游泳馆热回收机组防冻控制说明-李丽群

1、关于转轮热回收空调机组防冰堵控制方法的说明北京环都公司在游泳馆热回收机组项目做过一些，在北京，黑龙江，吉 林，辽宁作了十多个游泳馆排风热回收的工程。哈尔滨地区游泳馆排风热回收关 键是防冻处理。现简要说明如下：1.1. 新风阀的防霜冻处理。2.2. 转轮防冰堵的处理。3.3. 加热器防冻伤的处理。4.4. 回风大量冷凝水的处理和冷凝水排放管的防冰堵处理。5.5. 排风温度的控制。在北方寒冷地区使用的转轮热回收组合式空调机组，有很好的经济效益。其 转轮防冰堵和加热器防冻伤措施是否有效是空调机组正常运行的关键。谨以哈污 HOLTOPex翻祐彗北京环都人工环境科技有限公司2泥项目热回收机组作一简述。3

2、、WWE 巾应 巳于。严叫帥:罚八丹 迈肚励可匸袒珂 予MiHi 血7“|：*m甜口屮恥15TS4-484 *4 354*284 irimil.NCM CD IF _5小：曲八牛亓如內5=|啊qrpeEE*w-JF jgMfc陆心如弑秋L 吐胡轴哂社乩哈碗 D问Ha”i. JWIHW崛y 胡1=*胃理 w 鶴Wg MH*甲强 f*卓W- #* 枣加#tWHL jklJhLffFlHML ft材i VfWMTSrM柚hiw*rflrm0區看輯Mt藝 曲屠* 井曾最電ii 帧札 利曲 wMMteiffih灿JL事皿曲iQ FR2W*6盟 HJWNQQOQ 1 hi.Sn/s討轉幅初QM*tn|JW

3、FIAFBIHP nh-nfinn-rn 血卡ownDFZ-|JC：iOE3 IfUF 兹朋区绘D 1样_卄aMLLTL 砺低H wk L1kV 銅-輿片| FE ”世皤加.m氐中：* gtf負呼一飘胖砒电!Mti駅11 1北方地区热回收空调机组防冰堵的方法1.11.1热回收空调机组冰堵的定义：冬季运行的空调机组回风经过热回收装置时放出 热量预热了新风，自身温度下降后排出空调机组；当排风温度低于回风的露点， 出现冷凝水；排风温度低于冰点 0 0C时，冷凝水结霜冻结在蓄热体气流通道堵塞 排风使热回收装置不能正常运行的现象，称为冰堵。-7甫；!WH肌巴叩4#g羸9沖片 3TH jBPVfiL-i,

4、：审和 *pf仇|）弓 接气:号右迪 炉I由川JTTL-1.-1MJ.4.3H 弋屿WC 融 KWh1jREitaT 小/曲4烈皿学!DM5D|fH 衬4发生冰堵的危害：转轮热回收装置出现冰堵，回风经过蓄热体的气流通道逐渐 变窄，回风侧的风阻随之增加，至使排风流量减低。排风侧的温度会因排风量的 减小而降低，更加剧了冷凝水的冻结。转轮发生冰堵会恶性循环，回转的蓄热体 因冷凝水冻结重量逐渐增大，冰晶使回转密封处间隙变小阻力加大，驱动机构会 因电机过载保护停转，热回收停止工作。1.31.3转轮热回收装置防冰堵的条件：发生冰堵需要两个条件同时出现，一是回风RARA经过蓄热体后温度低于露点出现冷凝水，二

5、是排风EAEA平均温度低于冰点0 0C,显然我国北方地区冬季运行时，才有可能出现冰堵。1.41.4防止冰堵的具体措施：转轮热回收一装置防冰堵通常有三种方法：方法一是调整转轮的旋转速度 n n。在热回收转轮效率和转速关系曲线图上，转速 OA 新凤EA 排风確动机狗5n=10rpmn=10rpm以上，热回收效率值趋于平缓，转速 n n二3rpm3rpm时，热回收效率值大幅 下降。利用这一特性，调整转速 n n即可导至热回收效率变化。当出现冰堵条件时，转轮由正常回转速度 n=12rpmn=12rpm降至n=3rpm,n=3rpm,使排风EAEA 的温度上升，防止了转轮冰堵现象的发生。方法二是改变新排

