北方地区暖通设备冬季防冻技术措施

北方地区暖通设备冬季防冻技术措施

赵胜玉

天津滨海新区大港晨晖里物业管理有限公司天津300457

摘要：北方地区室外给排水管道设施冬季防冻意义重大，它关系到人们的生活、生产等活动，而在我国北方地区，给水管道冻胀时有发生，造成人们生活的不便，甚至影响企业的正常生产，为此结合工程实例探讨北方地区室外给排水管道设施冬季防冻措施。

关键词：管道爆裂保温防冻加强措施注意事项

近年来连续出现罕见的低温雨雪天气给我国北方地区的生活带来了诸多不便，室外给排水管道设施冻胀爆裂现象时有发生，给人民群众的生活造成不必要的经济损失与麻烦，室外给水管道的防冻成为一项重要工作。极端寒冷的恶劣天气是导致室外给水管道冻胀的罪魁祸首，这就需要我们在设计、安装管道设施过程中采取预防和保护措施，最大限度的降低管道冻胀爆裂现象的发生，为此本文结合工程实例探讨室外给水管道设施的防冻措施。

1设计合理的盘管水流形式。

目前，我国大多数空调生产厂家所生产的表冷器设计都是很合理，表冷器迎风面长宽比变化有6倍之多（一些超薄吊顶新风机组），其水路流程形式只有一种，新、回风工况水路也无区别。出现气堵、脏堵、进出水温差很小或很大，实际换热量达不到公称值，排水不畅导致冬季冻坏等各种问题。

2表冷器水路的设计原则。

2.1合理的水速（1.0-1.6m/s），以保证较高的换热系数；

2.2较低的水阻力，保证水泵的选择和较低的能量消耗：

2.3按国家标准温差进行设计；

2.4保证水和空气的逆叉流交换，以保证最大的换热温差：

2.5保证表冷器内的水能自然排出，以防冬季冻坏，这对于防冻来说是最关键的；

3防止表冷器冻结的措施。

3.1减少新风或加大回风比例

大型空调机组的混合段一般位于表冷段之前，当过渡季节时冬季室外气温接近或低于0℃，及时关小或关闭新风调节阀．减少新风量．或者开大回风阀．加大回风比例，提高混合风温度，都能防止表冷器结冰，同时又能降低空调能耗．但运行操作比较麻烦，稍有疏忽便可能出现表冷器冻裂事故，而且减少新风还将导致空气品质和空气舒适性下降。

3.2增设热回收装置

在空调机组新风入口和排风出口之间增设热回收装置。回收排风余热．提高进风温度，既能降低空调能耗．又能起到保护表冷器的作用。

常见的热回收装置有转轮式全热或显热空气——空气热交换器、板翅式全热或显热空气一空气热交抉器、低温热管换热器和双盘管闭环热回收装置等．增加热回收装置必须加大空调机组体积和占地面积，同时大幅度提高空调机组生产成本．

3.3排水防冻

在过渡季节及冬季停止供冷期间．及时排空表冷器中积水，是目前常用的防冻手段．但制冷器进水管上的排水阀不一定位于表冷器内最低水位线以下．加上供水管路排空时形成的负压．若想排空表冷器内积水并非易事，尤其过渡季节，有时日间供冷，夜间气温骤降，很容易将表冷器冻裂，显然排水防冻并不可靠。

3.4设旁通风道

表冷器停止供冷后．可令新风或混合风从旁通风道通过，也能起到保护表冷器的作用；缺点是要加大机组体积和生产成本。

3.5保持水流循环

当进风温度接近或低于0摄氏度时，及时开启水泵，保持表冷器中常温水循环．也能

有效防冻。但水泵冬季长时间运转，会增加耗电量，缩短使用寿命．

4大门热风幕防冻问题

热风幕冻害事故通常都发生在停止运行后的夜间。热风幕一般设在大门门斗上方，在严寒的冬季，建筑外大门关闭时，由于热压作用，大量冷空气渗入，门斗内气温仍可达－10～－20℃以下。虽然热风幕安装在门斗上的隔层内，加上其吸风口与室内相连，使得风幕周围的气温较门斗下部高许多，但多数时间内仍远低于0℃，因此当热风幕停止运行后很容易冻坏。为防止热风幕冻结可采取以下措施:

