论文部分内容阅读
【摘要】我国地处于亚热带地区，在我国北部的地区是处于相对寒冷的天气条件下，因此，暖通设备的发展好坏将会直接影响到当地人民的居住条件和环境。近年来，我国出现暖通设备冻害的事故已是越来越多，不仅对人们日常生活带来巨大的影响，还对正常的生产活动和工作带来了不便。本文主要分析了寒冷地区的暖通设备冻害的事故原因，希望能对暖通设备改良的相关技术部门有一定的帮助作用。
【关键词】 寒冷 暖通技术 冻害 原因
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
就在今年的11月30日，在哈尔滨发生了一起今年冬天最大的供热事故，整个事故整整持续了60小时。这其中有的一些居民家庭连续3天不能供热，据统计有2.3万余户的用户在取暖上严重受到了影响。对于居民的家庭而言暖通的故障就已经造成了如此巨大的影响，可想而知，它对于整个社会的经济发展、交通运输等各个方面的领域都造成了一定的影响。下面就对暖通设备冻害事故的原因做出探讨和分析。
一、 热水型新风加热盘管冻裂的原因分析
1 热媒参数对新风加热器的影响
在我国北方的许多地区冬天的天气常年处于-15℃左右，甚至有一些地区比如像哈尔滨、黑龙江、新疆等地区的温度都到了-30℃。这种恶劣的条件给在远远低于0℃的低温环境下工作的新风加热器造成了很大的影响，因为加热器工作时，它的外面的整个管束就时时刻刻与极具低温的冷空气接触，几乎整个盘管管束均与远低于0℃ 的低温空气接触，当加热器管内的空气流速偏小时，低温空气如果遇到温度不太高的热水就会充分换热，于是管壁上的水极易迅速降到0℃以下，所以后来我们在加热器管壁上看到的冰块很可能就是在这种情况下形成的。当靠近管道内壁的水有结晶的趋势时，很容易就会形成较薄的冰层，随着时间的延长，如果不及时对这些冰层进行清除，就会形成越来越厚的冰层。最后演变到很难清除的地步，而且在管壁内由于冰层的堵塞会使加热器工作时流通的截面积减少，水循环在这样的环境条件下无法正常的进行代谢，于是就造成了冰层凝结的程度更加严重。更加严重的是，只要一根管壁内部出现了冰冻的情况就会影响整个加热器系统的正常运行。所以为了避免热风加热器出现瘫痪的情况，建议使用110℃—130℃的热水代替50—60℃的热水。
2 调节流量对于盘管冻结的影响
有时即使是在冬季的初期，温度并没有达到最低的条件下，同样也会出现冰冻的情况。这是由于加热器的盘管面积都是事先按照冬季的热负荷所设定的，所以在初冬温度并不是很低但也足够低于0℃的情况下，盘管所受的热负荷较小，因为流量是自动完成调节的，所以造成此时盘管内的流量不足，水流的速度也低于正常正常的情况。所以在小流速的情况下，同样也很容易出现盘管层冻结的现象。
3 水的流速影响着冻结的情况
关于影响盘管出现冻坏的另外一个重要的因素就是加热盘管内水的流速。当流速低于一个标准值时，就会容易出现冻结的情况。具体进行原因的分析就是当管内水流很缓慢时，致使流动雷诺数Re低于2000 ～ 2300的范围内，这样的话流体在管内处于一个层流的状态，并且它在沿着管断面还曾现出物理学中抛物线的形状，那么通过一定的物理知识甚至是常识我们就知道，在管中心地方的水速相对来说很高，而在流到管壁附近使的水流速度就降低了很多，有时甚至是没有了流速。这种情况对于加热器来讲肯定是有影响的，因为如果水流速度低到一个临界值，对于一台各方面指数都规定好了的空气加热器来说，就会很容易导致管内壁以及附近的积水冻结成冰。
4 当加热器的系统停止运行时盘管冻结的原因分析
当人们在寒冷的冬夜逐渐进入梦乡的同时，工作了一整天的加热器也逐渐停止了工作。但是工作停止了并没有代表一切都进入正常的休眠状态，加热盘管发生冻裂的事故还是频繁发生。因为加热器虽然已经停止了工作，密闭的阀门也已经完全处于关闭的状态，但是并不能确保绝对封闭，多少还是会存在一定的漏风量。当夜晚极低的冷空气在热压与风压的作用下，通过阀门间细小的缝隙进入到新风机组和空调机组里面，这时候加热盘管里面的温度一下子就会降到0℃ 以下，因此在这种急剧的温差变化下，再加之盘管内本身就不大的蓄水容积，就会造成盘管在短时间内出现冷冻结冰的情况。
二、蒸汽加热器和连接管路出现冻裂的原因分析
一般对于冬季一些寒冷的地区最为理想取暖方式就是蒸汽加热。因为只要是在外界情况都处于正常的运作状态之下，是不会很容易出现冻裂的情况。但是也会出现特殊的情况，比如说像疏水管的管理措施没有安排合理或者是系统的设计不恰当等，都会造成加热器和连接的管路出现冰冻的情况。总结的来讲，蒸气加热器发生冻裂的原因主要有两个：
