北方地區空氣處理機換熱器的防凍措施

【摘 要】通過對控制系統、空氣處理機設計、日常維護三個方面入手，分析空氣處理機換熱器凍裂的原因，針對其凍裂原因給出防凍對策，筆者重點對空氣處理機換熱器結構進行改進，提出比較實用的有利于防凍的結構。

【關鍵詞】換熱器；防凍；控制；結構；運行維護

1 引言

近些年來，隨著采用集中空調系統的建筑越來越多，北方寒冷地區空氣處理機換熱器的防凍問題，逐漸成為廣大業主和空調設計人員、制造廠家極為關心的問題。因為空氣處理機換熱器的凍裂故障十分常見，尤其是體現在新風機組上，這不僅會造成空調系統本身的損失，而且換熱器凍裂所引起的水患也會帶來間接的經濟損失，換熱器的凍裂故障常常發生在夜間，通常發現較遲，大量的流水往往危機附近的電梯、電纜井和下面的樓層，存在很大的隱患。為了避免故障的發生，筆者從控制系統，空氣處理機設計，日常維護，三個方面入手綜合分析。提出自己的一些建議，供大家參考。

2 空氣處理機換熱器凍裂的原因

2.1 空氣處理設計上的問題

2.1.1 空氣處理機在換熱器后沒有設置防凍開關，無法監測是否存在凍裂的危險。

2.1.2 采用電動調節閥控制水系統的設備，當停機時，換熱器內的熱媒停止循環。

2.1.3 空氣處理機在停機時，新風口設置的密閉保溫風閥沒有與風機聯鎖。

2.2 空氣處理機設計上的問題

2.2.1 空氣處理機新風口沒有設置密閉保溫風閥，致使停機時換熱器沒有與冷空氣隔離。

2.2.2 空氣處理機的制冷工況和加熱工況共用一個換熱器，由于夏季冷凍水進出水溫差通常為5℃，而冬季加熱時進出水溫差通常為10～20℃，所以空氣處理機換熱器在冬季通過的水量通常不足夏季運行水量的一半，故冬季運行過程中換熱器的水流速太低，如果是采用變流量系統，則水流速更小，基本成為層流的狀態，大大增加了換熱器凍裂的機率。

2.2.3 空氣處理機換熱器結構不合理。換熱器沒有設置排氣閥和排水閥，或者排氣閥和排水閥設置的位置不合理。換熱器的布管形式無法將換熱器內的水排凈。在通水試壓后或某種特殊情況下，換熱器內的水無法排凈，所以凍裂就不足為奇了。

2.2.4 空氣處理機機換熱器的熱水流向不合理。通常在換熱器設計中，為了增加其換熱效率，常常把換熱器設計成逆流形式。這種熱水流向在北方寒冷地區同樣有使換熱器凍裂的危險（見圖1）。

2.3 運行維護管理上的問題。

2.3.1 空調運行維護管理人員對北方嚴寒地區惡劣的氣溫條件不熟悉，對管理方案和制度上套用南方地區的管理制度。

2.3.2 操作人員對空調設備操作不了解，沒有經過嚴格的專業訓練，缺乏必要的暖通空調專業知識。

2.3.3 操作人員工作責任心不強，操作使用不當。

3 空氣處理機換熱器的防凍措施。

3.1 控制系統設計上的措施。

3.1.1 空氣處理機在換熱器后應設置防凍開關，防凍開關與風機聯鎖，當防凍開關監測到盤管有凍裂危險時，關閉風機，并報警提醒。

3.1.2 當采用電動閥控制水系統設備，電動閥應設置最小開度，以保證在停機時換熱器內的水繼續循環，防止換熱器凍裂。

3.1.3 空氣處理機新風口密閉保溫風閥應與風機聯鎖，當停機時，密閉保溫風閥關閉，使換熱器與新風低溫空氣隔離，達到防凍效果。

3.2 空氣處理機結構上的措施。

3.2.1 空氣處理機新風口應設置密閉保溫風閥，以保證換熱器與新風隔離。

3.2.2 空氣處理機制冷和加熱過程不宜共用同一換熱器。應使冷熱分開，如果必須共用時，一定要根據溫升設置多個換熱器，通常情況下，單個換熱器最大溫升為20℃。如果采用變水流控制系統，采用一個電動三通閥加一個小循環泵也是一種有效的防凍措施，通常可將電動三通閥受出風溫度的控制，當有結凍危險時（即盤管前溫度為負值時），水泵即投入運行。水泵的循環水量應使管內流速為1m/s，因為這一流速可有效防凍。

3.2.3 空氣處理機換熱器應在最高點設置排氣閥，最低點設置排水閥。換熱器內的水應能完全排凈。通常情況下，換熱器由于布管形式導致彎頭處的存水很難排凈。在近五年的設計中，總結換熱器排凈存水的主要有以下兩種方法。第一種方法是使用壓縮空氣對換熱器管內進行噴吹，使內部存水排凈，這是一種被動方式，現場需要有壓縮空氣，并且換熱器排氣和排水閥應使用球閥（方便與壓縮空氣管相連接，且排水迅速）。如果存水量很小，也可以將空氣管連接至風機送風口處，利用風機的壓力將存水排凈。第二種方法是對換熱器的結構進行改進，采用一種完全排水結構，這種換熱器的主要特點是換熱管均與水平面成一夾角，這樣可以保證直管段及集水管對側彎頭中的存水可以順利排凈，而集水管側的每一個彎頭均與一個小集水管相連接，并且每一個小集水管均在最低點設置排水閥，這樣集管側的存水也將被順利的排出，這種主動排水的方式與壓縮空氣噴吹的方式相比較，可見其優勢所在（見圖2）。

3.2.4 空氣處理機換熱器的水流向應采用順流的方式，這種方式對換熱器的防凍具有一定的效果。

3.2.5 提高換熱器進風溫度也是換熱器防凍的有效方式，通常提高換熱器前溫度主要有以下方法，第一種方法是采用新回風混合的方式；第二種方法是采用對新風進行預熱的方式（通常采用電預熱或蒸汽預熱）；第三種方法是采用能量回收的方式對新風進行預熱（通常采用轉輪、板式熱交換器、熱管換熱器等方式），但是這個方式需考慮換熱器是否有結霜的危險，如果有結霜的危險，很容易使熱回收裝置產生冰堵現象。

3.3 運行維護管理方面的措施

3.3.1 運行維護管理人員應經常記錄熱源的供應情況，如發現異常，應及時采取措施，防止空氣處理機換熱器凍裂損壞。

3.3.2 空調廠家應在空調箱上貼明注意事項，提供使用說明書，必要時需對有關運行維護管理人員進行培訓。

3.3.3 業主應對運行維護管理人員進行技術性、責任心教育，提高員工素質，加強責任感，提高空調的運行管理，健全空調運行維護管理制度，強化責任制，加強管理監督。

4 結語

北方地區空氣處理機換熱器的凍裂問題，逐漸被越來越多的業內人士所關注，主要從控制系統、空氣處理機結構設計、日常維護管理三方面入手，只要抓住上述三點，就可以避免空氣處理機的換熱器凍裂損壞，保證機組的正常運行。

參考文獻：

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