6、风比例。 冬季运行时，增加排风或减小新风会导至排风温度 的升高；降低排风量或增加新风量回使排风的温度下降。根据这一特点，在空调 机组结构设计增设新风旁通风阀，当发生转轮冰堵趋势时，开启部分新风旁通 阀，分流了部分新风使通过转轮的低温新风量减小，排风温度随之升高，消除了 冰堵发生的条件。方法三是预热新风。在北方寒冷地区，冬季新风低于-20-20 C,空调要求必须补 充新风时，将低温的新风预热至-10-10 C,是热回收转轮防冰堵的另一个措施。预 热新风的方法需根据现场热媒条件确定。通常为采暖水预热新风。加热器防止冻 伤措施在第二章讲述。1.51.5设置防冰堵装置的判定：北京环都人工环境科技有限公

7、司热回收市场部陈志东经理编制了一个表格软 件，输入新风量，回风量，转轮型号规格，效率等参数，即可得出排风，送风等 计算数值。使用这一软件，可方便地判 断热回收转轮是否发生冰堵。例：项目信息输入冬季参数输入计算基础运行天数/月0夏季运行月数2冬季运行月数4运行小时/天8电费（元/度）冷机价格（元/千瓦）500初投资节省：由于夏季新风负荷的降低，可使主机的设计负载降低，从而有效降低投资. 这是一次性效益.运行费节省：由于新风负荷的降低，可使空调的全年运行费用有效降低.此为长期效益.项目名称 排风风量 新风风量 送风风量 转轮型号 位号长春一汽大众30,00030,00060,000HRS2200投

8、资回报分析（电加热）初投资节省17,000RMB运行费节省192,307RMB冬季室外工况冬季回风工况 热盘管出风温度夏季参数输入夏季室外工况夏季回风工况 表冷器出风工况-23.0074.0020.0050.0038.00Deg C%Deg C%Deg C30.2070.0025.0065.0018.0095.00Deg C%Deg C%Deg C%项目信息输入冬季参数输入显热效率 63.20% 潜热效率 45.60%冬季热回收显热回收192KW潜热回收56KW100%4.05g/kg30000CMH新风-23 C74%0.44g/kg30000CMH排风0.9 CI :lln 4.1 C30

9、000CMH70.36%-3.97 C9-23% 匚30%|9000CMH0CMH回风20 C50%7.34g/kg60000CMH30000CMH|8 C74.9%793KW送风60000CMH38 C11.4%4.99g/kg4.99g/kg60000CMH11602KW二、加热器防冻伤的措施：2.12.1 换热器冻结的几种情况由于空调设计时对寒冷地方的气候特点考虑不足，加之使用管理上的薄弱，常 出现空气加热器冻裂现象。其冻裂的情 况不外下列几种：1 1、加热与冷却共用一个表冷式热交换器，但冷冻水的温差小( (一般5 5C ) ),而热水的温差大(20-30(20-30 C) )，又因采用

10、一变流量调节，温差大的情况下，所需水 量小，所以加热管中的水流速度小，成为层流状态，从而使与室外低温空气接6倉Mm*2日|14今触侧的盘管结冻2 2、加热器选择时设计余量太大，结果使热媒造成过大的温降，回水温度低， 在边角处易冻。3 3、两组或多组换热器并联连接，水路系统不平衡，一组换热器的流量大，一 组换热器的流量小，小的就可能结冻。2.22.2换热器冻结的原因分析，现以19921992年长春一汽大众总装车间热回收机组为 例：ZK60ZK60组合式空调机配套的STTLSTTL型铜管套片加热器，结合紧密，传热效率高； 翅片冲孔为双翻边，其片型采用先进的直波纹片，片间距 3.2mm3.2mm总体

11、布置如下 图：2.32.3换热器冻结的原因分析换热器管路按水路并联，采用变水 余。主要表现在错误地假定了换热器的流量控制加热过程，而换热面积大有富 出水温度，而不是算出来的出水温度。71 1、换热器换热面积的余量过大，热水的流量及流速降低OQ：口AM*TFZSiCniiADilim3.-M1 TS斡STS?冲=T珀QA凸應弘 aw些卷W却忌帕卜L 助驴观段九卿林霑貝隹IM您岸Egk-6F. !ft(l JAT：JrllT n11t=0.28t=0.28MR /22 R)(h(h)L L 冰的潜热（kJ/kgkJ/kg）;9 Y-管周围温度（C）;则换热面积余量的多少反映了实际的出水温度与假定的