( 1) 疏水器和过滤器出现阻塞，导致工作时有大量的积水残留，低温工作时就很可能出现加热器和连接管路冻裂的情况。
( 2) 疏水器未能正确安装。安装的方式一般存在以下两个方面的问题：一是疏水器中的旁通管没有在正确的位置安装，就会道中疏水器的工作出现异常。正确的安装方式是保证旁通管在输水管的上方，或者是疏水器和旁通管在水平的方向上安装，一定不能让输水管在旁通管的上方；二是疏水器到加热器出口之间的管路过长，容易发生凝结致使管道向上抬高，致使在管内滞留的积水无法排除，易发生冻结现象。
三、冬季时表冷器停止运行时出现冻结的原因
当表冷器已经停止了工作，正处于休息的状态时，照理来说是不会有冻裂的事故发生。但是因为表冷器的盘管结构现在都是采用U 型的设计，而且将盘管的长度都设计得较长，使得盘管内的积水永远无法真正地排尽。这种现状在温暖的春秋季节当然是没有什么影响，但是在严寒的冬季，根据上文中分析的原因，在有积水的情况之下就会很容易发生表冷器冻裂。
四、发生大门热风幕冻害事故的原因
一般在大型的公共和商业建筑的出入通道两层大门之间的门斗上方都会安装热风幕。在一些寒冷地区的冬季，温度相当的低，门斗内的温度都远远低于0℃，因此，对于热风幕的防冻必须引起充分的关注。现在我国北方地区由于冻裂事故频繁发生，许多的建筑设施都安装了电热风幕。但是这种机器的功率有限，一家大型的商场通常需要十几台才能够够用，因此这种防冻措施往往是不建议使用的。因为热风幕安装的位置经常是在大门门斗的上方，白天在工作的时候一般不会发生冻坏事故，发生冻坏事故经常是发生在机器等都停止运行之后的后的冷夜间。在热压和风压的作用下，空气中大量的冷空气会从缝隙中渗入，这是门斗内会急剧地降温，最低温度甚至可能达到 —20℃以下。即使门斗与热风幕之前会有隔层将他们隔开，但是门斗的低温会通过吸风口传递到热风幕上，这样算来，其实在多数时间内热风幕周围并没有得到很好地保暖效果，温度常常还是远远远低于0℃。因此，當热风幕处于休息的状态下，停止了热水系统的运行，或者是运行水温达不到一定的标准时都会引起热风幕的冻裂事故。
结语
暖通设备对于寒冷区域有着重要的作用，认真分析研究寒冷地域暖通设备冻害事故原因，并从中找出相应的应对措施对于人们的升华和企业的生产都有很重要的现实意义。
【参考文献】
［1］ 屠大燕．流体力学与流体机械［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，1994: 5．
［2］ 刘茂堂等．严寒地区的吉林雾凇宾馆空调设计［J］． 暖通空调，2000， 30 ( 3) ．
[3] 那文杰. 寒区水工建筑物EPS 保温板设计参数的选择[ J] . 黑龙江水利科技, 2005, 33( 2) : 5- 8.
[4] 那文杰. 寒区水工建筑物EPS 保温板性能的实验研究[ C] / / 全国第六届土工合成材料学术会议论文集.北京: 现代知识出版社, 2004: 545- 552.
【关键词】 寒冷 暖通技术 冻害 原因
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
就在今年的11月30日，在哈尔滨发生了一起今年冬天最大的供热事故，整个事故整整持续了60小时。这其中有的一些居民家庭连续3天不能供热，据统计有2.3万余户的用户在取暖上严重受到了影响。对于居民的家庭而言暖通的故障就已经造成了如此巨大的影响，可想而知，它对于整个社会的经济发展、交通运输等各个方面的领域都造成了一定的影响。下面就对暖通设备冻害事故的原因做出探讨和分析。
一、 热水型新风加热盘管冻裂的原因分析
1 热媒参数对新风加热器的影响
在我国北方的许多地区冬天的天气常年处于-15℃左右，甚至有一些地区比如像哈尔滨、黑龙江、新疆等地区的温度都到了-30℃。这种恶劣的条件给在远远低于0℃的低温环境下工作的新风加热器造成了很大的影响，因为加热器工作时，它的外面的整个管束就时时刻刻与极具低温的冷空气接触，几乎整个盘管管束均与远低于0℃ 的低温空气接触，当加热器管内的空气流速偏小时，低温空气如果遇到温度不太高的热水就会充分换热，于是管壁上的水极易迅速降到0℃以下，所以后来我们在加热器管壁上看到的冰块很可能就是在这种情况下形成的。当靠近管道内壁的水有结晶的趋势时，很容易就会形成较薄的冰层，随着时间的延长，如果不及时对这些冰层进行清除，就会形成越来越厚的冰层。最后演变到很难清除的地步，而且在管壁内由于冰层的堵塞会使加热器工作时流通的截面积减少，水循环在这样的环境条件下无法正常的进行代谢，于是就造成了冰层凝结的程度更加严重。更加严重的是，只要一根管壁内部出现了冰冻的情况就会影响整个加热器系统的正常运行。所以为了避免热风加热器出现瘫痪的情况，建议使用110℃—130℃的热水代替50—60℃的热水。
