水處理技術系列二　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　大綱　內容

空調水系統.運作原理

空調水系統.運作原理.線學

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防蝕效益系列：1. 冷卻水處理腐蝕率標準、2. 水處理防蝕經濟效益技術

腐蝕系列：1.腐蝕測試.SOP、2.腐蝕試片、3.腐蝕照片

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【內容】　　　　在假貨充斥空調水處理業中，新湧就是信用、專業　　　TOP　BOTTOM

30~40年來空調業界的雙重困擾之處，尤其是施工採購送審未達CNS 12575防垢成效標準卻假冒者，就是不真、就是假貨，充斥在空調水處理業中，毋庸贅述。

壹、水系統運作商業價值

空調業界都不清楚水系統運作及其原理。根據「危機就是商機」的市場法則，在節能技術轉熱之際，你掌握先機，就先馳得點，然後一路領先直到終點。

輸贏是以「工程總價億元等級」計算。以業主決定計分標準來算。本公司多次證明：業主以自身利益為最大考量下一定會買單。

本章僅論及水系統運作之過程，及因此造成結垢之學理和實務分析。處理技術及工法、工程價值請參見另章，避免概念混淆。

貳、大綱　　　在假貨充斥空調水處理業中，新湧就是信用、專業　　TOP　BOTTOM

水處理的問題及分析
一、水系統問題與改善方法概論
二、水系統運作原理
　2.1.不同負載下的水量變化　　　　　　　　　　　　　2.2.冷卻水水質變動狀況
　2.3.污染量—結垢因子概算　　　　　　　　　　　 　 2.4.水系統自然運作的結果及現狀
三、空調業界常犯錯誤
　3.1.空調業界常犯錯誤—1　　　　　　　　　　　　　　3.2.空調業界常犯錯誤—2
　3.3.水處理技術的基本判讀技能
四、問題分析—污染能量及結垢反應預測
　4.1.空調業解決水處理的常識技能　　　　　　　　　　　　4.2.排放控制是最基本的操作觀念

參、水處理的問題及分析　　　　　　　　　　　　　大綱　TOP　BOTTOM

空調水系統運作原理的研究

空調水系統的運作是空調系統的最基本現象。空調工程公司若不具備CNS 12575成效驗證這基本知識，容易被水處理廠商呼愣，花了錢卻買不到該有的品質。好像買電腦雖然不需要知道CPU怎樣設計及製造(因為那是Intel及AMD的責任)，但連CPU與主機板的規格關聯性都沒有概念，也不知道賣方是否專業廠商或買到黑心貨；所以買到拼裝貨/黑心貨，被騙了還洋洋自得。等出了問題才焦急，已經來不及了。這已有許多失敗實例。另一個層面，從積極面來說，工程公司若具備這基本知識，不僅不受騙，還可進一步妥善利用，藉此建構與競爭對手的「技術差異性」，贏得業主青睞及奪標成功。這已有許多成功實例。

一、水系統問題與改善方法

二、水系統的運作原理

2.1. 不同負載下的水量變化

定義　E100、M100、B100：負載下100％的蒸發量、補充量、排放量

　　　　　 E80、M80、B80　：　 負載下　80％的蒸發量、補充量、排放量

　　　　　E60、M60、B60　 ：　 負載下　60％的蒸發量、補充量、排放量

則有下列關係式存在，其他以此類推

　　E80＝0.8*E100　　　M80＝0.8*M100　　 B80＝0.8*B100

　　E60＝0.6*E100　　　M60＝0.6*M100　　 B60＝0.6*B100

排放通常採用導電度計設定上下限值操作控制，實際排放量為間歇式的動作，亦即導電度達上限值時排放閥開啟，補充量快速增加，導電度達下限值時排放閥關閉，補充量迅速減少。

2.2. 冷卻水水質變動狀況

• 
  季節、早晚負載變動的現行冷卻水水質，故，專業技術不足，處理不達本案要求EER須CNS 90％以上。
•  等待也許10年20年仍無人有解結垢為不可逆的化學反應。　　　　　　　　　　　　　　　 
• 劑量技術Dosing Technology 等待開發為動態性與負載同步變動。

