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北方地区暖通设备冬季防冻技术措施

文档作者：高鹏刘忠华文档来源：哈尔滨工业大学建筑设计研究院		点击数：	更新时间： 2022年01月13日
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高鹏等：北方地区暖通设备冬季防冻技术措施 123
北方地区暖通设备冬季防冻技术措施
高鹏， 刘忠华
(哈尔滨工业大学建筑设计研究院。 哈尔滨150090)
【摘要】 本文基于对北方地区空调设备及管路发生冻裂事故的观测和原因分析，针对空调设备中的新风
加热器、表冷器、热风幕及供热管路，详纽地阐述了预防设备冻裂的所必须采取的技术措施，为设计部门和运行管
理部门治理冻害事故提供了有效的方法。
【关键词】寒冷地区；新风加热器；热风幕；表冷器；防冻；措施
【中图分类号】113831．4 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2011)12—0123—02
作者在寒冷地区暖通设备冻害原因分析“J一文中，曾
就北方地区暖通空调设备冬季运行中常发生设备和管路冻
裂事故的原因做了详细分析，本文将根据作者多年研究成
果，提出防止设备冻坏的技术措施。
1 热水加热器冬季防冻措施
针对热水盘管冬季冻裂的原因分析，建议在进行寒冷
地区新风热水盘管设计和运行时，采取如下措施：
(1) 采用热水型新风盘管时，应尽可能选择较高的水
温。有条件时应采用110~C或130~C高温水，至少应选择9o℃
以上的热水。一般风机盘管采用的60／5O℃低温热水只能用
于加热室内循环空气，不应作为新风盘管的加热热媒。
(2) 尽可能提高盘管内的设计水流速，减小盘管供回
水温差，采用小温差、大流量。设计者应对盘1旨运行在最小
流量时的雷诺数Re进行校核，使其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1O 以上。
为防止流量调节引起的流速过小，应对热水电动调节阀设
最小开度限制。
(3) 使用多排热水盘管时，水流与气流方向应保持顺
流连接。采用逆流连接虽可提高换热效率，但很容易造成
前排盘管冻裂。
(4) 选择水流通面积较小的加热盘管。这样，在相同
的水流量下，可提高水流速，减少冻结危险。
(5) 送风系统停止运行时，关闭新风保温密闭阀后，
应保持热水系统连续循环运行，循环水量不：宦低于系统正
4
兰
＼，
图1疏水配套装置图
疏水器
常运行水流量的一半，最低水温视室外气温确定，一般宜保
持在3O～40℃ 以上。
(6) 为防止系统运行时发生冻结事故，严寒地区的新
风机组和空调机组宜设置新风温度报警和防冻控制，当新
风温度接近或低于设计温度时，可通过调节或关闭新风阀
门，以减少或短时间全部停止新风供应。对于空调机组，在
减少新风量的同时可增加回风量，特别在低温期间，可短时
间使用全循环空气运行。设置流量自动调节阀时，为防止
热负荷较小时，盘管内水速太小，应设最小流量限制。
(7) 寒冷地区空调设计时，应将表冷器与冬季使用的
新风加热盘管分别设置。
2 蒸汽加热器及其连接管路防冻措施
寒冷地区冬季新风采用蒸汽加热是最理想的选择。蒸
汽加热器在正常运行中一般不会出现冻裂现象，但是如果
疏水管路系统设计、安装不当，或管理措施没到位，也可能
发生加热器及与其连接的疏水管路冻坏事故。
2．1 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
图2疏水器错误安装图一
作，详见图1，其中，1是疏水器；2是防止疏水器堵塞的过滤
器；3是疏水器检修时作为关闭用的截止阀；4是为防止疏
水器背后压力升高而产生凝水倒灌的逆止阀；5是在蒸汽系
统运行时，用以观察疏水器工作是否正常的检查管，如果当
截止阀
图3疏水错误安装图二
检查管打开时，发现有大量冒汽的情况，说明疏水器失灵，
需要及时检修或更换；6是作为加热器及管路冲洗时，排污
和放出空气的管段；7是为系统启动时防止凝水在加热器中
大量积存而设置的旁通管，在蒸汽系统启动的初期，打开旁
冬施质量通病
124 低温建筑技术 2011年第12期(总第162期)
通管，可迅速排除加热器中的凝结水，加速系统的启动，同
时可防止冻坏加热器。
(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，如图2、图3所示。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。
图4、图5、图6是蒸汽加热器与疏水器的三种不同的连
接方式。其中，图4疏水器后的管路向上抬起，当系统停止
运行后，可导致凝水倒灌，加热器及管路存水，夜间低温时，
很容易冻坏加热器和管路，应该避免这种连接方式。如果
在疏水器后增设止回阀，如图5所示，就可防止凝水倒灌。
图6将疏水器连接在加热器的下方，疏水器后的管路向下敷
设，可防止系统停止运行后加热器和管路积水，是最佳的连
接方式
阀
图4加热器与疏水器连接方式一 图5加热器与疏水器连接方式=
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。
2．2 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。
此外，当系统停止运行后，对可能存水的疏水管路，管
理人员应及时打开泄水阀放空管内存水，以防管路冻坏。
3 防止表冷器冻结的措施
在空调系统进入冬季工况运行之前，表冷器就已经停
止运行，表冷器内的存水已被放空。冬季运行时，本不该发
生冻裂事故，但由于盘管式表冷器结构原因，很难将盘管内
的存水完全排尽，冬季运行时难免出现冻裂情况。解决表
冷器冻结问题，除厂家研制适于寒冷地区使用、便于泄水的
结构外，运行管理人员在表冷器泄水后，应使用压缩空气将
盘管内存水吹干，才能保证冬季不出现问题。
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
一l0～一20~C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
骂
高许多，但多数时间内仍远低于O~C，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~'bt'-l-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"C以上。
(4) 也可将热风幕设在大门的室内侧上方，但这样做
会影响室内美观。
5 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9o℃ 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，使其雷诺数尺e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 e数保持10 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30～40qC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。
[收稿日期] 2011一o7一l5
[作者简介] 高鹏(1971一)，男，哈尔滨人，工程师，注册公
用设备工程师(暖通空调)，从事暖通专业设计
工作。

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