12、出水温度的差值大小。换 热器表面积愈富余，其出水温度比假定值低得愈多，热媒实际流量也就越小。所 以，加大换热器表面积的余量，等于降低了出水温度、水流量和管中的流速，这 些因素都有导致结冰的危险。2 2、在采用自动保护的供热系统中，由于供热的水温高于供热曲线应供的 值，而常常成为冻结的主要原因之一。这是由于室外气温接近0 0C时，水温容易偏高。有变流量自动控制，供水温度一高，即要减少流量，流速当然也降低，因 而造成结冰。3 3、换热盘管的制造问题，造成盘管内部集存空气，形成气塞，妨碍了水的 正常循环，以及在系统停止运行期间冷风由风阀的不严密处渗入，而水阀又全 关，这样也会结冰。总之，换热器结冻的

13、主要原因是盘管中水的流速过小。2.42.4换热器冻结的理论基础以上对空气换热器的冻结的现象进行了说明，并分析了冻结原因。下面将从 理论上进行分析。首先，需要明确的是，加热器的冻结其根本为“水结冰”，而 水结冰的问题又可分水静止时的结冰与水流动时的结冰，也就是说加热器在非运 转状态与运转状态。1 1、静水结冰：静水结冰与室外气温有关，就未保温的圆管而论，国外有人做 过试验，裸管的完全结冰时间，可按下式计算：式中 t t 全部结冰时间（h h） R R 冰的传热阻（m mC /W/W）; P i i 冰的密度（kg/mkg/m ）; 丫 i i管子内半径（m m）;R R-管道与盘管的热阻（m/W

14、m/W）12(min)IMLUkr5.lt o Ct-*HitS Ot0.110.20.3可见，管子越大，完全结冰的时间越长；管周围的温度越低，完全结冰的时 间越短。总之，管中静止的水在周围温度为 0 0C以下时是要结冰的。2 2、流水结冰：流水结冰的现象，问题尚待研究，特别是紊流状态。现将日 本的试验结果介绍如下。流水的完全结冰时间与层流流速的关系，如图2.12.1 ；B2.1流速號全轴时问的关系流水的完全结冰时间与管外侧表面温度的关系，如图2.22.2ADai.M3t 渝迎 127127ni/s0 -S -ALHS1 代 祁 8 5L/h気 全结时问CTiin)可见完全结冰时间与流量的大小

15、关系不太大，而受管壁外侧表面温度的影响 大，根据这一情况，要注意盘管内的流速千万不要在层流范围。所以水在管道中的冻结原因为：物理性方面是因为当室外空气温度为负值 时，水在管中流动呈层流状态，即可出现结冰；2.52.5 .空调系统换热器的防冻1 1、 热器的表面积不能富余太多，比计算值不应超过15%15%2 2、 管中水的流速在任何情况下都不得小于0.15m/s0.15m/s。如采用变水量控制，设 计时应对室外为0 0C的情况进行复核计算。3 3、 用换热器混水泵装置。2.62.6 ZK60ZK60加热器冻伤分析1 1 ,加热器配置原因。_ZK60ZK60空调机配置的加热器型号 为：STTL-6

16、-25*7.62STTL-6-25*7.62 H3H3 ,其管径10敬右畳瞪艸赵人口船1415.88mm15.88mm片距3.2mm3.2mm迎风面积5.715m2,5.715m2,换热面积702.6m2,702.6m2,当风量为60000m3/h,60000m3/h, 迎面风速为2.9m/s,2.9m/s,进口水温9090C，空汽入口温度负1515C时，加热器加热能力为 1895KV1895KV，显然该加热器余度过大。详见附表 1 1 （热回投资回报分析）因为配备了余度过大的加热器，在供暖初期阶段空调加热量需求不高。为防 止过热，水流量被截流阀控制较小流量内。当水流速恰好低于表冷器铜管层流界

17、 线时，处理的空气温度恰好在冰点以下，加热器冻伤就出现了。这就是加热器在 供暖初期多冻结伤的原因。解决加热器冻伤的有效方案是提高铜管水流速，设置一台热水管道泵在水系 统中，详见1-2.1-2.水泵基本参数为：口径 DN80DN80扬程1010米，流量5050吨/ /小时，电 机功率2.2KW.2.2KW.电动两通阀，回水温度传感器，PICPIC控制器构成的电控系统可使冬 季供暖无冻害运行。这一加热器水路系统在哈工大空调系统中使用，证明效好。2.72.7，转轮热回收装置的投入使用。ZK60ZK60组合式空调机功能段布置设有转轮热回受系统，设计新风量为3000030000立方米/ /小时。在冬季运

