1. 空调加热盘管防冻保护措施及要点: 对于正在运行的空调机组或新风机组来说,常用的防冻措施是通过空 调机组及新风机组的自控来实现防冻,在出风口处设置温感,当出风 温度低于设定温度(10°C或5°C)时,发出信号关闭新风阀,或停止新 风机的运行,低温冷风不再吹向盘管,水系统依然运行,盘管水温逐 渐上升,当水温上升到设计供回水温度时,水系统温感给信号打开新 风阀或启动新风机,低温新风继续吹向盘管,温升后送入室内新风 机等待下一个关闭再启动循环这种办法会造成送风状态偏离设计要 求,可短期内用于正常运行不停机状态下的空调机组 防冻多空调系统带来的运行障碍及解决方法: 室外气温较低的北方地区,一些在这种运行方式下工作的空调机组或 新风机组,新风阀或新风机大部分时间都因低温而处于关闭状态,造 成送入室内的新风量达不到设计需要因此,在这种方式下工作的水 系统循环应保持通畅,避免电动阀调节阀后由于流量过小造成水温下 降过快,或新风机停止后,水温迟迟不能上升到设计供回水温度,使 新风不能进入要使水系统通畅及保持一定流速,可采取打开空调机 组水系统电动阀的旁通阀,避免电动阀限制流量,或者在管道阻力较 小的情况下,水泵正常运行同时打开备用水泵,增加流量,达到大流 量热水不间断循环的效果。
避免水系统因流量限制造成的冻结虽然 此种防冻保护的方法在运行中不宜长期使用,但是在低温较短的地区 可以维持空调系统的运行分析问题产生的原因及设计上的避免方法:造成此种冻结的原因,往往是选择加热盘管时,盘管兼顾表冷和加热 两种功能,冷水温差一般为5°C,而热水通常为10°C,而冬季负荷通 常又比夏季负荷小,冬季水流量就会小,通过电动阀对流量的控制后, 流进相同容积的盘管时,冬季热水流速往往比夏季冷水慢一半,因此, 热水与冷空气接触的时间较长,更容易冻结流水结冰时间受管壁外 表面温度影响更大,盘管内流速大于层流可防止冻冰,层流时流速断 面分布不均,靠近管壁处水流近于静止,根据Re二pvd/nV2300, 当加热盘管管径为 d15mm 时,流速小于 0.15m/s 时即为层流,因此, 保持流速大于 0.15m/ s 是预防盘管冻结的要点所以,表冷,加热盘管单独设置对防止此类现象的发生也有重要的作 用在冬季室外温度较低的地区,应尤为注意例如鄂尔多斯地区, 在冬季时,很多空调运行现状都是新风机组基本不开,空调机组运行 时,新风阀几乎完全关闭,只循环室内风,否则盘管就会冻结,这些 现状应在设计时就可避免。
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 防共同控制一个阀门时,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 在严寒地区,防冻保护措施只能作为一个安全保护措施,无法保全空 调的正常运行,因空调出风口温度不到设定低限时,盘管最先接触冷 风的一侧也会由于室外新风温度过低而冻裂因此,采用空调预热手 段才是解决严寒地区空调正常运行的有效方法2. 空调热交换器冻裂原因及防冻措施 空调热交换器冻裂的原因: 结构设计上的问题:1)一般情况下空调器的加热工况和制冷工况共用一个热交换器,由于冷冻水进出水温差为5°C,而热源的温差为10~20°C,所以空调热 交换器在冬季水流速度太低,如采用变流量系统,水流速更小,基本 成为层流流态,结冰冻裂的危险性增大了。
