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摘要：本文针对包头地区某工程送风空调系统新风机组的防冻问题，分析了新风机组加热盘管冻坏的原因、防冻措施以及防冻设备的选择。根据某工程中送风空调系统，对防止冷风渗透需增加的防冻设备进行计算，为防冻设备的选择提供依据。
关键字：加热盘管、防冻措施、设备选择。
中图分类号：TH184 文献标识码：A 文章编号：
在我国北方地区，冬季室外的气温较低，通风及中央空调系统经常出现新风机组加热盘管被冻裂损坏的事故。包头地处寒冷地区，通风及中央空调系统冬季运行时同样可能会出现此问题。
加热盘管被冻坏的原因分析
新风机组加热盘管被冻坏的直接原因在于盘管内有存水，当水温低于其工作压力下的凝固点时，水开始结冰、体积增大，最终导致加热盘管涨裂，在此可以归结为两点：
（1）加热盘管内流体凝固时体积膨胀；
（2）加热盘管中流体的温度等于或低于其工作压力下的凝固点的温度。
该工程设计采用蒸汽作为热媒对新风进行加热，所有组合式空调机组都包括一次加热段和二次加热段，送风系统均采用全新风，而包头地区冬季空调室外计算温度为-23℃，室外新风的温度非常低，因此就更有必要考虑新风机组的防冻措施。
2.新风机组加热盘管的防冻措施
2.1保证加热盘管中蒸汽的流速
包头最冷月份室外日平均气温在-15℃左右，加热盘管必须提供足够大的热功率，才能将新风预热到设计要求的温度。当加热盘管的结构和蒸汽温度确定之后，其热功率的大小主要取决于蒸汽在加热盘管内流速的大小。空调系统运行时，如果新风风机正常运行，而机组加热盘管内的蒸汽流速很低或接近静止，换热盘管的温度会迅速降低，最终盘管中的蒸汽也会凝结、结冰导致换热盘管冻裂。导致盘管内蒸汽流速过低的原因有：系统排气不畅，加热盘管中混有大量气体，从而循环管路流动阻力增大、流速降低；系统中存在杂质阻塞管道使蒸汽流速降低。
在新风系统第一次投入运行时经常发生这种情况。为防止蒸汽流速过低，该工程送风及空调系统均考虑了相应的解决方法，如下：
（1）蒸汽系统中设置了排气阀，及时排除系统内的气体，以保证管道内的蒸汽流速在设计范围内。这样，及时系统内积存了少量的气体，也不会对管道内的蒸汽流速有较大的影响；
（2）在接新风机组加热盘管的蒸汽管道上增设了蒸汽过滤器。造成加热盘管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。增加蒸汽过滤装置之后，并在初次运行时经常清洗过滤器。
2.2防止冷风渗透的措施
送风及空调系统停止运行后，管理人员一般都关闭热媒入口处的阀门，以防止空调机组内的温度超过70℃.这样，新风加热盘管内的仍有蒸汽，由于进风口处蝶阀的热损耗和室外冷空气渗入，新风机组内的温度降低，严重时加热盘管会被冻坏。本文对送风系统防止冷风渗透的方法进行分析:
2.2.1增设电加热器
在进风口处设置电動保温蝶阀，并在把稳蝶阀和电动多叶调节阀之间设电加热器，只要使电动保温阀和电动多也调节阀之间的空气温度≥5℃，也就不存在冻坏加热盘管的问题了。
当系统停止运行时，电动保温蝶阀和多叶调节阀关闭，电加热器投入运行。电动保温阀和电动多叶调节阀与电加热器连锁控制，反之亦然。
电加热器的功率按电动保温蝶阀的耗热量和冷风渗透的耗热量之和来确定，虽然系统停止运行时，电动保温阀是关闭的，但保温阀和风管之间总是有一定间隙的，而该处又和室内系统相通，在风压和热压的综合作用下，会向系统内渗入一定量的冷空气。根据风压热压综合作用原理，中和面以下楼层的房间冬季渗风，距地面越近，压差越大，冷风渗透量就越多；中和面以上的楼层房间向外漏风。
因此，设于中和面以下楼层的新风机组的电加热器功率需要根据保温蝶阀的耗热量和冷风渗透的耗热量之和来确定；中和面以上楼层设置的空调机组，仅需根据保温蝶阀的耗热量来确定电加热器的功率，选出比较合适的电加热器即可。
2.2.2增设值班风机
根据计算风量在进风管道上的电动保温蝶阀和电动多叶调节阀之间设一条取风管引至机房外的走廊，在取风管上设置值班风机和电动蝶阀，并与电动保温蝶阀和电动多叶调节阀连锁控制，送风空调系统停止运行时，电动保温阀和电动多叶調节阀关闭，打开电动蝶阀，值班风机启动运行，抽取走廊的空气送入电动保温蝶阀与电动多叶调节阀之间的风管内，使该处温度保持在5℃以上，送入电动保温蝶阀与电动多叶调节阀之间的空气，由电动多叶调节阀和风管之间的缝隙进入空调机组内，即可防止新风加热盘管被冻坏。
3.防冻设备的选择