2.3. 污染量—結垢因子概算

E:　 H2O(l) → H2O(g)　　　H = 580 kcal/kg (30℃)

蒸發量E＝循環量＊１％

Ｂ、Ｍ均由上一頁公式求得

CM × M為每小時帶入冷卻水的硬度總量。此為結垢的主要因子之一

冷卻水測得的硬度為結垢的主要因子之二。其強度由下頁ＬＳＩ及ＲＳＩ概算。

2.4. 水系統自然運作的結果及現狀

• 現狀一：依照空調業界所瞭解的方式（亦即沒有排放觀念）操作，結果冷卻水導電度可能在10,000～20,000μS/cm（12或24h/D），而因為過高的導電度就成為污染源以致造成嚴重結垢後果。這是化工廠都是化工工程師，他們不會允許這種問題發生。
• 現狀二：空調界近10年來也參考化工廠，採用化學藥劑做冷卻水處理，但因專業技能不足，「東施效顰」只有採用半套，掉落「橘逾淮為枳」的水土不服泥淖。空調界忘記化工廠都是化工工程師，他們自己可以1.自行化驗，2.增加減少劑量，或3.異常的判斷及排除……等實務問題，甚至4.藥劑工安問題的預防及解決；蓋，化工廠都具備相當的水處理化工技能，大樓或電子廠卻相當缺乏該技能。
• 現狀三：近10年(90~100)來大樓或電子廠空調使用者採用化學藥劑已發生多起工安意外。只因未釀成新聞事件，使用者也不願曝光，空調業界又多在完工後不聞不問，只有水處理業界有經常性拜訪或服務，但二業界很少交流，所以成為空調業界「聞所未聞」的閉鎖狀態。
• 建議：水處理廠商至少應具備化工技能，不僅藥劑能發揮基本功能，也可預防工安意外。當然，若具備（化工+空調）技能，藥劑功能才能進一步發揮；然而，與防垢成效所要求的CNS 12575積垢抑制標準仍有相當差距。

三、空調業界常犯錯誤

3.1. 空調業界常犯錯誤—1

最根本錯誤：忘記任何專業都有基本技術要求，多年來被不專業的水處理廠商誤導，認為水處理很簡單，只要買設備就可以防垢了。空調業界自己認定，當然要自己負責。水處理公會不予以苟同。

事實：不專業的水處理廠商只想要生意，不顧技術(品質、功能)要求。因為一旦要求技術，他就不能混、沒生意做了。

後果：如果空調業界也認為「只要……就可以了」，實際上卻做不到該結果（理論值）。面對消保法要求的無過失責任時，因沒有定義技術責任範圍保護自己（沒定義結果標準），違法吃虧的是技師及工程公司自己。因為以結果來論，這期間電力浪費之損失時，賠償金額可能高達數倍～數十倍。業主3年5年後發現了，認為自己被欺瞞，仍可以追究（將心比心即可得知）。技師法的行政處分及刑事、民事責任也是「能避開卻不避開」的後果。

3.2. 空調業界常犯錯誤—2

錯誤一：誤認為導電度偵測可以代表水垢成分。

事實：導電度是量測水雜質總量。不管結垢與否，它的變化接近質量不滅的濃縮倍數。但水垢成分（通常指鈣硬度），結垢與否，變化卻相當大。此時導電度無法顯示此現象。故「過度」倚賴導電度監控，會導致錯誤判斷，影響技師的專業形象。

