空调系统中设备及管路冻结现象的原因分析和防范措施

摘要：本文结合工作实践过程中遇到的空调设备表冷器、蒸汽加热器、过滤器、系统定压装置、系统循环水管路等设备或水管路冻结甚至冻裂的现象，分析暖通空调系统中，尤其是北方温带地区秋冬季存在的易被忽略和难以防范的设备及水管路冻结甚至冻裂现象发生的原因，从空调系统的施工过程、运行过程、系统停用阶段等不同时间段内空调新风系统、空调排风系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、加湿系统等不同方面，综合阐述上述现象发生的原因并提出防范措施建议。

关键词：中央空调；表冷器；加热器；水管路；冻结；防冻措施

中图分类号：TU文献标识码：A文章编号：1673-9671-(2012)042-0110-02

1空调系统中设备及管路冻结现象举例分析

1.1门头沟区医院急诊综合楼工程风机盘管表冷器冻裂

1）案例概况：施工过程中，于2010年冬季前风机盘管设备及循环水管路安装完毕，进行系统压力试验，2011春节后发现共计五十余台风机盘管表冷器冻裂。

2）原因分析：由于施工过程管理不到位，施工人员的工作不认真，冬季施工系统压力试验后未及时将系统中的水完全排放干净，气温骤降，造成设备冻裂。

3）防范措施：注意冬季施工的特点，注意天气变化，加强施工管理，压力试验完毕后，确保将系统管路及设备中水排净，必要时可采用气泵吹扫的方法。

1.2精雕科技有限公司工程空调机组表冷器下部排管冻裂

1）案例概况：工程于2004年底建成并投入使用，2006年春节假期后，发现洁净空调机组表冷器下部排管“U”型弯处冻裂。

2）原因分析：该洁净机组顺新风方向功能段依次为：新风混合段、初效过滤段、表冷段、加湿段、中效过滤段、风机段，系统因生产工作安排需要短时间停用阶段，因表冷器段靠近新风混合段，新风调节阀不是保温密闭阀门，且未关闭严，冬季室外0℃以下冷风通过新风管道侵入空调机组，造成表冷器下部铜排管

冻裂。

3）防范措施：①将新风调节阀改为保温密闭型阀门；②在表冷器前增加预热段或防冻结加热装置；③冬季停用前将系统中的循环水彻底排放干净，这是最为经济有效的方法。

1.3北京门头沟大峪综合楼项目风机盘管表冷器和软连接冻裂

1）案例概况：2009年元旦位于综合楼一层北侧的北京银行门头沟支行门厅上方的风机盘管表冷器和软连接冻裂，造成房间吊顶和地板严重污损。

2）原因分析：该项目末端为夏季制冷、冬季制热变流量风机盘管系统，每个末端空调机组或风机盘管的进水口处均加装了电动二通阀，靠温控开关控制风速和循环水的通断。由于工作人员将温控开关完全关闭造成风机盘管内的循环水不能循环，冷风通过门厅北面玻璃结构外墙立面缝隙侵入吊顶内部，冻裂风机盘管和软连接。

3）防范措施：①增强建筑自身维护结构的保温节能性能；②加强系统运行过程中的运行管理，对操作人员进行必要的培训和考核，正确的使用空调设备。

1.4国土资源局门头沟分局网络机房专用空调冷凝水排水管冻结

1）案例概况：冬季位于建筑物三层的空调机组冷凝水无法排出室外而流到静电地板下，浸泡网络电缆，形成安全隐患；渗到楼板层以下，造成建筑物二层房间吊顶污损。

2）原因分析：该机房位于建筑物三层，空调冷凝水采用U-PVC水管由室内就近排出室外并引至地面；由于U-PVC水管墙外部分未作保温处理，管径较小且管路比较长，冷凝水排至近地面处时形成冻结，逐渐堵塞排水管，直至在整个室外排水管段内形成冰柱，造成冷凝水无法正常排出。

3）防范措施：①可对冷凝水排放管路做保温和伴热处理；②增大冷凝水排水管管径；③将排水管改由静电地板下穿楼层板，经由下一层（二层）楼吊顶内水平管路（保证一定的排水坡度）后，排至二层卫生间地漏。

1.5门头沟残疾人活动中心膨胀水箱补水管路冻裂

1）案例概况：2011年5月空调系统使用前，进行系统维护时发现空调系统位于建筑物屋面的膨胀水箱补水管水平段冻裂。

2）原因分析：补水管在水平段无泄水阀门，冬季使用前关闭室内补水阀门后，该管段内存水无法排出；且位于室内的补水截止阀关闭不严。

3）防范措施：①对补水管进行保温并增加伴热措施；②水平段和系统最低点加装泄水阀，确保将系统管路的水排净；③检查并确保室内的补水管截止阀可以完全关闭严实。

1.6门头沟教育会计核算中心空调机组蒸发器冻坏

1）案例概况：该建筑空调系统冬季利用板式换热器与市政热网换取热水，通过风机盘管系统向室内送热风取暖，过渡季节利用风冷热泵机组提供热源供热。2009年春节其间，风冷热泵机组蒸发器冻裂，造成制冷系统进水，冷凝器冻裂，压缩机报废。

