空調(diào)系統(tǒng)中設備及管路凍結(jié)現(xiàn)象的原因分析和防范措施

摘要：本文結(jié)合工作實踐過程中遇到的空調(diào)設備表冷器、蒸汽加熱器、過濾器、系統(tǒng)定壓裝置、系統(tǒng)循環(huán)水管路等設備或水管路凍結(jié)甚至凍裂的現(xiàn)象，分析暖通空調(diào)系統(tǒng)中，尤其是北方溫帶地區(qū)秋冬季存在的易被忽略和難以防范的設備及水管路凍結(jié)甚至凍裂現(xiàn)象發(fā)生的原因，從空調(diào)系統(tǒng)的施工過程、運行過程、系統(tǒng)停用階段等不同時間段內(nèi)空調(diào)新風系統(tǒng)、空調(diào)排風系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)等不同方面，綜合闡述上述現(xiàn)象發(fā)生的原因并提出防范措施建議。

關鍵詞：中央空調(diào)；表冷器；加熱器；水管路；凍結(jié)；防凍措施

中圖分類號：TU文獻標識碼：A文章編號：1673-9671-(2012)042-0110-02

1空調(diào)系統(tǒng)中設備及管路凍結(jié)現(xiàn)象舉例分析

1.1門頭溝區(qū)醫(yī)院急診綜合樓工程風機盤管表冷器凍裂

1）案例概況：施工過程中，于2010年冬季前風機盤管設備及循環(huán)水管路安裝完畢，進行系統(tǒng)壓力試驗，2011春節(jié)后發(fā)現(xiàn)共計五十余臺風機盤管表冷器凍裂。

2）原因分析：由于施工過程管理不到位，施工人員的工作不認真，冬季施工系統(tǒng)壓力試驗后未及時將系統(tǒng)中的水完全排放干凈，氣溫驟降，造成設備凍裂。

3）防范措施：注意冬季施工的特點，注意天氣變化，加強施工管理，壓力試驗完畢后，確保將系統(tǒng)管路及設備中水排凈，必要時可采用氣泵吹掃的方法。

1.2精雕科技有限公司工程空調(diào)機組表冷器下部排管凍裂

1）案例概況：工程于2004年底建成并投入使用，2006年春節(jié)假期后，發(fā)現(xiàn)潔凈空調(diào)機組表冷器下部排管“U”型彎處凍裂。

2）原因分析：該潔凈機組順新風方向功能段依次為：新風混合段、初效過濾段、表冷段、加濕段、中效過濾段、風機段，系統(tǒng)因生產(chǎn)工作安排需要短時間停用階段，因表冷器段靠近新風混合段，新風調(diào)節(jié)閥不是保溫密閉閥門，且未關閉嚴，冬季室外0℃以下冷風通過新風管道侵入空調(diào)機組，造成表冷器下部銅排管

凍裂。

3）防范措施：①將新風調(diào)節(jié)閥改為保溫密閉型閥門；②在表冷器前增加預熱段或防凍結(jié)加熱裝置；③冬季停用前將系統(tǒng)中的循環(huán)水徹底排放干凈，這是最為經(jīng)濟有效的方法。

1.3北京門頭溝大峪綜合樓項目風機盤管表冷器和軟連接凍裂

1）案例概況：2009年元旦位于綜合樓一層北側(cè)的北京銀行門頭溝支行門廳上方的風機盤管表冷器和軟連接凍裂，造成房間吊頂和地板嚴重污損。

2）原因分析：該項目末端為夏季制冷、冬季制熱變流量風機盤管系統(tǒng)，每個末端空調(diào)機組或風機盤管的進水口處均加裝了電動二通閥，靠溫控開關控制風速和循環(huán)水的通斷。由于工作人員將溫控開關完全關閉造成風機盤管內(nèi)的循環(huán)水不能循環(huán)，冷風通過門廳北面玻璃結(jié)構外墻立面縫隙侵入吊頂內(nèi)部，凍裂風機盤管和軟連接。

3）防范措施：①增強建筑自身維護結(jié)構的保溫節(jié)能性能；②加強系統(tǒng)運行過程中的運行管理，對操作人員進行必要的培訓和考核，正確的使用空調(diào)設備。

1.4國土資源局門頭溝分局網(wǎng)絡機房專用空調(diào)冷凝水排水管凍結(jié)

