供暖及制冷系统的水质

供暖及制冷系统的水质0引言随着供暖和空调系统的发展，节能、低碳在这个行业的呼声越来越高，而舒适和使用寿命则成为人们的关注焦点。要达到这些要求，我们就必须从系统的每个细节抓起。作为系统中不可或缺的因素，系统中的水质有着决定性作用。水的质量包括系统中的杂质和水本身的质量，而系统中的杂质，水的质量监控和除杂则是维持系统正常运行和节能环保的重中之重。1系统中的杂质定义：安装阶段带来的和系统元件本身的杂质；密封件杂质如麻丝、生胶带、润滑剂；系统元件自身杂质如铁锈、锻沙、漆块等；或金属表面被氧化后产生的杂质。在循环系统中，对系统有害的不仅是可见的杂质，不可见的细微杂质同样会影响系统正常运行，它由细小的微粒构成，其大小在5～10μm之间。在循环系统内，杂质会导致以下现象的产生：1）氧化腐蚀系统水中的杂质堆积在金属表面（比如管道、锅炉、散热器）时，会出现2个不同含氧量的区域（水/杂质和杂质/金属）。在图1中，水/杂质区域的含氧量高于杂质/金属区域，这样就会形成局部的氧差电池（含氧量更高区域为阴极，较低区域为阳极），在水流的作用下，氧差电池会对金属表面产生腐蚀。这种腐蚀与氧化腐蚀一样，会导致系统元件如锅炉、管道和散热器等寿命缩短甚至完全损坏。2）换热器热效率降低换热器当中的杂质会降低水流流量以及减少换热面积，因此换热效率也会大大降低。3）阀门异常工作：杂质堆积在阀座与活塞之间，造成阀门关闭不严以及调节失灵。4）水泵堵塞和卡死：由于水泵内部的流通构造特殊及其运行时产生磁场，水流中的杂质易于堆积在水泵内部造成堵塞或彻底卡死。2系统中的除杂目前使用的除污设备有2种：Y型过滤器和磁性除污器。然而，两者之间工作原理区别较大。Y型过滤器（见图3a）：内部有金属过滤网，既起到过滤又起到收集杂质的作用。但是不能截止和最终去除小于400～500μm的细微杂质颗粒，是Y型过滤器的最大局限性。而且，截留的杂质黏附在过滤网上造成其压损增大，需要频繁清洗或更换过滤网，并且在进行维修时需要停运整个系统。图三系统中的除杂磁性除污器（图见3b）：由分离网、分离舱、储污舱和磁环构成。分离舱体积较大，水流经过时速度减缓，杂质与分离网碰撞由于重力作用沿分离网下降堆积在储污舱。磁性除污器除污能力强，能有效去除5μm以上的细微颗粒杂质，其运行阻力远远小于普通的Y型过滤器。相比之下，磁性除污器排污更为方便，在系统正常运行情况下即可实施，打开储污舱排污阀，通过系统水压自然将堆积的杂质冲走。磁性除污器还具备专项铁锈杂质收集功能，能有效除去系统中存在的铁砂杂质。综上所述，磁性除污器在现代供暖及制冷系统中有着非常重要的作用，它是系统良好运行缺一不可的元件。不仅避免系统异常运行导致用户的不满和投诉；减少维护次数，降低维护费用；防止系统元件如锅炉、管道、阀门、散热器受损导致系统无法正常运行，并且极大地提高了系统的热效率，保护和延长了系统的使用寿命。3水的质量相关系统问题及概念1）结垢系统水的钙镁碳酸盐沉淀而成的石灰石，也称为硬度矿物质。钙镁离子及二氧化碳在水中以碳酸氢盐的形式存在（可溶解物质）。水温升高后会造成部分的二氧化碳分离，将钙镁碳酸盐分解为碳酸盐，其溶解度低并形成沉淀，如下所示：沉淀形成石灰石造成水流通道阻塞，在电阻或换热器结垢，导致能耗增加。1mm的结垢会造成换热效率降低10%,能耗会多消耗10%。管道内壁结垢会造成流量通道变小，阻力增大，甚至管道破损。2）水的硬度最能表明结垢形成的指数为水的硬度，即水中包含的钙镁盐。临时硬度：主要为水中的的碳酸氢钙Ca(HCO3)2，他们是不稳定的盐离子,易于沉淀。永久硬度：除钙镁碳酸盐以外的盐离子。总硬度：两种硬度的总和。3）腐蚀系统腐蚀分为以下几类：①游离电流;②溶解氧气;③电解。这些腐蚀在系统内以局部或延伸形式出现，通常由金属表面堆积杂质引起。腐蚀对系统具有全面性。也就是说有一点发现腐蚀现象就代表整个系统都有腐蚀产生。在热水系统中，腐蚀产生的过程非常迅速，因为氧气与金属反应速度与水温成正比。腐蚀过程的速度与程度和水中溶解的盐直接相关。4）电导率水中溶解的盐（正负离子）使水变为电导体，其电导率因离子数量不一。水的电导率可以作为其含盐量的参数。较低的电导率代表低盐含量，较高的电导率则表明水中离子数量多也就是溶解的盐分高。5）水处理方式（见图4）水的软化：它就是将水中的钙镁离子替换为钠离子，但它不能改变处理后的水中盐分子含量。这就是为什么在软化水处理后还加入了化学添加剂。化学添加剂实际上就是防腐蚀药剂，它融入系统水中起到保护系统元件免受腐蚀的作用。脱矿水处理：不仅将钙镁离子去除，同时也去掉了水中包含的所有盐分子，脱矿处理后的高纯水不需要再进行其他形式的水处理了。自动脱矿补水组件（见图5）运用于供暖/空调闭式循环系统，它起到自动注水。脱矿水处理及防止系统水回流（符合法规EN1717）的作用，经过脱矿处理的水电导率低，PH值呈弱碱性。它是闭式循环系统最理想的流体，能避免系统腐蚀和结垢产生。4结语总之，系统中的杂质对系统的危害非常之大，它是冷热源、管路、水泵和阀门的最大祸手之一。只有我们能够针对性地选好除污设备，才能有效地保护好我们的系统，才能为低碳、节能、舒适的生活打好基础。