談強磁技術在空調冷卻水系統中的應用

齊　偉

摘要：空調冷卻水系統的防垢除垢是空調系統中不容忽視的問題之一，通常情況下空調冷卻水的處理方法主要有物理性水處理和化學性水處理兩種方法。而物理性水處理方法中強磁技術運用是近年來在空調行業應用較多的方法之一。本文通過對強磁技術的發展以及強磁技術的節水分析，在空調系統中運用強磁設備的使用要點作出說明，得出結論在空調開式冷卻水系統中正確使用強磁水處理設備可以比化學處理節約運行費用，同時具有環保的重要意義。

關鍵詞：空調冷卻水系統；強磁水處理設備

引言

在開式冷卻水系統中，水與大氣的不斷接觸，通過換熱設備與水之間的不斷換熱，天然水中的二氧化碳散失，溶氧量逐漸增高，水中的碳酸氫根受熱分解，與水中的鈣、鎂離子形成硬而脆附著堅牢的碳酸鹽水垢，這種水垢在設備受熱及工質水有濃縮的部位產生最為明顯，產生的水垢對設備的本身有很大的破壞作用，同時由于它的出現，使得管道的阻力增加，導致水泵的運行能耗增加，是空調節能工作的不可忽視的重要方面。

目前在空調系統中，常用的冷卻水水質穩定處理的方法大致有物理性水處理及化學性水處理兩種，在物理性水處理方法中常用的方法包括強磁水處理方法、靜電場阻垢處理及電子水處理方法，其中強磁水處理方法在《民用建筑給水排水設計技術措施》中列為物理性水處理方法的首選。

0 磁處理防垢技術的發展歷程

在我國60年代初，磁處理防垢技術發展較快，但是人們的認識上存在誤區，電磁、永磁、高頻防垢器等統統被稱為"軟化器"或"軟水器"，首先這類軟水器被用在鍋爐的水處理上，由于急功近利的心理驅使，停止使用離子交換器制水，結果導致多臺2～6.5噸/時的蒸汽鍋爐發生嚴重結垢而過熱燒壞，結果認為物理性防垢法效果甚差，棄之不用，使物理性防垢法一度消沉。

70年代初、中期，我國燃料供應緊張，要求低壓鍋爐進行防垢處理，以解決水垢造成燃料過度消耗的問題，物理處理方法又盛行起來，但是由于使用范圍定位不當，主要用于蒸汽鍋爐而非熱水鍋爐，再次由于防垢效果不理想而被棄用。

80年代中期，由于我國燃料供應再度緊張，同時我國對環境保護的管理也日益嚴格，磁場、電場等物理性的防垢技術日益興盛，各種生產廠家也日益增多，盡管勞動部以勞鍋字［1991］7號文指示"慎用高頻電（磁）場進行鍋爐水處理"，但是由于該法具有不用化學藥劑、沒有環境污染、費用低廉、管理簡單的優勢，制造者及使用者與日俱增，至今仍經久不衰。人們在使用該類設備時，經過前兩次的波折，非常冷靜地對待這類物理性的防垢法，把它用于無蒸發濃縮的較低溫的熱水鍋爐及相應的熱交換器上，取得了較好的防垢效果。

因循環冷卻水防垢處理的化學用藥劑量超過鍋爐防垢處理的用藥量，工程技術人員把物理性的防垢方法的使用范圍擴大到循環冷卻水處理。比利時的愛羅盤（EPORO）公司基于磁致垢質疏松而不附壁的現象制成了被稱為"CEPI"（塞皮）的防垢裝置，并在熱水器、蒸發器和小容量蒸汽鍋爐安裝使用；其他的國家如前蘇聯、美國也有生產和使用；

進入90年代，因"軍團病"的出現，強磁設備對孽生在冷卻塔底部和空調用水等潮濕環境下能有效抑制并殺滅軍團菌的生長而再度呈現熱點，加上我國磁性材料的生產工藝得到很大的提高，使磁場強度大大提高，我國許多強磁生產企業及境外的許多公司紛紛進入中國，在空調及相關行業進行市場爭奪；

1 磁場的防垢機理

分子在強磁場的情況下，水分子的締合現象暫時被破解，水分子成為單個的極性分子，它吸附在剛生成的碳酸鈣微晶上，形成水分子與碳酸鈣微晶分子團，由于靜電作用，碳酸鈣難以作晶狀有序排列，而是大量帶相同靜電微晶的松靜聚合，形成絮狀的聚合體。經過磁場處理過的水分子，不僅能使由于過飽和新析出碳酸鈣微晶不在傳熱面上粘結成垢，還會向已有的垢層浸潤滲透，對水垢產生吸著、束集作用而逐漸松散剝脫；經過強磁場作用的水分子，被改變的締合水分子處于一種不穩定狀態，因此磁場處理水的防垢作用較短暫，在完全靜止的水中，約經48小時可重新恢復其締合狀態，劇烈的攪拌、湍流作用下，防垢作用只能保持數小時；

由此可見，強磁場防垢作用是暫時的、有條件的，如果滿足不了其使用范圍與使用條件，將使其防垢作用下降，甚至無效；

2 強磁防垢法的使用條件

因強磁防垢、除垢法的特點，其使用條件受到一定的限制：

2．1 在循環冷卻水系統中使用時，應對全部的循環冷卻水進行防垢處理

在空調用冷卻水中，單機系統主要應在冷卻塔的進水口、補充水的補充水管冷凝器的入水口加裝強磁處理設備，對于多機系統應在每臺冷卻塔、每臺冷凝器前加裝水處理設備；

2．2 水溫對強磁防垢法的影響

經實踐檢驗，強磁防垢處理方法的水溫不可高于120℃；對于熱交換器的使用溫度應110℃以下為宜；

2．3磁處理防垢裝置對水中鐵性磁性物質有嚴格限制

磁性物質在磁極處吸著，既增加水流的阻力，又可能使磁力線短路而使裝置失效，只有當水中的鐵、錳的總量不超過0.1mg/L時，磁性裝置的作用才有效；當原水中鐵磁性物質總量為0.5mg/L時，在磁處理裝置前應設置去除鐵磁性顆粒的過濾器；

2．4應注意強磁設備對電子裝置、儀器儀表等的影響

電子設備、儀器儀表等大多數控制及檢測設備應用是電磁原理，在實際使用中應考慮磁場強度對它們的影響，所以在強磁設備安裝時應作好磁屏蔽工作；

3 空調冷卻水的節水效益分析

以一個循環水量為1000噸/時超市空調系統為例，其開機時間每天為15個小時，每月30天，每年8個月，水費2.00元/頓進行計算，工藝排放水開支分別如下：

年排放水量=排放損失百分比×循環水量×天運行小時數×月運行天數×年運行月數

年排放水費=年排放水量×水費

A、化學藥劑處理

年排放水量=（0.6-1%）×1000×15×30×8=21600-36000噸/年，平均為28800噸/年

年排放水費=28800噸/年×2=57600元/年

B、強磁水處理器：

工藝零排放，沒有工藝排放浪費

4 結論

在空調冷卻水系統中，傳統的化學藥劑處理法會花費很大的藥劑處理費用，同時對水的二次處理加更增加了用戶的處理費用，正確使用強磁處理方法可以降低空調冷卻水的水處理費用，達到較好的防垢、除垢的效果。

參考文獻

[1]電子工業部第十設計研究院.空氣調節設計手冊，中國建筑工業出版社，1995.

[2]建設部建筑設計院.民用建筑給水排水設計技術措施，中國建筑工業出版社，1997.