强磁技术在空调冷却水系统中的应用

摘要：空调冷却水系统的防垢除垢是空调系统中不容忽视的问题之一，通常情况下空调冷却水的处理方法主要有物理性水处理和化学性水处理两种方法。而物理性水处理方法中强磁技术运用是近年来在空调行业应用较多的方法之一。本文通过对强磁技术的发展以及强磁技术的节水分析，在空调系统中运用强磁设备的使用要点作出说明，得出结论在空调开式冷却水系统中正确使用强磁水处理设备可以比化学处理节约运行费用，同时具有环保的重要意义。 0引言 在开式冷却水系统中，水与大气的不断接触，通过换热设备与水之间的不断换热，天然水中的二氧化碳散失，溶氧量逐渐增高，水中的碳酸氢根受热分解，与水中的钙、镁离子形成硬而脆附着坚牢的碳酸盐水垢，这种水垢在设备受热及工质水有浓缩的部位产生最为明显，产生的水垢对设备的本身有很大的破坏作用，同时由于它的出现，使得管道的阻力增加，导致水泵的运行能耗增加，是空调节能工作的不可忽视的重要方面。 目前在空调系统中，常用的冷却水水质稳定处理的方法大致有物理性水处理及化学性水处理两种，在物理性水处理方法中常用的方法包括强磁水处理方法、静电场阻垢处理及电子水处理方法，其中强磁水处理方法在《民用建筑给水排水设计技术措施》中列为物理性水处理方法的首选。 1磁处理防垢技术的发展历程 在我国60年代初，磁处理防垢技术发展较快，但是人们的认识上存在误区，电磁、永磁、高频防垢器等统统被称为“软化器”或“软水器”，首先这类软水器被用在锅炉的水处理上，由于急功近利的心理驱使，停止使用离子交换器制水，结果导致多台2～6.5吨/时的蒸汽锅炉发生严重结垢而过热烧坏，结果认为物理性防垢法效果甚差，弃之不用，使物理性防垢法一度消沉。 70年代初、中期，我国燃料供应紧张，要求低压锅炉进行防垢处理，以解决水垢造成燃料过度消耗的问题，物理处理方法又盛行起来，但是由于使用范围定位不当，主要用于蒸汽锅炉而非热水锅炉，再次由于防垢效果不理想而被弃用。 80年代中期，由于我国燃料供应再度紧张，同时我国对环境保护的管理也日益严格，磁场、电场等物理性的防垢技术日益兴盛，各种生产厂家也日益增多，尽管劳动部以劳锅字［1991］7号文指示“慎用高频电（磁）场进行锅炉水处理”，但是由于该法具有不用化学药剂、没有环境污染、费用低廉、管理简单的优势，制造者及使用者与日俱增，至今仍经久不衰。人们在使用该类设备时，经过前两次的波折，非常冷静地对待这类物理性的防垢法，把它用于无蒸发浓缩的较低温的热水锅炉及相应的热交换器上，取得了较好的防垢效果。 因循环冷却水防垢处理的化学用药剂量超过锅炉防垢处理的用药量，工程技术人员把物理性的防垢方法的使用范围扩大到循环冷却水处理。比利时的爱罗盘（EPORO）公司基于磁致垢质疏松而不附壁的现象制成了被称为“CEPI”（塞皮）的防垢装置，并在热水器、蒸发器和小容量蒸汽锅炉安装使用；其他的国家如前苏联、美国也有生产和使用； 进入90年代，因“军团病”的出现，强磁设备对孽生在冷却塔底部和空调用水等潮湿环境下能有效抑制并杀灭军团菌的生长而再度呈现热点，加上我国磁性材料的生产工艺得到很大的提高，使磁场强度大大提高，我国许多强磁生产企业及境外的许多公司纷纷进入中国，在空调及相关行业进行市场争夺； 2磁场的防垢机理 分子在强磁场的情况下，水分子的缔合现象暂时被破解，水分子成为单个的极性分子，它吸附在刚生成的碳酸钙微晶上，形成水分子与碳酸钙微晶分子团，由于静电作用，碳酸钙难以作晶状有序排列，而是大量带相同静电微晶的松静聚合，形成絮状的聚合体。经过磁场处理过的水分子，不仅能使由于过饱和新析出碳酸钙微晶不在传热面上粘结成垢，还会向已有的垢层浸润渗透，对水垢产生吸着、束集作用而逐渐松散剥脱； 经过强磁场作用的水分子，被改变的缔合水分子处于一种不稳定状态，因此磁场处理水的防垢作用较短暂，在完全静止的水中，约经48小时可重新恢复其缔合状态，剧烈的搅拌、湍流作用下，防垢作用只能保持数小时； 由此可见，强磁场防垢作用是暂时的、有条件的，如果满足不了其使用范围与使用条件，将使其防垢作用下降，甚至无效； 3强磁防垢法的使用条件 因强磁防垢、除垢法的特点，其使用条件受到一定的限制： 3、1在循环冷却水系统中使用时，应对全部的循环冷却水进行防垢处理 在空调用冷却水中，单机系统主要应在冷却塔的进水口、补充水的补充水管冷凝器的入水口加装强磁处理设备，对于多机系统应在每台冷却塔、每台冷凝器前加装水处理设备； 3、2水温对强磁防垢法的影响 经实践检验，强磁防垢处理方法的水温不可高于120oC；对于热交换器的使用温度应110oC以下为宜； 3、3磁处理防垢装置对水中铁性磁性物质有严格限制 磁性物质在磁极处吸着，既增加水流的阻力，又可能使磁力线短路而使装置失效，只有当水中的铁、锰的总量不超过0.1mg/L时，磁性装置的作用才有效；当原水中铁磁性物质总量为0.5mg/L时，在磁处理装置前应设置去除铁磁性颗粒的过滤器； 3、4应注意强磁设备对电子装置、仪器仪表等的影响 电子设备、仪器仪表等大多数控制及检测设备应用是电磁原理，在实际使用中应考虑磁场强度对它们的影响，所以在强磁设备安装时应作好磁屏蔽工作； 4空调冷却水的节水效益分析 以一个循环水量为1000吨/时超市空调系统为例，其开机时间每天为15个小时，每月30天，每年8个月，水费2.00元/顿进行计算，工艺排放水开支分别如下： 年排放水量=排放损失百分比×循环水量×天运行小时数×月运行天数×年运行月数 年排放水费=年排放水量×水费 A、化学药剂处理 年排放水量=（0.6-1%）×1000×15×30×8=21600-36000吨/年，平均为28800吨/年 年排放水费=28800吨/年×2=57600元/年 B、强磁水处理器： 工艺零排放，没有工艺排放浪费 5结论 在空调冷却水系统中，传统的化学药剂处理法会花费很大的药剂处理费用，同时对水的二次处理加更增加了用户的处理费用，正确使用强磁处理方法可以降低空调冷却水的水处理费用，达到较好的防垢、除垢的效果。 参考文献 ［1］窦照英周军任德贵实用无污染防垢技术［M］北京：化学工业出版社，2000 ［2］电子工业部第十设计研究院空气调节设计手册［M］北京：中国建筑工业出版社，1995 ［3］建设部建筑设计院民用建筑给水排水设计技术措施［M］中国建筑工业出版社，1997