2) 选择热交换器时安全余量过大,冬季热源温降大,回水温度低, 在边角处非常容易冻裂3) 并联两组以上热交换器时,由于水系统管路不平衡,空调热交换 器进水有多有少,进水少的热交换器冻裂的机会较大4) 新风进入方向与水流动方向在国内大多为逆流,这对防冻不利 特别当热源温度较低时,容易形成出水温度和出风温度较低并且不均匀,容易结冰冻坏热交换器,见图1a) h)图1空气热交换器的热媒氓向a; 不宜用于裳禺地氐 b)吁用亍黨於羽区管路设计上的问题:1) 设计师没有考虑严寒地区冬季防冻措施,没有在水系统最低点设 计排水阀、排污阀,以至发生积水冻裂2) 管路布置不合理,图2a)所示热交换器连接管接口高于热交换器 最低存水管,在工厂用水试压后已有存水,系统运行后也排不干净, 冻裂就不足为怪了佥)量接營禺于盍伍水營 b)连提酋觇严蛊昭■扛管3)新风空调箱入口处没有设计保温新风阀,有的根本就没有新风阀, 也谈不上新风阀与新风空调箱风机的联锁,以至严寒季节不但冻坏新 风空调箱,同时也冻坏了相邻的回风工况空调箱及风机盘管运行维护管理上的问题:1)空调运行维护管理人员对北方严寒地区恶劣的气温条件不熟悉, 全部套用南方地区的维护管理制度。
而且操作人员没有经过严格的专 业培训,缺乏必要的暖通空调专业知识暖通南社2)操作人员工作责任心不强,操作使用不当空调加热器的防冻措施:结构设计上的措施:1)严寒地区大卖场的空调箱热交换器不该冷热合用一个,否则容易 引起换热面积过大,水流量过小,容易结冰冻裂如一定要合用,当 需要温升很大时,应采用多组热交换器并联结构,一般每组热交换器 最大温升为20°C根据经验,室外温度大于5°C, —组热交换器即可; 室外温度5〜12C之间,需要两组热交换器2) 在严寒地区热交换器新风进入方向与水流动方向,最好为顺平行 流,见图 1b)3) 严寒地区大卖场的空调箱热交换器内水流速不宜过小,根据美国 参考资料,水流速应大于0.25m/s,否则易形成层流流动,使热交换 器结冰冻裂的危险增大4) 严寒地区大卖场的空调箱热交换器换应设置2°C低温结冰冻裂报 警装置,以防万一5) 设置全热交换器,利用热排风来预热新风,减小冻裂的危险6) 如空调加热器中水排不干净时,必须在此之前加一个水能排干净 的冬季防冻预热器或电加热预热器,见图 3b)雷9熱交换器冷热水閱管的排列叭赛琨徘刃 H j£确薯=17) 有条件的地方可设计控制进风温度的新风回风混合系统,使进风 温度不会太低导致冻坏热交换器。
8) 当空调加热器的热源采用蒸汽时,疏水器的安装位置应比空调加 热器低300mm以上管路设计上的防冻措施:1) 热交换器连接管接口要低于热交换器最低水管,见图2b2) 在合理位置设置排水阀、排污阀或丝堵,以使热交换器及系统中 的积水能排干净3) 在新风空调箱系统入口处设计电动保温新风阀,该风阀与新风空 调箱风机联锁4) 对条件较差的严寒地区,可在新风空调箱系统入口处加PTC陶瓷 电加热段,用温度控制开启电加热级数,这种方法安全可靠、简易可 行,能弥补运行维护管理方面的不足当正常运行时,PTC电加热不 工作运行维护管理上的措施:1)北方严寒地区大卖场当新风空调箱停止运行时,保温新风阀必须 与新风空调箱风机联锁关闭严密当新风空调箱不运行时,电动保温 新风阀应关闭严密,同时新风空调箱系统入口处的风管也应保温,杜 绝冷桥如果没有联锁,一定要手动关闭严密新风阀,当新风空调箱 开启时,再手动开启新风阀2)运行维护管理人员应经常记录热源的供应情况,如热源供应不太 正常,应及时采取防护措施防止空调箱空调热交换器冻裂损坏3)空调厂家在空调箱出厂时应用压缩空气吹净空调箱热交换器内的 积水,在空调箱上贴上明显注意事项,告知安装人员及运行维护管理 人员,同时在相关安装使用说明书中予以明确说明。