该工程送风系统的机房设在1层北向，新风机组进风管道2500mm×800mm，电动保温蝶阀的断面积F=2m2，传热系数K=1.83w/（m2·℃），室外计算温度twn=-23℃，进风管道上保温蝶阀与多叶调节阀之间的空气温度取5℃，朝向修正率为0。
（1）电动保温蝶阀的传热耗热量QW
QW：QW=KF（tn-twn）=1.83×2×（5+23）=102.48w
（2）由缝隙渗入风管内的冷空气的耗热量Qf
单位换算系数（1KJ/h=0.278w），空气的定压比热容Cp=1KJ/（kg·℃），冬季室外平均风速2.3m/s，在基准高度风压单独作用下通过每米电动保温蝶阀渗入风道内的冷空气量L0，参考每米门缝隙渗入的空气量，按照文献[2]附录式D.0.2-2计算，L0=0.726m3/（m·h），电动保温蝶阀缝隙长度l=6.6m，空调室外计算温度下的空气密度。风压与热压综合作用下，电动保温蝶阀渗透冷空气量的综合修正系数按照文献[2]附录式计算m=1.83，渗风指数b取0.67，则：L=L0lmb=0.726×6.6×1.830.67=7.20m3/（m·h）
0.278×1×7.20×6.6×（5+23）=369.90w
（3）总耗热量102.48+369.90=472.38w
3.1电加热器的选择
按上面计算耗热量乘上附加系数1.1后，电加热器的耗热量为519.62w。选用1kw的电加热器安装在保温蝶阀和多叶调节阀之间的风道上即可满足防冻要求。
3.2值班风机的选择
设镀锌钢板取风管长为10m，室内走廊温度为15℃，经取风管抽取走廊的空气送入保温蝶阀与电动多叶调节阀之间的风道内，其送风温度为16℃，空气密度 ，保温蝶阀与多叶调节法之间的温度保持在5℃时的送风量为141.60m3/h。取风管的管径为D=120mm，选用T35-11型轴流风机，风量为826m3/h，风压39pa，转速1450r/h，功率为25w。
4.结论
对新风机组加热盘管的防冻问题，需要制定比较完整的空调运行调节及维护规则，对运行管理人员进行必要的技术培训，对空调在冬季防冻问题上有深刻的认识。只有在送风空调系统设备防冻的技术问题解决之后，管理工作跟得上的话，防冻问题才能得以保证。
参考文献：
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.
GB50019-2003 《采暖通风与空气调节设计规范》.
关键字：加热盘管、防冻措施、设备选择。
中图分类号：TH184 文献标识码：A 文章编号：
在我国北方地区，冬季室外的气温较低，通风及中央空调系统经常出现新风机组加热盘管被冻裂损坏的事故。包头地处寒冷地区，通风及中央空调系统冬季运行时同样可能会出现此问题。
加热盘管被冻坏的原因分析
新风机组加热盘管被冻坏的直接原因在于盘管内有存水，当水温低于其工作压力下的凝固点时，水开始结冰、体积增大，最终导致加热盘管涨裂，在此可以归结为两点：
（1）加热盘管内流体凝固时体积膨胀；
（2）加热盘管中流体的温度等于或低于其工作压力下的凝固点的温度。
该工程设计采用蒸汽作为热媒对新风进行加热，所有组合式空调机组都包括一次加热段和二次加热段，送风系统均采用全新风，而包头地区冬季空调室外计算温度为-23℃，室外新风的温度非常低，因此就更有必要考虑新风机组的防冻措施。
2.新风机组加热盘管的防冻措施
2.1保证加热盘管中蒸汽的流速
包头最冷月份室外日平均气温在-15℃左右，加热盘管必须提供足够大的热功率，才能将新风预热到设计要求的温度。当加热盘管的结构和蒸汽温度确定之后，其热功率的大小主要取决于蒸汽在加热盘管内流速的大小。空调系统运行时，如果新风风机正常运行，而机组加热盘管内的蒸汽流速很低或接近静止，换热盘管的温度会迅速降低，最终盘管中的蒸汽也会凝结、结冰导致换热盘管冻裂。导致盘管内蒸汽流速过低的原因有：系统排气不畅，加热盘管中混有大量气体，从而循环管路流动阻力增大、流速降低；系统中存在杂质阻塞管道使蒸汽流速降低。
在新风系统第一次投入运行时经常发生这种情况。为防止蒸汽流速过低，该工程送风及空调系统均考虑了相应的解决方法，如下：
（1）蒸汽系统中设置了排气阀，及时排除系统内的气体，以保证管道内的蒸汽流速在设计范围内。这样，及时系统内积存了少量的气体，也不会对管道内的蒸汽流速有较大的影响；
（2）在接新风机组加热盘管的蒸汽管道上增设了蒸汽过滤器。造成加热盘管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。增加蒸汽过滤装置之后，并在初次运行时经常清洗过滤器。