(1)热水型大门热风幕停止运行后应继续保持加热器的内的水循环，且其循环水温应在30℃以上。

(2)要特别注意门斗处外门的严密性，尽可能减少冷风侵入量。

(3)在特别严寒的天气下，值班人员可在夜间、定期、短时间运行热风幕，以提高门斗附近的室内温度，但在运行时，热水的供水温度宜提高到50℃以上。

5蒸汽加热器及其连接管路防冻措施

5.1疏水器安装

疏水器是保证蒸汽系统正常运行的关键部件，其作用是自动、迅速排除加热器中的凝水，阻止蒸汽逸漏。疏水器及其以后凝水管路的安装正确与否是防止蒸汽加热器及凝水管路冻结的关键措施。

为了保证凝水畅通、防止管路冻结，安装疏水器时，必须注意以下问题

(1)疏水装置必须配以必要的辅助配件才能正常工作。

(2)疏水器旁通管应与疏水器成水平安装，或安装在疏水器的上方。如果把旁通管设在疏水器下方，就可能导致存在疏水器里的水流到旁通管中去，使疏水器不能正常工作。

安装疏水器时，应尽可能贴近加热器热媒出口处，以缩短凝水管的长度。同时，疏水器最好安装在有采暖设施的空调机房内，避免安装在空调机组内，这样可减少管路出现冻结的可能。

以上几个问题，如果处理不当，都可能导致加热器运行时或停止运行时发生冻结事故。

5.2运行管理应注意以下问题

蒸汽系统在运行初期，由于对管路与设备进行预热会产生大量的凝结水，此时单靠阀孔直径仅数毫米的疏水器排除这么大量的凝结水是不可能的，如果凝结水未能充分排除，或排除不畅，马上启动风机，就可能造成加热器冻结，因此，空调机组或新风机组启动前，必须先打开疏水器的旁通管阀门，让凝结水迅速通过。有的设计，疏水器不设旁通管，此时应打开疏水器前的泄水阀，排掉凝水，但这种做法会浪费大量已经软化的凝结水，加大了水处理和锅炉的补水量，不仅增加了运行费用，还浪费了能源。

6空调防冻与消防共用时的控制要点

空调系统的防冻保护控制在设计中遇到的常见问题之一是防冻和消防共同控制—个阀门时，阀门如何动作。当空调机组或新风机组兼用于消防补风时，当室外新风温度过低，受自控控制的新风阀关闭后，此时发生火灾，新风阀必须能自动打开。因此，新风阀的控制较为复杂，在平时无论新风阀开度或开关状态如何，在平时电源切断后，受消防信号马上变为全开状态，则需要受到自控及消防两个信号控制，较难实现，可采用自动复位调节阀门。即为原始状态为全开，在受平时自控信号时，可变为电动风阀，在火灾失电状态时，自动弹开，恢复原始全开状态。可减少消防信号对阀门的控制，实现起来较为容易。因此开关量的阀门比调节量的阀门更容易实现这种控制，所以，当空调机组兼做消防补风时，应该把新风阀的防冻控制，和新风比的调节这两种功能分设于两个阀门上，避免控制的复杂程度加大。

7结语

(1)寒冷地区，暖通空调换热设备冬季应尽可能采用蒸汽热媒;采用热水时，水温宜保持在90℃以上，不应采用风机盘管使用的60℃热水作为新风加热盘管的热媒。

(2)为防止新风热水盘管运行时冻裂。在设计时，可采用小温差、大流量，使其雷诺数Re远离层流区和层流与紊流的过渡区，一般应使盘管内水流动Re数保持104以上。

(3)蒸汽加热器疏水管路必须畅通，并保证在系统停止运行后，能将管路内存水排空，以防管路冻结。

(4)以热水为热媒的新风盘管和大门热风幕，在系统停止运行后，为防止盘管冻裂，应保持热水系统连续运行，热水温度应保持在30～40℃以上。

(5)不宜将表冷器与冬季使用的新风加热器共用一个盘管。否则，在冬季运行时很容易出现盘管冻裂事故。

(6)表冷器停止运行后，应将盘管内存水放尽，并使用压缩空气将盘管内存水吹干，才能保证冬季不出现问题。

参考文献：

[1]陈宝山：《表冷器水路设计方法》，《制冷与空调》2001年第3期。

[2]方贵银：《冰蓄冷平板堆积床蓄冷特性试验研究》。

[3]GB50736_-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].