中央空调系统通过冷冻水循环、制冷剂循环和冷却水循环，不断将建筑物内的热量传递到自然界中，而获得舒适的空间环境。冷却水多为开放式系统，冷冻水与采暖水为封闭式。目前，高层建筑或封闭式厂房的冷冻水与采暖水多为同一系统，在夏季走冷冻水，在冬季走采暖水。

中央空调水系统的用水通常分为两类，即未经过任何处理的自来水和软化水。水中对设备主要产生影响的因素分别为硬度、碱度、微生物、pH值、Cl-、氧含量等。自来水因地区不同而水质变化较大，在水的循环过程中，硬度和碱度是造成结垢的主要因素，而Cl-、低pH、溶解氧、生物粘泥是造成腐蚀的罪魁祸首。

而对于软化水而言，失去了结垢性离子Ca2+、Mg2+等，没有结垢问题，同样设备也失去了保护性结垢层，其腐蚀性增强，从而加重了腐蚀穿孔现象。对于封闭式系统（冷冻水和采暖水），由于水中的溶解氧和微生物的存在，初始时，腐蚀速度较慢，有一个逐渐加速过程，最终会导致同前两种水一样的红水现象。

对于冷却循环水的冷却塔，尤其不可控制的是从空气吸入开放式冷却塔中的灰尘、泥土、烟灰、有机物碎片和其它各种各样的物质。进入冷却塔中的空气中的颗粒物会被冷却水洗涤下来，留在循环水中，并逐渐浓缩。空气中颗粒物的浓度会不断的变化，而且会受到风向、输送的形式和数量、周围的活动（例如，土建、工厂运行周期等等）的影响。每立方厘米中含有100,000个以上的颗粒物，在大城市附近是很正常的。Clive Broadbent在1992年ASHRAE（美国取暖、制冷和空调工程师协会）年会上报道，“一座200冷吨的冷却塔在一个季节，从空气和补加水中吸收的颗粒物在600磅以上”（ASHRAE手册，1996）。

          
水垢降低了热交换效率

悬浮物和生物膜及水垢混合在一起，在热交换器列管表面形成沉积物，从而降低了冷凝器的热交换效率。研究表面，1mm水垢就能造成空调机组效率下降45%。

热交换器上0.25mm厚的污垢或者结垢层，将降低热交换效率，增加能耗10%。下式可以用来计算一个冷却循环水系统一年的能耗成本：
冷却系统吨位X吨水电耗X负载系数X每年工作时间X每度电成本=每年能耗成本
例如，400冷吨X0.65kw/冷吨X0.7负载系数X2500小时/年X0.6元/kwh=27.3万元/年
如果热交换器上的污垢厚度为0.25mm，运行一年的电费将增加2.73万元。

资料来源：Philip Kotz咨询公司、美国标准局、美国伊利诺伊州立大学、中国技术服务社能源中心等。

而且，冷却系统本身产生颗粒物，例如腐蚀产物、无机物沉淀（铁的氧化物、硬度盐类等等）、微生物宿主、有机化合物的聚集体和其它的物质，会加速腐蚀和腐蚀物的形成。

生物粘泥导致的热交换损失是碳酸钙垢的5倍

今天每一个冷却塔系统都会考虑不断增长的生物粘泥问题。ASHRAE导则12-2000中说道，冷却塔系统最基本的处理建议是控制和防治生物粘泥，而且指出控制生物粘泥的最简单的成功方法是保持系统清洁。ASHRAE2000年9月号（44-49页）中这样写道，“生物粘泥增长加剧的适宜条件包括温度77-108华氏度，结垢问题存在，有沉淀物和生物膜…通常情况下，在多种复杂的微生物群落中滋生猖獗，因为他们需要从周围环境中获得养分和保护。”显而易见，维持低含量的悬浮颗粒浓度，就减少了生物粘泥生长的空间和养分。同时需要合适的杀生程序提高生物粘泥的控制效率。