2.2防止冷风渗透的措施
送风及空调系统停止运行后，管理人员一般都关闭热媒入口处的阀门，以防止空调机组内的温度超过70℃.这样，新风加热盘管内的仍有蒸汽，由于进风口处蝶阀的热损耗和室外冷空气渗入，新风机组内的温度降低，严重时加热盘管会被冻坏。本文对送风系统防止冷风渗透的方法进行分析:
2.2.1增设电加热器
在进风口处设置电動保温蝶阀，并在把稳蝶阀和电动多叶调节阀之间设电加热器，只要使电动保温阀和电动多也调节阀之间的空气温度≥5℃，也就不存在冻坏加热盘管的问题了。
当系统停止运行时，电动保温蝶阀和多叶调节阀关闭，电加热器投入运行。电动保温阀和电动多叶调节阀与电加热器连锁控制，反之亦然。
电加热器的功率按电动保温蝶阀的耗热量和冷风渗透的耗热量之和来确定，虽然系统停止运行时，电动保温阀是关闭的，但保温阀和风管之间总是有一定间隙的，而该处又和室内系统相通，在风压和热压的综合作用下，会向系统内渗入一定量的冷空气。根据风压热压综合作用原理，中和面以下楼层的房间冬季渗风，距地面越近，压差越大，冷风渗透量就越多；中和面以上的楼层房间向外漏风。
因此，设于中和面以下楼层的新风机组的电加热器功率需要根据保温蝶阀的耗热量和冷风渗透的耗热量之和来确定；中和面以上楼层设置的空调机组，仅需根据保温蝶阀的耗热量来确定电加热器的功率，选出比较合适的电加热器即可。
2.2.2增设值班风机
根据计算风量在进风管道上的电动保温蝶阀和电动多叶调节阀之间设一条取风管引至机房外的走廊，在取风管上设置值班风机和电动蝶阀，并与电动保温蝶阀和电动多叶调节阀连锁控制，送风空调系统停止运行时，电动保温阀和电动多叶調节阀关闭，打开电动蝶阀，值班风机启动运行，抽取走廊的空气送入电动保温蝶阀与电动多叶调节阀之间的风管内，使该处温度保持在5℃以上，送入电动保温蝶阀与电动多叶调节阀之间的空气，由电动多叶调节阀和风管之间的缝隙进入空调机组内，即可防止新风加热盘管被冻坏。
3.防冻设备的选择
该工程送风系统的机房设在1层北向，新风机组进风管道2500mm×800mm，电动保温蝶阀的断面积F=2m2，传热系数K=1.83w/（m2·℃），室外计算温度twn=-23℃，进风管道上保温蝶阀与多叶调节阀之间的空气温度取5℃，朝向修正率为0。
（1）电动保温蝶阀的传热耗热量QW
QW：QW=KF（tn-twn）=1.83×2×（5+23）=102.48w
（2）由缝隙渗入风管内的冷空气的耗热量Qf
单位换算系数（1KJ/h=0.278w），空气的定压比热容Cp=1KJ/（kg·℃），冬季室外平均风速2.3m/s，在基准高度风压单独作用下通过每米电动保温蝶阀渗入风道内的冷空气量L0，参考每米门缝隙渗入的空气量，按照文献[2]附录式D.0.2-2计算，L0=0.726m3/（m·h），电动保温蝶阀缝隙长度l=6.6m，空调室外计算温度下的空气密度。风压与热压综合作用下，电动保温蝶阀渗透冷空气量的综合修正系数按照文献[2]附录式计算m=1.83，渗风指数b取0.67，则：L=L0lmb=0.726×6.6×1.830.67=7.20m3/（m·h）
0.278×1×7.20×6.6×（5+23）=369.90w
（3）总耗热量102.48+369.90=472.38w
3.1电加热器的选择
按上面计算耗热量乘上附加系数1.1后，电加热器的耗热量为519.62w。选用1kw的电加热器安装在保温蝶阀和多叶调节阀之间的风道上即可满足防冻要求。
3.2值班风机的选择
设镀锌钢板取风管长为10m，室内走廊温度为15℃，经取风管抽取走廊的空气送入保温蝶阀与电动多叶调节阀之间的风道内，其送风温度为16℃，空气密度 ，保温蝶阀与多叶调节法之间的温度保持在5℃时的送风量为141.60m3/h。取风管的管径为D=120mm，选用T35-11型轴流风机，风量为826m3/h，风压39pa，转速1450r/h，功率为25w。
4.结论
对新风机组加热盘管的防冻问题，需要制定比较完整的空调运行调节及维护规则，对运行管理人员进行必要的技术培训，对空调在冬季防冻问题上有深刻的认识。只有在送风空调系统设备防冻的技术问题解决之后，管理工作跟得上的话，防冻问题才能得以保证。
参考文献：
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.
GB50019-2003 《采暖通风与空气调节设计规范》.