寒冷地区集中空调系统新风机组防冻措施_郭海丰

寒冷地区集中空调系统新风机组防冻措施
郭海丰1 , 王思平1 , 杜艳新2 , 王举坤3 , 李殊凡4 , 石功涛5
(1.沈阳建筑工程学院市政与环境工程学院 , 辽宁 沈阳 110168; 2.沈阳华夏设计公司 , 辽宁 沈阳 110003 ; 3.辽宁省规划设计院 , 辽宁 沈阳 110003; 4.锦州市建筑设计研究院 , 辽宁 锦州 121000; 5.大连市城市建设委员会 , 辽宁 大连 116033)
图 1 电加热法 防冻设备示意图
该方法虽然可以避免新风机组冻坏的事故发 生 , 但有时也达不到很好的效果 .主要是由于电动 保温阀执行机构机械零件磨损和设计缺欠使电动 保温阀关闭不严 , 在室外风压和室内热压作用下 引起冷风渗透 , 最终导致新风机组内部温度降低 , 致使加热器管道冻裂 .为解决这类技术问题有如 下两种方法可以借鉴 :
集中空调新风机组防冻的措施和方法已经得 到了应用 , 相关的防冻产品也发挥了重要作用 , 典 型的应用方法如图 1 所示 .采用风机 6 、循环泵和 电动保温阀 1 进行连锁[ 2] 的方法来实现 .具体过 程为 :开启新风机组顺序 , 开启循环泵 ※开启电动
保温阀 ※开启风机 ;关闭新风机组顺序 , 关闭风机 ※关闭电动保温阀 ※关闭循环水泵 . 这样可以保证风机运转时 , 新风机组的加热 盘管中水是流动的 , 防止加热器管道冻裂 , 也避免 了新风机组加热器管道中水静止时风机运转冻裂 加热器管道 .
摘 要 :介绍了经常发生在我国寒冷 地区集中空调新风机组中加热器冻坏的事故原因 , 分 析了加热 器 被冻坏是由于新风机组加热盘管内流体凝固时体积 膨胀所造成 .阐述 了采用 特殊流 体作为 新风机 组 的工质 , 保证新风机组盘管中的水流速 .提出采用风 机 、循 环泵和 电动保 温阀连锁 、增 设电加热 器 、加 设值班风机等设施防止新风加热器冻坏的方法 , 并指出了各种解决方法的弊端 , 提出了在 电动保温 阀 和新风机组之间的风管道底部设置旁通管和电动阀 门 , 以及 将电动保 温阀与 电动阀 连锁来 解决防 冻 的新思路 .叙述了新方法的基本原理 .
但在我国寒冷地区 , 集中空调系统的新风机组 在冬季运行中时常出现加热盘管被冻坏[ 1] 的事故 . 这不仅影响了新风机组的正常运行 、增加了设备的 维修量和用户的运行管理费用 , 也在一定程度上影 响了新风系统在我国寒冷地区的推广应用 .
1 新风机组被冻坏的原因分析
在寒冷地区 , 新风机组被冻坏的事故多发生 在加热盘管上 .事故的直接原因是当机组的加热 盘管(通常是紫铜管)中的水温低于其工作压力对 应的凝固点温度时 , 水开始结冰 、体积膨胀 , 最终 导致加热器铜管被胀裂 .
(1)如图 1 所示 , 在电动保温阀 1 与多叶调节 阀 3 之间的风管道上加设电加热器 2 , 电动保温 阀 1 关闭后 , 电加热器 2 开始工作 .电加热器 2 的 开与关由电动保温阀 1 后面的感温元件控制 , 实 现当电动保温阀 1 后部温度低于设定值下限温度 时接通电加热器 , 温度高于设定上限温度时电加 热器断电 .只要电加热器的功率选择适当 , 就可以 有效地加热渗透的冷风 , 但这种方法需要增设电 加热器 , 增加投资 、并使系统复杂 .在实际应用当 中电加热器损坏时 , 仍会发生新风机组加热器管 道被冻裂的事故 .