2）原因分析：因某夜间，区域内电网故障，曾造成短时停电。值班人员进行了误操作，切断了循环水泵电源，造成循环水不能正常循环，设备冻结损坏。

3）防范措施：①加强对物业管理人员的专业技术培训，增强恶劣天气情况下防冻结意识；②制定详细的紧急情况处理预案。

2空调设备及管路发生冻结现象的原因分析归纳

1）设备表冷器或系统管路中有水，当水的温度低于其工作压力（或所处非工作状态）下所对应的凝固点，水开始结冰，体积膨胀，造成设备表冷器或水管路冻结，甚至冻裂。（该项为最本质的原因）

2）空调加热器中的加热盘管，大多数都是以水为工作介质，水的物理性质决定了其凝固时体积膨胀的状态，同“1”出现情况一致。

3）由于冬季室内外温差较大，室外冷空气通过风口、风道或建筑物结构本身存在的缝隙侵入室内或空调系统，造成表冷器或管路降温，致使其内部存水凝固膨胀，设备或管路冻结或冻裂。

4）系统中存在杂质，阻塞了管道，降低了工质的流速，加热器会迅速降温，加热器中的水就会结冰，导致设备冻裂。

5）空调生产厂家生产的表冷器自身结构存在缺陷，表冷器迎风面的长宽之比较大，水路流程形式只有一种，新、回风工况水路无区别，不利于表冷器的水排净，导致表冷器冻结或冻裂。

6）系统管路设计存在缺陷，如系统未设排气装置，导致换热器中流体混有大量气体，流速降低；并联使用的换热器部分支管路流速低，造成冻结现象；系统中未设有效的泄水装置，无法将存水排净，造成冻结现象。

7）施工管理人员对设备及系统安装过程中的质量管控存在疏漏或思想重视程度不够，未能结合天气情况等自然环境因素合理安排施工工序。

8）空调系统运行管理人员，缺乏对空调机组及系统正常工作调节的知识及相关防冻结知识的了解和掌握。

3关于空调系统中设备及管路冻结现象防范措施的总结

1）设备生产厂家应提高重视，加强对设备防冻结措施的研究，尽量消除设备自身在排水、泄水方面的缺陷。

2）空调系统设计时，合理选择表冷器的换热面积，合理选择水泵，保证较低的能量消耗，降低水阻力，保证水的合理流速，保证较高的换热系数。

3）选用质量可靠的配件、部件，如各类型的阀门，做到检验合格再使用。

4）系统管路中应设置排气装置，及时排出系统内的气体，保证管道内水的流速在设计范围内。这样，即使系统内存积少量的气体，也不会对工质的流速有较大的影响。

5）在加热器进水管的最低端设置泄水阀，表冷器停止使用时，打开系统最低处泄水阀，放净冷冻水管中的冷冻水，做到表冷器内的水彻底放净。

6）尽量确保建筑物的严密，防止冷风渗透；在室外冷风侵入口加装严密的保温风阀，防止冷风侵入；在冬季迎风面考虑增设避风阁。

7）增设必要有效的防冻装置（如循环热水泵、电动保温阀等）或加装预热伴热装置，并由操作人员经常检查各部件或装置动作的灵敏性，从而保护设备及系统的正常运行，不致冻结或冻裂。

8）空调系统中设计安装必要的监测工作运行状况的热工仪表与低温报警装置，以便运行管理人员的正常工作调节与防冻操作处理。如在空气预热器出口前安装一个低温报警装置，一旦空气预热器在工作时出现问题就会发出报警，同时联动新风机停止工作，新风阀关闭，防止水系统的设备冻结、冻裂。

9）增强施工管理人员的防冻观念，如：管线试压冲洗时要注意室外气温，保证冲洗质量，将系统中的焊渣、油麻等杂质冲洗干净，冲洗后必须保证系统彻底放空，不留隐患。进行必要的岗位技术培训、考核，严格按照施工方案所制定的步骤全面执行。

10）提高运行管理人员的防冻结保护意识，制定完整的空调运行、调节及维护制度，如冬季运行时要定时和不定时巡查，跟踪天气的变化，合理安排调试和检修的时间，还要制定紧急情况下的防冻预案，以便空调水系统运行的安全性。

4总结

以上各种空调系统及管路的冻结现象是本人工作中的部分积累，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，希望能与广大业内专家或从业者互相交流学习；希望大家从设备生产、系统设计、施工管理和运行管理等各个环节提起重视，共同努力，减少或消除空调系统设备或管路冻结甚至冻裂带来的经济损失，确保集中空调系统的运行安全。

参考文献

[1]刘建华.浅谈新风、空调机组防冻措施[J].建筑科技与管理,2001,12.

[2]李娥飞.暖通空调设计与通病分析[J].中国建筑工业出版社.

作者简介

刘七雷（1977—），男，汉族，河北涿州人，助理工程师。