生物粘泥导致的热交换损失甚至大于无机水垢造成的热交换损失。美国CTI（冷却塔技术研究所）的报告显示，生物膜（粘泥）的热传导率只有碳酸钙垢的1/5。

资料来源： N. Zelvar, W.G. Characklis和F.L. Roe, CTI Paper No. TP239A

腐蚀问题

一种局部的腐蚀，通常发生在储罐和输水系统中，有高活性的局部阳极电位引起的。 腐蚀是离子浓度不对等或者氧浓度差异所致。 经常发现在高温区、晶格缺陷处、切削部位、表面划痕或裂纹处。 点蚀是金属损坏的最常见因素。 一个穿孔能够毁掉一台关键的热交换器，从而能够导致整个工厂停产。

点蚀的深度和大阴极区域与小活性阳极区域的比例成正比。 
             
厌氧菌会在生物膜深处氧稀缺的地方繁殖。一些细菌能够够代谢不锈钢中的碳、一些细菌能够生成硝酸、硫酸或者有机酸，从而加速腐蚀。细菌菌群下面潮湿的表面氧的消耗，会导致形成“微分通风电池”，从而引起电流腐蚀。水系统中超过70%的腐蚀是由微生物加速或者导致的。微生物，象细菌，在所有腐蚀方面比以前认为的作用更大。

军团菌问题

军团菌普遍存在于有水的环境中，军团苗本身存活能力不强，冷冻与加热均能杀死该菌。它的存活、繁殖温度条件为20－58℃（最佳35－46℃）。为了防治冷却塔传播军团菌，许多国际或以疾病防治中心名义，或以冷却水协会的名义发布了“冷却塔防治军团菌守则（或指南）”他们的共同点就是要消除军团菌赖以生长的污垢、沉渣与粘泥，要求每年（每季节）清洗填料，系统用化学杀菌。对于疑有军团病发生的情况，则要求加强清洗杀菌工作。由于清洗冷却塔及循环系统十分繁琐，费时费工。检测军团菌的方法还不够灵敏、精确，所以至今没有一个国家对冷却塔作出强制性操作规范。但地区性、州县、行业性的规范已经被推行多年。

冷却塔与空调系统是否有利于预防军团菌与设备设计关系密切，一些不宜于机械清洗填料的冷却塔应予以改造或更换。适宜于冷却塔杀菌的季铵盐、唑啉酮类杀菌对于杀灭军团菌已被证实无效。清理军团菌滋生的场所是防治军团菌的关键。

冷却水处理的化学方法

为了稳定冷却循环水的操作和环境条件，几种不同的化学药剂需要使用，例如： 

 * Biocides/杀生剂            * Scale Inhibitors/阻垢剂
 * Corrosion Inhibitors/缓蚀剂  * Bio-Dispersants/生物分散剂
 * Disinfectants/消毒剂        * Cleaning Agents/洗涤剂
 * Acid Descalers/酸性剥离剂  * Chlorinating & Dechlorinating Agents/加氯&除氯剂

优势：（1）每一种化学药剂都能实现指定的和期望的结果。（2）化学药剂通常可以按月采购。

缺点：（1）多数化学药剂都是非环境友好型的。（2）需要封闭监控、储存和自动加药设备。（3）每种化学药剂需要合适的浓度和充分的接触时间。（4）不充分性:残留的微生物会恢复生长。（5）某些化学药剂导致和加速腐蚀。（6）某些化学药剂会生成危险的三卤甲烷（致癌物质）和卤代乙酸。（7）某些化学药剂在较高的水温中会分解。

EST冷却水处理

EST是利用水及水中矿物质的电化学特性，通过电解来调节水中矿物质的平衡，而实现阻垢、防腐和防治微生物的目的。

优势：（1）不用任何药剂：没有健康和环境危险。（2）节省：节水 - 40-60% water；节电 - 5-15%；节省劳力 - 10-50%。（3）改善热交换器效率。（4）减少停机次数，减少由于整个系统清洗和维修造成的零星停机时间，更换的部件少，维护量减少。（5）EST系统排出来的水可以用来浇灌和清洗使用。（6）具有专利的技术。（7）超过10年的应用经验，以及超过2000个用户。（8）一机多能：阻垢、防止生物污染、彻底杀灭和控制微生物、防腐、产生游离氯。（9）设备牢靠，只有少量的几个可移动部件，电极坚固。（10）电消耗低(150-800W)，电极费用低(电极使用寿命为5年)。

劣势：（1） 目前只在以色列、美国和少数几个欧洲国家使用。