20 0 3年 7月 第 19 卷 第 3 期
沈 阳 建 筑 工 程 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 ) Jour nal of Sheny ang A rch .and Civ .Eng .Univ .
文章编号 :1671 -2021(2003)03 -0218-03
July 2 0 0 3 Vo l.19 , No.3
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Biblioteka Baidu
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沈 阳 建 筑 工 程 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 )
第 19 卷
图 2 值班风机法防冻设备示意图
图 3 旁通导流法防冻设备示意图
3 新的防冻措施
上述各种方法在实际应用中均较为实用 , 但 仍然有一定的局限性 . 笔者在生产实践中经过多次探索和实验 , 设 计出一种效果较好的方法 , 如图 3 所示 .在电动保 温阀 1 和新风机组之间的风管道底部设置旁通管 和电动阀门 5 , 同时将电动保温阀 1 和电动阀门 5 连锁 .当新风机组停止运行时 , 电动保温阀 1 关闭 , 同时打开电动阀门 5 .渗透的冷风 90 %会在室内外 热压和风压[ 4, 5] 共同的作用下 , 通过阀 5 流至走廊 内 , 避免 了 冷 空气 进 入 新 风 机组 .此 方 法的 优 点是可靠性强 , 不足是加设电动阀门增加了投资 .
Abstract :T he causes of frozen fresh air-heater in fresh air handling unit in no rth area of our country are introduced .Several existing anti-freezing measures are discussed , such as using special liquid as the wo rk medium , keeping the w ater flowing through the heater in a hig h speed , adopting the fresh air fan , circulating pump and the electric insulating valve interlock, adding an electric heater and a duty-fan , and etc .T he defects of these measures are pointed out and the solution to the problems are propo sed , w hich is to install a section duct and a solenoid valve at the bo ttom of the duct section between electric insulating valve and fresh air handling unit .T he fundaments of this new method and the difficulty to ex tend this new method are introduced . Key Words:central air-conditioning ;fresh air handling unit ;electric insulating valve ;interlock ;heater
(1)系统中设置排气装置 , 及时排除系统内的 气体 , 以保证管道内水的流速在设 计范围内 .这 样 , 即使系统内积存了少量的气体 , 也不会对管道 内工质的流速有较大的影响 .
(2)造成加热器管道阻塞的另一个原因是 :施 工中的一些焊渣 、麻及其他杂质在系统冲洗时没 有完全被除掉 , 而造成第一次运行时新风系统最 底层设备的新风机组加热器管路阻塞 .解决方法 是在新风机组的热水入口处加设一个过滤器 , 并 在初次运行时经常清洗过滤 器 .建议选择 SG 型 水过滤器 , 其优点是体积小 , 阻力小 , 排污方便(排 污时只要先关闭前后阀门 , 拧开铜排污盖 , 然后抽 出滤芯 , 去掉杂物后在装回).经过一个运行周期 后 , 过滤器的清洗可以在每年检修期进行一次 . 2.3 防止冷风渗透的方法
Anti-freezing measures of fresh air unit of central air-conditioning in cold area
GUO Hai-feng1 , WANG Si-ping1 , DU Y an-xin2 , WANG Ju-k un 3 , LI Shu-fan4 , SHI Gong-tao5 (1.Sheny ang Arch.and Civ .Eng .Univ ., Sheny ang , 110168, China ; 2.Shenyang Huaxia Design Company , Sheny ang , 110003, China ; 3 .Liao ning Planing and Design lustitute , Sheny ang , 110003, China ; 4.Jinzhou Architecture Desig n lnstitute , Jinzhou , 121000 , China ; 5 .Dalian City Co nstruction Committee , Dalian, 116033 , , China)
在新风系统工作时 , 加热器与新风进行热交 换 , 在北方寒冷的冬季 , 室外空气温度大多在零下 10 ℃以下 , 为了将室外空气加热到空调设计要求 的温度 , 加热器必须提供足够大的热功率 .当加热 器的结构和供水温度确定之后 , 其热功率的大小 主要取决于加热器内水流流速的大小 .在寒冷冬 季 , 如果新风机组的风机正常运行 , 而新风机组盘 管中的水流速很低或接近静止时 , 换热器会被迅 速降温 , 最终换热器中的介质水会结冰导致换热 器冻裂 .导致换热器中的流体流速过低的原因主 要有 :①系统排气不畅 , 换热器管道中流体混有大 量气体 , 致使循环管路流动阻力加大 、流速降低 ; ②系统中存在杂质阻塞加热器的管道使流体速度 降低或静止 .这种情况经常发生在新风系统的最 底层和系统在第一次投入运行时 .在这两种情况 发生时 , 即使循环水泵在不停地工作 , 通过该管道 流体的流速也会很低甚至为零 .解决方法如下 .
