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【摘要】本文首先概述了高频电子式水处理除垢原理，然后阐述了空调水未做处理的危害，最后探讨了高频电子除垢设备在空调水系统中的应用。
【关键词】高频电子；除垢设备；空调水系统
中图分类号：TB657文献标识码： A
一、前言
空调的使用范围越来越广泛，高频电子除垢设备在空调水系统中的应用问题得到了人们的广泛关注。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强高频电子除垢设备在空调水系统中的研究，对我国空调产业的发展有着重要意义。
二、高频电子式水处理技术
1、高频电子式水处理概述
高频电子式水处理设备由高频发生器组成。高频发生器是利用电子晶体管的振荡原理产生高频电能，水处理器中布置有同轴的金属管、铜板以及密封件，金属管为负电极，铜板为正电极，此两极与高频发生器两极相连，从而在铜板和金属管间形成高频电磁场，灰水流过金属管和尼龙管之间的空间，受高频电磁场的作用而得到处理。
2、高频电子式水处理除垢原理
这种高频电子式处理装置，在设计上克服了永磁式和高压式水处理器的缺点，既在流动场上产生电子场，又能向水中发送交变的高频电磁场能量，使水中正、负离子在交变的电磁场作用下作定向运动，分别沿左、右螺旋形轨道往复运动。由于在循环的流体中相互碰撞的几率增加，正、负离子充分的复合成“溶解状态下的溶质分子”。在水温升高的过程中，由于溶质的溶解度的下降，成为颗粒状的水垢，失去与管壁的吸附能力；在水中结晶析出的水垢成分的晶体颗粒被打破原有的排列规律，以颗粒和絮状漂浮在水中，随着颗粒状增大，逐渐下沉于循环流速小处或者容器的底部，进而排至系统的灰水场。
三、空调水系统概述及空调水未做处理的危害
1、空调水系统概述
空调水系统是一个大型的热交换装置，它以水作为介质，在建筑物内部或建筑物之间传递冷量或热量。如图1所示，冷源以适当的流量供冷冻水到末端装置，以满足末端冷负荷的需求。空调水系统分为冷冻水系统和冷却水系统。
（1）冷冻水系统
由集中的冷冻站或冷水机组对各分散的空调用户供应冷量。以冷水作为输送冷量的介质，由泵及管道输送至各用户点，使用后的回水经管道返回冷水机组的蒸发器中，如此循环，构成冷冻水系统。
（2）冷却水系统
是冷冻站或冷水机组的冷凝器的冷却用水。在机组运行时，经过冷凝器后水温将升高，经水泵及管道输送至冷却塔，经冷却塔冷却后水温下降，然后经管道重新返回主机组冷凝器中利用。如此循环，构成一个冷却水系统。
2、空调水未做处理的危害
空调冷却循环水系统中长时间循环使用的冷却水、冷冻水和补充水往往由于重碳酸盐、细菌和藻类杂物等因素的影响，使冷水机组中的蒸发器和冷凝器等热交换设备结垢或腐蚀，从而增大设备热阻，造成传热效率下降，降低制冷量和机组寿命，影响了设备的正常运行，增加维修费用。严重时还会使设备过早损坏，出现设备穿孔，管道堵塞等现象，造成严重的经济损失。如下几个因素是造成系统内的水质发生变化，制冷量衰减和设备过早损坏及报废的主要原因:
（1）水中菌藻大量繁殖。循环冷却水是一个特殊的生态环境，一般水温25~40℃，PH=6.5~8.5，在这样一个温度环境下为水中菌藻大量繁殖创造了有利的条件。由于微生物的繁殖产生大量的生物粘泥附着于换热器表面，从而降低了传热效率，加速了微生物腐蚀的过程。
（2）水中含盐量(碳酸钙等难溶性盐类)浓度上升。水中含盐量浓度增加加速了换热器表面水垢的生成，而氯离子、硫酸根离子等腐蚀型离子浓度的上升，又加速了金属的腐蚀，这样就会形成结垢→腐蚀→加速结垢→加速腐蚀的恶性循环。若污垢系数由0.086增至0.344，则制冷量下降26%。
（3）水中溶解的二氧化碳(CO2)大量散失。实验表明，在冷却过程中水滴自空中降落1.5~2.0秒后，二氧化碳几乎全部散失，从而造成碳酸钙(CaCO3)因饱和而析出集聚于管道上，加速了冷却系统的结垢。
（4）水中浊度或悬浮物上升。它导致冷却水系统污泥含量及锈蚀物的大量增加，不仅提高了结垢的可能性，同时水的腐蚀作用也明显增大。
因此，搞好空调系统水质处理，是减缓设备腐蚀速度，减少更新维修，延长设备寿命的必要措施。
四、高频电子除垢器与其它水处理方法的比较