正確應用：導電度監控只是排放操作的工具，屬水處理之入門前技術。

錯誤二：誤認為有sensor感測器偵測就可以做好防垢抑制。

事實：理由一已經如上述。理由二，全世界並未有工業用等級可正確使用的Ca⁺²鈣sensor、CO₃^-2鹼度sensor 研發出來。理由三，50多年來水處理界倚賴技術老練、經驗豐富的資深工程師，做取樣、化驗、判定前期濃度餘量、估算未來一期劑量及總量需求、調整劑量設定等技術服務工作。如果有前述感測器，我們不必這麼辛苦，資深工程師培養不易。

3.3. 水處理技術的基本判讀技能—1

一、化學技術— 基本要件：劑量與污染量必須隨時一致（同步）

A、適用— 石化業等製程穩定→水質穩定的化工廠冷卻塔。穩定— 汽油製程若不穩定，則品質低劣

B、不適用—負載不穩定的水質，如：空調冰機冷卻水水質變動大等

二、化學基本技術

A、化學技術要求劑量必須與污染量同一反應比例莫耳數（稱為「計量化學」要求），如：

　 　　　　　化學反應為：　　　　　　aA + bB ------> cC

　 　　　　 即是 反應物A與B以a莫耳與b莫耳的比例形成c莫耳的生成物C

　　若實際上A的數量多於a莫耳為2a莫耳，則將有2a－a＝ a莫耳的多餘量。反之，則不足。多餘或不足，都會導致一定的影響（i.e.多餘量仍會反應）。這就是「計量化學」要求的重要性。

B 、結果

p負載高於劑量，處理不足，鈣鎂還多餘，仍然結垢。

p劑量高於負載，處理劑超過，螯合性藥劑多餘，侵蝕銅管。

四、問題分析—污染能量及結垢反應預測

4.1. 空調業解決水處理的常識技能

水處理對空調人員雖屬於異領域的化工技術，但若善用常識判斷，問題仍可迎刃而解。但若誤用類似30年來的錯誤解決方法，而由於水處理仍屬於科學領域，不依循科學及技術要求，偷工減料、損害業主權益之問題仍然會持續存在，不會消失。

舉冰機出水溫度自動控制為例，來模擬並解說水處理加藥操作控制。

• 想像沒有溫度感測器但仍有溫度計狀況下，你如何手動操控冰機負載達到溫度期望值25 ± 1 ℃（其他如AHU/FCU均全載運轉）。

• 首先，你必須每天或每週推估當期可能負載，設定冰機負載在該固定值（如75％）—模擬加藥操作控制現狀，每天或每週一次。

• 可預期的結果為室溫記錄呈現鋸尺狀，因為實際負荷與推估負載必有差異，上下起伏波動相當大。

• 如推估負載與實際負荷值差異太大，室溫可能呈往高或低走的趨勢。

• 例如以中午負荷做設定值95％，10：00負荷為80％，則因固定95％運轉，室溫必須下降5 ℃產生額外15％負載，才達新平衡點20 ℃。如反過來以10：00負荷80％為設定值，中午室溫散熱必定不足而上升達新平衡點28 ℃。

4.2. 排放控制是最基本的操作觀念

依照空調業界所瞭解的方式，沒有排放觀念的操作，結果冷卻水導電度可能達10,000～20,000 μS/cm（12 或24 h/D）。

當導入排放控制，設定值須依照水處理廠商的能力，否則廠商不負責。

一般限制值設定為1,000μS/cm，這需要化工技術。96年起因台灣缺水嚴重而有節水要求，經濟部工業局訂定提高為2,000μS/cm，這需要更高的水處理化工技術。

1,000 RT的循環量

1,000 RT*3 GPM/RT*3.8 L/GPM*60 min*24 h/1000　　　

＝16,416 CMD＝492,480 CMM ＝5,909,760 元/月（無循環的水費是天價）

由M = E*n / (n-1)來看，濃縮3倍時，補充用水M與水費大幅降低

＝ 492,480*1％*3/（3-1）＝7,387 CMM ＝88,646 元/月（濃縮3倍）

<本章結束>

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