收稿日期 :2002 -05 -06 基金项目 :辽宁省自然科学技术基金资助 项目(2001101013) 作者简介 :郭海丰(1972 -), 男 , 硕士研究生 .
第3期
郭海丰等 :寒冷地区集中空调系统新风 机组防冻措施
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在实际应用上受到一定限制 , 因为只有空调新风 系统成为独立系统时才能实现 , 并且该系统需要 有自己的换热器 、定压装置和循环系统 .这种方法 对定压系统有特殊要求 , 同时需要增加系统的初 投资和运行费用 , 其实际应用受到限制 . 2.2 保证新风机组盘管中的水流速
关键词 :集中空调 ;新风机组 ;电动保温阀 ;连锁 ;加热器
中图分类号 :T U831.3 文献标识码 :A
随着社会的发展 、科学技术的进步和人们生 活水平的不断改善 , 人们对室内环境质量的要求 也在不断提高 , 不仅要求室内有适宜的温度和湿 度 , 还要求补充必要的新风以保证室内空气的品 质 .集中空调是能同时满足该技术指标要求的设 备 , 因此集中空调被广泛地应用到生产与生活之 中 .实践证明 , 集中空调在保证室内空气质量方面 的优势是其他设备所不能够替代的 .
(2)值班风机法[ 3] 如图 2 所示 . 通过加设值班风机 6 把走廊的空气送入电动 保温阀 1 和多叶调节阀 2 之间的管道内 , 与渗透 的冷风一起进入新风机组 .只要风机 6 的选择适 当完全可以避免冻裂事故的发生 .
但此方法必须对蝶阀 5 采用电动控制 , 并与 电动保温阀 1 连锁 , 只有当 1 开启时 5 再开启 , 而 当新风机组运行时 5 关闭 .
2 新风机组加热盘管防冻措施
2.1 采用特殊流体作为新风机组的工质 选择特殊介质作为流体 , 使流体在系统工作 压力下所对应的凝固点低于北方寒冷地区可能出 现的最低温度 .这样 , 该流体在其凝固点以上的温 度范围内工作 , 避免加热器冻坏 . 将加热器内的工质换成某种特殊流体(载冷 剂), 该特殊流体可参 照制冷工程中 的载冷剂选 取 .该防冻的方法可靠性强 , 只要防冻流体选择适 当 , 就不会发生加热器被冻裂的事故 .但这一方法
因此 , 降低造价是推广此方法的关键 .
参考文献 :
[ 1] 李 运涛 .寒 冷 地 区空 调 水系 统 设备 防 冻 技术 措 施 [ J] .低温建筑技术 , 2001, 8(3):27 -28 .
[ 2] 徐学丽 .北 方地区 中央空 调设备 的防冻保 护[ J] .安 装 , 2001, 8(4):29 -30 .
可见新风机组被冻坏的两个必要条件为 :①
新风机组加热盘管内的流体凝固时体积膨胀 ;② 新风机组的加热盘管中流体的温度等于或低于该 流体工作压力下所对应的凝固点 .只有当两个条 件同时具备时 , 才会发生加热器被冻裂的事故 .也 就是说避免两个条件之一就能防止新风机组加热 器被冻坏 .
空调系统中的加热盘管绝大多数都以水为工 作介质 , 水的物理性质决定了当其凝固时体积膨 胀 .所以 , 在以水为介质的空调系统中 , 第二个条 件就成了加热器被冻坏的唯一因素 .