目前水处理方法有化学处理、静电处理、磁化处理、电子处理等多种方法。
化学处理是传统的水处理方法，它通过加药装置和不同作用的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌灭藻剂的水处理药剂来除垢杀菌。这一过程操作繁琐、复杂，运行成本高，需要有专职人员管理，对环境有污染，对设备管道均有腐蚀。
静电处理利用静电作用使水中产生一些自由电子，这些电子最后生成O2和H2C2等物质，具有杀菌灭藻功能，结垢腐蚀得到控制，因此具有一定的防垢缓蚀作用，但电极的维护要求严格，并需定期清洗，防垢不彻底。磁化处理是当水经过磁场而被磁化，进而达到一定的防垢效果。但因磁场逐渐衰减，磁性悬浮物吸附而影响效果。
高频电子除垢器进行水处理的原理是运用现代电子技术和分子表面能量重新排列技术，使水体吸收高频电磁能量后，在不改变原有化学成份的情况下，使水中钙镁离子无法与碳酸根结合成碳酸钙及碳酸镁，进而起到防垢作用。由于水体吸收大量被激励的电子，与盐的正负离子亲合能力增大，从而使管壁上原有的水垢逐渐松软以至脱落，达到有效的除垢效果。它既有静电处理的杀菌灭藻功能，又有磁化处理的防垢作用，同时使溶解氧成为惰性氧，切断了金属锈蚀所需氧的来源，达到有效阻锈防腐作用。
五、高频电子除垢器的经济效益及应用
据有关资料提供的数据表明，高频电子法与化学法相比较，具有节省投资及运行管理费用低，并便于维护管理等优点。
下表给出了对100*104kW溴化锂制冷机进行水处理时，几种方法的经济性对比情况。
通过对某地中央空调冷却水循环系统和冷热媒水循环系统中使用的高频电子除垢器，在一个制冷周期的运行过程中的调查，其水质处理前后的技术参数测试比较如下:
表1100*104KW溴化锂制冷机采用几种水处理方法的经济性对比结果
原冷却循环水的硬度高达890mgCaCO3/L;电导率为116*104〔25℃(μs/cm)〕，处理后水清洁净，水质标准符合空调硬度<200mgCaCO3/L、电导率<800的要求。原冷却水管上结垢达115mm厚的水垢已不存在。用手摸其管壁光滑，已无新垢生成的现象，而冷热媒水管道内壁也很光滑无结垢迹象。原冷却塔里的青苔及生物污泥已无影无踪，沉积污泥基本消除。冷却水进出口温度由原来2.8~3.0℃增加到3.8~4.5℃。另外能耗也大大降低。电耗由处理前的3.01kW降到现在的2.61kW，按年开机率28%，负荷率85%计，那么100*104kW的机组一年可节电为:100*8760*0.28*0.85*(3.01-2.61)=83395.2kW，每度电以0.8元计，一年可节省用电费达83395.2*2*0.8=66716元，一年即可回收此电子除垢器安装投资费。
综上所述，高频电子除垢器是对空调水系统进行水质处理较为理想的水处理设备。既能使空调设备防垢除垢，提高设备工作效率，延长设备使用寿命，减缓管道金属的腐蚀速度，又能节省运行费用，节能效果显著，因此它值得在空调系统中推广使用。
六、空调水系统设计的注意事项
1、选择正确的开启及关闭顺序，避免对系统及系统中的设备等造成不必要的损害。
2、了解冷水機组、水泵的运行特性需求，在进行运行控制时应特别予以关注并使这些特性需求得以满足，尤其是在部分负荷运行、非常规自动控制要求下运行时。
3、冷热源设备应保证空调水系统的供水温度要求，水力输送设备应保证空调末端设备的水量需求，这是空调末端设备进行正常工作的基础条件。
4、压差控制点的位置不同、自动控制要求不同，会使空调水系统中的供回水压差有不同的变化特点，进行设计、阀门选择及系统调试时应不同对待。
5、变流量运行的控制策略不仅限于压差控制或固定压差设定值控制，随着流量控制类阀门、自动控制等技术的不断进步，变流量运行控制策略也将不断进步。
七、结束语
空调水系统的除垢问题至关重要，因此，在空调产业的后续发展中，要不断提高高频电子设备的应用，加强对除垢问题的重视，确保空调的正常运行。
参考文献
[1]于丹.空调冷冻水大温差设计的影响及能耗分析[J].哈尔滨工业大学硕士学位论文，2011，(12):125.
[2]王盛卫.中央空调系统之优化控制[J].智能建筑，2012，(3):67-69.
[3]王军，任庆昌.在变风空调控制中应用神经元解耦控制技术[J].自动化仪表，2010，(4):34-37.