必要时空调厂家 应组织有关行维护管理人员集中参加培训4)业主应对运行维护管理人员进行技术性、责任心教育,提高员工 技术素质,加强责任感,不断提高空调运行维护管理水平5)健全切实可行的空调运行维护管理规章制度,强化运行管理记录 及责任制,加强管理监督3. 寒冷地区热水供热空调系统中新风防冻控制方式 在寒冷时,过低的室外气温经常冻裂加热盘管,导致新风机组或空调 机组按程序联锁停运,造成建筑物失去了进新风的功能新风只能靠 门窗少量渗透进入,室内产生令人头疼的缺氧现象由于排风系统的 工作可以不受室外气温的降低而停止运行,在寒冷新风进不来而继续 排除大量室内浑浊气体时,加剧了室内负压情况,降低了舒适度感觉1)热水预热防冻控制方式 寒冷地区一年四季气温变换鲜明,根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)第8.5.3条规定,当建筑物所有区域只要求按季节同时进行供冷和供热转换时,应采用两管制的空调水系 统温度传感器或防冻开关监测预热段盘管后的风温T1低于5°C时,控 制器将联锁停止新风机组运行,并关闭新风阀为防止冷风渗透冻结 盘管,可采取打开空调水系统中电调阀两端的旁通阀,保持盘管内循 环水量有一定的流速。
这种防冻方式在实际使用时,可靠性差,而且 无法使新风或空调机组正常运行,只能起到安全保护作用暖通南社 对于水路系统连接多台新风机组和空调机组的变流量系统,即使将电 动调节阀改为手动调节,并设为最大开度,也会因气温的变化和外网 波动变化,引起盘管管束水力工况失衡,发生冻结的可能性依然存在2)电加热预热防冻控制方式采用电预热方式时,冬季当室外温度低于0C以下时,通过可控硅调 节电加热器开始工作预热新风到5C时,新风再进入热水盘管加热, 达到送风温度要求,新风机组正常运行当出现加热故障,监测预热 新风温度达不到要求时,先关闭电预热,延迟一小段时间后,风机进 入关闭程序当严寒地区的室外气温变化在3〜-49.6C范围内时,以电预热新风温 度达到5C为符合要求,那么预热新风的温差变化将在2〜54.6C之 间如果预热新风量不变,预热新风温度保持在5C,则电预热功率调节的变化范围较大,最小与最大之间相差进20倍这不仅调节控制复杂,还会大幅增加高质低用的电能运行费用如果 对新风量为10000m3/h,加热量为174kW,预热功率取平均值52.2kW, 每年采暖期取170天,每天电预热取8小时,每度电费取1.0元/度, 则一个采暖期电预热的运行费用约为7-8万元人民币。
长时间使用电预热盘管,还存有异味、安全隐患、换热效率降低等问 题电气控制元件的触点动作,宜摩擦氧化,破损情况时有发生,控 制作用失效,仍会发生新风机组或空调机组热水加热段盘管发生冻结 现象如果电预热段的预热量不足,预热后的新风温度达不到5°C及以上, 热水加热调温段加热盘管仍有冻结问题存在,同时控制系统将联锁停 止运行新风机组3)乙二醇防冻热媒预热防冻控制方式[』I补 1_J L! r]图5乙二醇防冻液预热控制原理示意商如图5所示,采用防冻热媒二次循环进行防冻,需要配置水-防冻液 板式换热器、循环泵、阀门、膨胀罐等定压装置预热段中的防冻热 媒常采用乙二醇水溶液作为循环工质,一般能够在-20C左右不冻结 在严寒地区,随着气温的下降,即便是预热段乙二醇水溶液的循环工 质不冻结,但是预热后的新风温度有可能远远低于o°c,热水加热段 盘管仍有冻结问题存在当二次循环防冻热媒乙二醇水溶液循环工质的温度由 50 C下降到 -35C时,同样结构参数的乙二醇加热盘管,。