀比较严重，特别是制冷机组换热器铜管内部产生大量水垢，夏季运行时常现高温、高压报警，甚至停机现象。说明水的效应性能十分灵敏。

空调系统用水一般都采用市政供水，水中含有大量钙镁等成垢离子，这些成垢离子在水温升高或蒸发浓缩时极易从水中饱和析出，沉积在冷凝器、蒸发器管内的金属面上而形成水垢，阻碍传热。

冷却水系统大多采取敞开式散热，大气中的泥沙及各种菌藻微生物可通过冷却塔进入冷却水系统，而冷却水的运行温度非常适合微生物的生长繁殖，从而使系统中不可避免产生大量菌藻物，进一步形成微生物粘泥，与水垢混合成生物性污垢。

水中的溶解氧和盐类对空调系统的金属材质产生快速腐蚀。由于中央空调系统是由多种材质组成的，在含有大量电解质盐类物质的水中，不同金属间就形成了各种腐蚀形态。此外，水垢和生物粘泥也会导致金属产生垢下腐蚀和微生物腐蚀。

若不及时处理则会导致严重后果：冷却水、冷媒水进出口温度升高，排气压力上升，耗电量大幅度增加，从而使空调系统工作效率下降，运行成本上升。

四、中央空调水处理是一门高新科技

中央空调系统的运行管理有十分丰富的科学内涵。通常情况下，大楼的管理者往往只注重中央空调制冷机组的运行管理，而对空调系统中的冷却水、冷媒水和热水的技术管理，往往存在着认识上的误区。例如把自动化程度高当成容易管理、不用维护保养；把满足人的舒适性要求当成天热时有冷气、天冷时有暖气即达到了要求；把系统能开动运行当成工作正常，只要系统中存在水就认为平安无事等等。结果对中央空调的水系统常常管理无制度、人员不专业、上岗不培训、运转无台账、操作无规程、运行不调节、使用不维护等现象存在。待运行多年后才发觉空调效果不理想、运行费用高、事故和故障多、设备使用寿命短、系统运行不正常。

良好的中央空调运行体现在按设计的环境目标，能长期实现高效能低能耗。其结果也必然使得检修周期和使用寿命延长。其中重要的一环是管理好中央空调系统中的水。首先技术管理队伍中有懂水处理的工程师，或者委托具有良好声誉、技术力量雄厚、队伍组成合理、技术措施得当、技术条例清晰、技术服务规范的专业水处理服务运行商，按服务合约进行操作。

中央空调水系统处理稍有疏忽，后果很快能显现出来，彭德其等对中央空调的制冷剂进行了研究，发现冷凝器壁面的水垢仅0.15mm时，冷凝器的压力由1.90MPa增加到2.01MPa，压缩机电动机的电流升高7%，系统用电量增长21%。

中央空调水系统始终严格进行科学的水处理，其传热表面的阻垢率能大于95%，过水的碳钢表面的腐蚀率小于0.02mm/a，粘附速率低于10.54mcm，不锈钢腐蚀率0.0005mm/a，粘附速率低于0.96mcm，铜腐蚀率0.0005mm/a，粘附速率低于0.98mcm。由此可见，中央空调水系统的管理有着十分明确的技术参数。

五、中央空调水处理需要监管

中央空调水处理目前人们最关心的水质指标，因此各部门各系统出台了多个水质指标标准，有的相互冲突，有的对使用的水源无所适从，而对于真正能切中质量要害的技术参数往往很少提及或没有监管制度和办法。这样的局面往往会造成中央空调水处理竞争无序、质量失控、监管失位、隐患危机四伏。为了城市的安全，为了理性管理好城市，应出台水处理关键技术指标和与之紧密关联的中央空调机组运行技术参数，作为中央空调水处理的强制措施，对从业机构和从业人员应进行资质和等级认定，通过市场的竞争机制净化队伍，淘汰落后，使我国尽快涌现出在世界上具有水处理话语权的高科技公司。

监管还要延伸到中央空调水处理对城市环境的影响程度评价，如中央空调水系统中投加药剂以后对周围建筑的影响，对人们日常生活的影响；中央空调水系统化学清洗以后排放液的处理和处置，不得对城市排水系统产生不良的影响，不能对城市河道、景观水体的造成不良影响等。

六、中央空调系统有巨大的节能空间

据清华大学调查，在中央空调系统的夏季用电负荷中，大约50％～60％用电负荷消耗于冷水机组制冷，大约25％～30％用电负荷消耗于冷水泵与冷却水泵的输配上，大约l 5％～20％用电负荷消耗于各种风机的输配上。如新建铁路南京枢纽南京南站站房工程中央空调系统设计夏季冷负荷305O0 kW，平均年能耗约占站房总能耗的65％，是站房能耗最大的系统。

中央空调的负荷设计总是根据最大室内使用面积、最长使用时间、最极端气候条件。而实际使用时余量很大，也意味着节能空间很大。

据研究证实，制冷剂的温度升高1℃，中央空调系统的能耗会增加3~4%，因此良好的传热效果是最有效的节能措施。科学的水处理技术能使系统传热效果处于设计的范围内，其污垢热阻应小于0.86×10^-4m².℃/kW，其对水处理的投入可成倍地从节能效益得到回报。

对于大功率的水泵能通过DCS系统的建立、变频电机的使用按室内温度控制信号最佳运行，经很多装置的实践考核，节电的效果非常明显。投入的改造费用一般能在1~2年的运行中得到回收。

中央空调系统中还有很多节能潜力，比如当室内外温差很大时，最需要空调，室内有最大的换气要求，这时损失的热量也最大，如果设置新风与排气之间有效的热交换，其回收的热量十分可观。冷却塔与外界进行散热的同时还进行着物质的传递，这里的低温差热源十分巨大。一座大型商场，其中央空调系统的冷却水如果有1000m³/h的话，假定每天运行10小时，全年运行70天，把这部分排放到大气的热量全部回收的话，相当于节省500吨优质煤炭。

中央空调节水的潜力也很大，表现在冷却塔的汽化水和空调终端设备的冷凝水，上述例子中汽化水可达5000多吨。

由于中央空调的分散性和归属的部门特点，这些能耗和水耗在人们的潜意识里是“应当的” 、“合理的”，呈现出“假理性”思维方式。一座现代的建筑要画上绿色的、环保的符号，摆在我们面前工作还很多，管理好每一套中央空调系统，为理性管理好我们的城市给力、加油。