[4]孙志高，虞林堂.空调循环水系统泵的选择与节能分析[J].能源工程，2012，(8):98-99.
【关键词】高频电子；除垢设备；空调水系统
中图分类号：TB657文献标识码： A
一、前言
空调的使用范围越来越广泛，高频电子除垢设备在空调水系统中的应用问题得到了人们的广泛关注。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强高频电子除垢设备在空调水系统中的研究，对我国空调产业的发展有着重要意义。
二、高频电子式水处理技术
1、高频电子式水处理概述
高频电子式水处理设备由高频发生器组成。高频发生器是利用电子晶体管的振荡原理产生高频电能，水处理器中布置有同轴的金属管、铜板以及密封件，金属管为负电极，铜板为正电极，此两极与高频发生器两极相连，从而在铜板和金属管间形成高频电磁场，灰水流过金属管和尼龙管之间的空间，受高频电磁场的作用而得到处理。
2、高频电子式水处理除垢原理
这种高频电子式处理装置，在设计上克服了永磁式和高压式水处理器的缺点，既在流动场上产生电子场，又能向水中发送交变的高频电磁场能量，使水中正、负离子在交变的电磁场作用下作定向运动，分别沿左、右螺旋形轨道往复运动。由于在循环的流体中相互碰撞的几率增加，正、负离子充分的复合成“溶解状态下的溶质分子”。在水温升高的过程中，由于溶质的溶解度的下降，成为颗粒状的水垢，失去与管壁的吸附能力；在水中结晶析出的水垢成分的晶体颗粒被打破原有的排列规律，以颗粒和絮状漂浮在水中，随着颗粒状增大，逐渐下沉于循环流速小处或者容器的底部，进而排至系统的灰水场。
三、空调水系统概述及空调水未做处理的危害
1、空调水系统概述
空调水系统是一个大型的热交换装置，它以水作为介质，在建筑物内部或建筑物之间传递冷量或热量。如图1所示，冷源以适当的流量供冷冻水到末端装置，以满足末端冷负荷的需求。空调水系统分为冷冻水系统和冷却水系统。
（1）冷冻水系统
由集中的冷冻站或冷水机组对各分散的空调用户供应冷量。以冷水作为输送冷量的介质，由泵及管道输送至各用户点，使用后的回水经管道返回冷水机组的蒸发器中，如此循环，构成冷冻水系统。
（2）冷却水系统
是冷冻站或冷水机组的冷凝器的冷却用水。在机组运行时，经过冷凝器后水温将升高，经水泵及管道输送至冷却塔，经冷却塔冷却后水温下降，然后经管道重新返回主机组冷凝器中利用。如此循环，构成一个冷却水系统。
2、空调水未做处理的危害
空调冷却循环水系统中长时间循环使用的冷却水、冷冻水和补充水往往由于重碳酸盐、细菌和藻类杂物等因素的影响，使冷水机组中的蒸发器和冷凝器等热交换设备结垢或腐蚀，从而增大设备热阻，造成传热效率下降，降低制冷量和机组寿命，影响了设备的正常运行，增加维修费用。严重时还会使设备过早损坏，出现设备穿孔，管道堵塞等现象，造成严重的经济损失。如下几个因素是造成系统内的水质发生变化，制冷量衰减和设备过早损坏及报废的主要原因:
（1）水中菌藻大量繁殖。循环冷却水是一个特殊的生态环境，一般水温25~40℃，PH=6.5~8.5，在这样一个温度环境下为水中菌藻大量繁殖创造了有利的条件。由于微生物的繁殖产生大量的生物粘泥附着于换热器表面，从而降低了传热效率，加速了微生物腐蚀的过程。
（2）水中含盐量(碳酸钙等难溶性盐类)浓度上升。水中含盐量浓度增加加速了换热器表面水垢的生成，而氯离子、硫酸根离子等腐蚀型离子浓度的上升，又加速了金属的腐蚀，这样就会形成结垢→腐蚀→加速结垢→加速腐蚀的恶性循环。若污垢系数由0.086增至0.344，则制冷量下降26%。
（3）水中溶解的二氧化碳(CO2)大量散失。实验表明，在冷却过程中水滴自空中降落1.5~2.0秒后，二氧化碳几乎全部散失，从而造成碳酸钙(CaCO3)因饱和而析出集聚于管道上，加速了冷却系统的结垢。
（4）水中浊度或悬浮物上升。它导致冷却水系统污泥含量及锈蚀物的大量增加，不仅提高了结垢的可能性，同时水的腐蚀作用也明显增大。
因此，搞好空调系统水质处理，是减缓设备腐蚀速度，减少更新维修，延长设备寿命的必要措施。
四、高频电子除垢器与其它水处理方法的比较
目前水处理方法有化学处理、静电处理、磁化处理、电子处理等多种方法。