1）案例概況：冬季位于建筑物三層的空調(diào)機組冷凝水無法排出室外而流到靜電地板下，浸泡網(wǎng)絡電纜，形成安全隱患；滲到樓板層以下，造成建筑物二層房間吊頂污損。

2）原因分析：該機房位于建筑物三層，空調(diào)冷凝水采用U-PVC水管由室內(nèi)就近排出室外并引至地面；由于U-PVC水管墻外部分未作保溫處理，管徑較小且管路比較長，冷凝水排至近地面處時形成凍結(jié)，逐漸堵塞排水管，直至在整個室外排水管段內(nèi)形成冰柱，造成冷凝水無法正常排出。

3）防范措施：①可對冷凝水排放管路做保溫和伴熱處理；②增大冷凝水排水管管徑；③將排水管改由靜電地板下穿樓層板，經(jīng)由下一層（二層）樓吊頂內(nèi)水平管路（保證一定的排水坡度）后，排至二層衛(wèi)生間地漏。

1.5門頭溝殘疾人活動中心膨脹水箱補水管路凍裂

1）案例概況：2011年5月空調(diào)系統(tǒng)使用前，進行系統(tǒng)維護時發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)位于建筑物屋面的膨脹水箱補水管水平段凍裂。

2）原因分析：補水管在水平段無泄水閥門，冬季使用前關閉室內(nèi)補水閥門后，該管段內(nèi)存水無法排出；且位于室內(nèi)的補水截止閥關閉不嚴。

3）防范措施：①對補水管進行保溫并增加伴熱措施；②水平段和系統(tǒng)最低點加裝泄水閥，確保將系統(tǒng)管路的水排凈；③檢查并確保室內(nèi)的補水管截止閥可以完全關閉嚴實。

1.6門頭溝教育會計核算中心空調(diào)機組蒸發(fā)器凍壞

1）案例概況：該建筑空調(diào)系統(tǒng)冬季利用板式換熱器與市政熱網(wǎng)換取熱水，通過風機盤管系統(tǒng)向室內(nèi)送熱風取暖，過渡季節(jié)利用風冷熱泵機組提供熱源供熱。2009年春節(jié)其間，風冷熱泵機組蒸發(fā)器凍裂，造成制冷系統(tǒng)進水，冷凝器凍裂，壓縮機報廢。

2）原因分析：因某夜間，區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)故障，曾造成短時停電。值班人員進行了誤操作，切斷了循環(huán)水泵電源，造成循環(huán)水不能正常循環(huán)，設備凍結(jié)損壞。

3）防范措施：①加強對物業(yè)管理人員的專業(yè)技術培訓，增強惡劣天氣情況下防凍結(jié)意識；②制定詳細的緊急情況處理預案。

2空調(diào)設備及管路發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象的原因分析歸納

1）設備表冷器或系統(tǒng)管路中有水，當水的溫度低于其工作壓力（或所處非工作狀態(tài)）下所對應的凝固點，水開始結(jié)冰，體積膨脹，造成設備表冷器或水管路凍結(jié)，甚至凍裂。（該項為最本質(zhì)的原因）

2）空調(diào)加熱器中的加熱盤管，大多數(shù)都是以水為工作介質(zhì)，水的物理性質(zhì)決定了其凝固時體積膨脹的狀態(tài)，同“1”出現(xiàn)情況一致。

3）由于冬季室內(nèi)外溫差較大，室外冷空氣通過風口、風道或建筑物結(jié)構本身存在的縫隙侵入室內(nèi)或空調(diào)系統(tǒng)，造成表冷器或管路降溫，致使其內(nèi)部存水凝固膨脹，設備或管路凍結(jié)或凍裂。

4）系統(tǒng)中存在雜質(zhì)，阻塞了管道，降低了工質(zhì)的流速，加熱器會迅速降溫，加熱器中的水就會結(jié)冰，導致設備凍裂。

5）空調(diào)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的表冷器自身結(jié)構存在缺陷，表冷器迎風面的長寬之比較大，水路流程形式只有一種，新、回風工況水路無區(qū)別，不利于表冷器的水排凈，導致表冷器凍結(jié)或凍裂。

6）系統(tǒng)管路設計存在缺陷，如系統(tǒng)未設排氣裝置，導致?lián)Q熱器中流體混有大量氣體，流速降低；并聯(lián)使用的換熱器部分支管路流速低，造成凍結(jié)現(xiàn)象；系統(tǒng)中未設有效的泄水裝置，無法將存水排凈，造成凍結(jié)現(xiàn)象。