18、行中，因转轮 热回收效率较热管式热回收高，在 60-60- 62%62%当新风温度较低，会出现排风侧 的冷凝水结冰，堵塞蓄热体气流通道，15热回收机组防冻措施，是哈尔滨游泳馆排风热回收空调机组能否正常卡滞蓄热体旋转，即所谓冰堵现象。空调控制系统在消除冰堵问题上没有必要的 措施，使得转轮热回收装置不能正常发挥预热新风的作用。回望19931993, 19941994年三发和传动器车间空调机组，热回收装置采用低温热 管，其热回收效率为40-42%,40-42%,以转轮相同条件时因排风温度较高不易发生冰堵现 象。一汽大众总装车间 ZK60ZK60空调机组在排风段设置温度传感器，新风旁通阀电 动执行器换

19、为连续调节型，经过旁通阀分流部分新风到混合段，使得排风段温度 保持在冰点以上，既达到预热新风的目的，又使得转轮热回收装置不出现冰堵。 转轮的投入，进入混合段的新风温度升高，混合段内结霜结冰现象消除。这方案 在地处寒冷区的北欧 VTSVTS公司热回收机组有成功应用。北京环都在近几年北方地 区使用证明效果良好。防腐处理游泳馆馆内含有次氯酸等腐蚀性气体，高湿(75%相对湿度)和高温(28-32 C)的环境，对空调机组有明确防腐要求。热回收机组内壁板均采 用S 0.5mm厚的不锈钢材质。结构件选用S 2.0镀铝锌板，冷凝水盘为S 2.0 不锈钢材料。为防止电控柜在高温高湿环境产生锈蚀影响可靠性，电控柜

20、置于单独的 较干燥的房间内。防冻处理运行的关键，北京环都公司采取了如下防冻措施：1、 热回收空调机组运行时，高温高湿的回风（28C, =75%经初效16过滤器，通过转轮热回收除湿降温至4C,排出冷凝水。排风温度的控制是由转轮新风侧的新风旁通风阀的开度调节来实现的。防止排风温度过低而发 生转轮排风侧结霜冰堵。2、 送风侧温度控制，是通过调节开启加热器热水流量，加热升温至36- 40C。3、冷凝水排水管线的防冻措施:回风经过转轮，会产生大幅温降，从回风状态点1: 28C , =75%d1=17.90g/kg 到排风状态点 2: 4 C, =100% d2=5.09g/kg ，减湿量为d=d1 -d

21、2=12.8g/kg 按30000m3/h排风量计算，冷凝水除湿为Wp=30000*1.2*12.8=461kg/h,约 0.5 吨的排水量热回收分析餐李工拭弋 00-2炉一M执已樫 472RAYKW17在转轮排风侧下游设置了一组铝合金型材专用挡水板，用于收集冷凝水 至下部的水盘。使用S 2.0mm不锈钢板折边焊接而成的水盘有足够的高度和 盛水量，排水管口径要选择水盘结构中最大口径DN50规格；冷凝水盘有25mm橡塑保温层，并设置于空调机组箱体内部，防止结冰。排水口至地漏 处设有水封装置，防止负压状态排水受阻。水封处表面履阻燃型硬质聚氨酯 发泡保温层处理。4、在空调机组内新风一侧设置了 4排管

22、热水加热器，其加热能力可实 现水阀全开时将-29 C新风加热至21C。再热器设有内循环水泵，电机功率 为1.1KW防止再热器冻伤发生。一、降噪HJK50-FR2-50SY转轮式热回收机组运行噪声指标为72dB(A),若此数值认为过大，建议在热回收机组外围建设一房屋，在机房新风入口处设置一长 度为900mm的阻抗复合型折板式消声器部件，此装置可降低噪音指标5-7dB(A)。亦可消除供水，冷凝排水冻伤结冰的担忧。丄“靈折板式消声器折扳式ifi声器fiUtt小的帰血秋rta求卄竝声能裳域的作用:逬K罐桥简片改进为削弧ifcj.怏上迎域匚“ 餐更小；该泊川器叫门狀松吐珥”们沖|;吆勺固亠 + 900mm;山J ”泊川片的女押问骑，I肝以A尺寸总頰( 如卜范闻冲 W 此复合型消声器部件不是热回收机组的