化学处理是传统的水处理方法，它通过加药装置和不同作用的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌灭藻剂的水处理药剂来除垢杀菌。这一过程操作繁琐、复杂，运行成本高，需要有专职人员管理，对环境有污染，对设备管道均有腐蚀。
静电处理利用静电作用使水中产生一些自由电子，这些电子最后生成O2和H2C2等物质，具有杀菌灭藻功能，结垢腐蚀得到控制，因此具有一定的防垢缓蚀作用，但电极的维护要求严格，并需定期清洗，防垢不彻底。磁化处理是当水经过磁场而被磁化，进而达到一定的防垢效果。但因磁场逐渐衰减，磁性悬浮物吸附而影响效果。
高频电子除垢器进行水处理的原理是运用现代电子技术和分子表面能量重新排列技术，使水体吸收高频电磁能量后，在不改变原有化学成份的情况下，使水中钙镁离子无法与碳酸根结合成碳酸钙及碳酸镁，进而起到防垢作用。由于水体吸收大量被激励的电子，与盐的正负离子亲合能力增大，从而使管壁上原有的水垢逐渐松软以至脱落，达到有效的除垢效果。它既有静电处理的杀菌灭藻功能，又有磁化处理的防垢作用，同时使溶解氧成为惰性氧，切断了金属锈蚀所需氧的来源，达到有效阻锈防腐作用。
五、高频电子除垢器的经济效益及应用
据有关资料提供的数据表明，高频电子法与化学法相比较，具有节省投资及运行管理费用低，并便于维护管理等优点。
下表给出了对100*104kW溴化锂制冷机进行水处理时，几种方法的经济性对比情况。
通过对某地中央空调冷却水循环系统和冷热媒水循环系统中使用的高频电子除垢器，在一个制冷周期的运行过程中的调查，其水质处理前后的技术参数测试比较如下:
表1100*104KW溴化锂制冷机采用几种水处理方法的经济性对比结果
原冷却循环水的硬度高达890mgCaCO3/L;电导率为116*104〔25℃(μs/cm)〕，处理后水清洁净，水质标准符合空调硬度<200mgCaCO3/L、电导率<800的要求。原冷却水管上结垢达115mm厚的水垢已不存在。用手摸其管壁光滑，已无新垢生成的现象，而冷热媒水管道内壁也很光滑无结垢迹象。原冷却塔里的青苔及生物污泥已无影无踪，沉积污泥基本消除。冷却水进出口温度由原来2.8~3.0℃增加到3.8~4.5℃。另外能耗也大大降低。电耗由处理前的3.01kW降到现在的2.61kW，按年开机率28%，负荷率85%计，那么100*104kW的机组一年可节电为:100*8760*0.28*0.85*(3.01-2.61)=83395.2kW，每度电以0.8元计，一年可节省用电费达83395.2*2*0.8=66716元，一年即可回收此电子除垢器安装投资费。
综上所述，高频电子除垢器是对空调水系统进行水质处理较为理想的水处理设备。既能使空调设备防垢除垢，提高设备工作效率，延长设备使用寿命，减缓管道金属的腐蚀速度，又能节省运行费用，节能效果显著，因此它值得在空调系统中推广使用。
六、空调水系统设计的注意事项
1、选择正确的开启及关闭顺序，避免对系统及系统中的设备等造成不必要的损害。
2、了解冷水機组、水泵的运行特性需求，在进行运行控制时应特别予以关注并使这些特性需求得以满足，尤其是在部分负荷运行、非常规自动控制要求下运行时。
3、冷热源设备应保证空调水系统的供水温度要求，水力输送设备应保证空调末端设备的水量需求，这是空调末端设备进行正常工作的基础条件。
4、压差控制点的位置不同、自动控制要求不同，会使空调水系统中的供回水压差有不同的变化特点，进行设计、阀门选择及系统调试时应不同对待。
5、变流量运行的控制策略不仅限于压差控制或固定压差设定值控制，随着流量控制类阀门、自动控制等技术的不断进步，变流量运行控制策略也将不断进步。
七、结束语
空调水系统的除垢问题至关重要，因此，在空调产业的后续发展中，要不断提高高频电子设备的应用，加强对除垢问题的重视，确保空调的正常运行。
参考文献
[1]于丹.空调冷冻水大温差设计的影响及能耗分析[J].哈尔滨工业大学硕士学位论文，2011，(12):125.
[2]王盛卫.中央空调系统之优化控制[J].智能建筑，2012，(3):67-69.
[3]王军，任庆昌.在变风空调控制中应用神经元解耦控制技术[J].自动化仪表，2010，(4):34-37.
[4]孙志高，虞林堂.空调循环水系统泵的选择与节能分析[J].能源工程，2012，(8):98-99.