7）施工管理人員對設備及系統(tǒng)安裝過程中的質(zhì)量管控存在疏漏或思想重視程度不夠，未能結(jié)合天氣情況等自然環(huán)境因素合理安排施工工序。

8）空調(diào)系統(tǒng)運行管理人員，缺乏對空調(diào)機組及系統(tǒng)正常工作調(diào)節(jié)的知識及相關防凍結(jié)知識的了解和掌握。

3關于空調(diào)系統(tǒng)中設備及管路凍結(jié)現(xiàn)象防范措施的總結(jié)

1）設備生產(chǎn)廠家應提高重視，加強對設備防凍結(jié)措施的研究，盡量消除設備自身在排水、泄水方面的缺陷。

2）空調(diào)系統(tǒng)設計時，合理選擇表冷器的換熱面積，合理選擇水泵，保證較低的能量消耗，降低水阻力，保證水的合理流速，保證較高的換熱系數(shù)。

3）選用質(zhì)量可靠的配件、部件，如各類型的閥門，做到檢驗合格再使用。

4）系統(tǒng)管路中應設置排氣裝置，及時排出系統(tǒng)內(nèi)的氣體，保證管道內(nèi)水的流速在設計范圍內(nèi)。這樣，即使系統(tǒng)內(nèi)存積少量的氣體，也不會對工質(zhì)的流速有較大的影響。

5）在加熱器進水管的最低端設置泄水閥，表冷器停止使用時，打開系統(tǒng)最低處泄水閥，放凈冷凍水管中的冷凍水，做到表冷器內(nèi)的水徹底放凈。

6）盡量確保建筑物的嚴密，防止冷風滲透；在室外冷風侵入口加裝嚴密的保溫風閥，防止冷風侵入；在冬季迎風面考慮增設避風閣。

7）增設必要有效的防凍裝置（如循環(huán)熱水泵、電動保溫閥等）或加裝預熱伴熱裝置，并由操作人員經(jīng)常檢查各部件或裝置動作的靈敏性，從而保護設備及系統(tǒng)的正常運行，不致凍結(jié)或凍裂。

8）空調(diào)系統(tǒng)中設計安裝必要的監(jiān)測工作運行狀況的熱工儀表與低溫報警裝置，以便運行管理人員的正常工作調(diào)節(jié)與防凍操作處理。如在空氣預熱器出口前安裝一個低溫報警裝置，一旦空氣預熱器在工作時出現(xiàn)問題就會發(fā)出報警，同時聯(lián)動新風機停止工作，新風閥關閉，防止水系統(tǒng)的設備凍結(jié)、凍裂。

9）增強施工管理人員的防凍觀念，如：管線試壓沖洗時要注意室外氣溫，保證沖洗質(zhì)量，將系統(tǒng)中的焊渣、油麻等雜質(zhì)沖洗干凈，沖洗后必須保證系統(tǒng)徹底放空，不留隱患。進行必要的崗位技術培訓、考核，嚴格按照施工方案所制定的步驟全面執(zhí)行。

10）提高運行管理人員的防凍結(jié)保護意識，制定完整的空調(diào)運行、調(diào)節(jié)及維護制度，如冬季運行時要定時和不定時巡查，跟蹤天氣的變化，合理安排調(diào)試和檢修的時間，還要制定緊急情況下的防凍預案，以便空調(diào)水系統(tǒng)運行的安全性。

4總結(jié)

以上各種空調(diào)系統(tǒng)及管路的凍結(jié)現(xiàn)象是本人工作中的部分積累，所分析的原因并不全面，所列防范措施也存在一定的局限性，希望能與廣大業(yè)內(nèi)專家或從業(yè)者互相交流學習；希望大家從設備生產(chǎn)、系統(tǒng)設計、施工管理和運行管理等各個環(huán)節(jié)提起重視，共同努力，減少或消除空調(diào)系統(tǒng)設備或管路凍結(jié)甚至凍裂帶來的經(jīng)濟損失，確保集中空調(diào)系統(tǒng)的運行安全。

參考文獻

[1]劉建華.淺談新風、空調(diào)機組防凍措施[J].建筑科技與管理，2001，12.

[2]李娥飛.暖通空調(diào)設計與通病分析[J].中國建筑工業(yè)出版社.

作者簡介

劉七雷（1977—），男，漢族，河北涿州人，助理工程師。