2 调节流量对于盘管冻结的影响
有时即使是在冬季的初期，温度并没有达到最低的条件下，同样也会出现冰冻的情况。这是由于加热器的盘管面积都是事先按照冬季的热负荷所设定的，所以在初冬温度并不是很低但也足够低于0℃的情况下，盘管所受的热负荷较小，因为流量是自动完成调节的，所以造成此时盘管内的流量不足，水流的速度也低于正常正常的情况。所以在小流速的情况下，同样也很容易出现盘管层冻结的现象。
3 水的流速影响着冻结的情况
关于影响盘管出现冻坏的另外一个重要的因素就是加热盘管内水的流速。当流速低于一个标准值时，就会容易出现冻结的情况。具体进行原因的分析就是当管内水流很缓慢时，致使流动雷诺数Re低于2000 ～ 2300的范围内，这样的话流体在管内处于一个层流的状态，并且它在沿着管断面还曾现出物理学中抛物线的形状，那么通过一定的物理知识甚至是常识我们就知道，在管中心地方的水速相对来说很高，而在流到管壁附近使的水流速度就降低了很多，有时甚至是没有了流速。这种情况对于加热器来讲肯定是有影响的，因为如果水流速度低到一个临界值，对于一台各方面指数都规定好了的空气加热器来说，就会很容易导致管内壁以及附近的积水冻结成冰。
4 当加热器的系统停止运行时盘管冻结的原因分析
当人们在寒冷的冬夜逐渐进入梦乡的同时，工作了一整天的加热器也逐渐停止了工作。但是工作停止了并没有代表一切都进入正常的休眠状态，加热盘管发生冻裂的事故还是频繁发生。因为加热器虽然已经停止了工作，密闭的阀门也已经完全处于关闭的状态，但是并不能确保绝对封闭，多少还是会存在一定的漏风量。当夜晚极低的冷空气在热压与风压的作用下，通过阀门间细小的缝隙进入到新风机组和空调机组里面，这时候加热盘管里面的温度一下子就会降到0℃ 以下，因此在这种急剧的温差变化下，再加之盘管内本身就不大的蓄水容积，就会造成盘管在短时间内出现冷冻结冰的情况。
二、蒸汽加热器和连接管路出现冻裂的原因分析
一般对于冬季一些寒冷的地区最为理想取暖方式就是蒸汽加热。因为只要是在外界情况都处于正常的运作状态之下，是不会很容易出现冻裂的情况。但是也会出现特殊的情况，比如说像疏水管的管理措施没有安排合理或者是系统的设计不恰当等，都会造成加热器和连接的管路出现冰冻的情况。总结的来讲，蒸气加热器发生冻裂的原因主要有两个：
( 1) 疏水器和过滤器出现阻塞，导致工作时有大量的积水残留，低温工作时就很可能出现加热器和连接管路冻裂的情况。
( 2) 疏水器未能正确安装。安装的方式一般存在以下两个方面的问题：一是疏水器中的旁通管没有在正确的位置安装，就会道中疏水器的工作出现异常。正确的安装方式是保证旁通管在输水管的上方，或者是疏水器和旁通管在水平的方向上安装，一定不能让输水管在旁通管的上方；二是疏水器到加热器出口之间的管路过长，容易发生凝结致使管道向上抬高，致使在管内滞留的积水无法排除，易发生冻结现象。
三、冬季时表冷器停止运行时出现冻结的原因
当表冷器已经停止了工作，正处于休息的状态时，照理来说是不会有冻裂的事故发生。但是因为表冷器的盘管结构现在都是采用U 型的设计，而且将盘管的长度都设计得较长，使得盘管内的积水永远无法真正地排尽。这种现状在温暖的春秋季节当然是没有什么影响，但是在严寒的冬季，根据上文中分析的原因，在有积水的情况之下就会很容易发生表冷器冻裂。
四、发生大门热风幕冻害事故的原因
一般在大型的公共和商业建筑的出入通道两层大门之间的门斗上方都会安装热风幕。在一些寒冷地区的冬季，温度相当的低，门斗内的温度都远远低于0℃，因此，对于热风幕的防冻必须引起充分的关注。现在我国北方地区由于冻裂事故频繁发生，许多的建筑设施都安装了电热风幕。但是这种机器的功率有限，一家大型的商场通常需要十几台才能够够用，因此这种防冻措施往往是不建议使用的。因为热风幕安装的位置经常是在大门门斗的上方，白天在工作的时候一般不会发生冻坏事故，发生冻坏事故经常是发生在机器等都停止运行之后的后的冷夜间。在热压和风压的作用下，空气中大量的冷空气会从缝隙中渗入，这是门斗内会急剧地降温，最低温度甚至可能达到 —20℃以下。即使门斗与热风幕之前会有隔层将他们隔开，但是门斗的低温会通过吸风口传递到热风幕上，这样算来，其实在多数时间内热风幕周围并没有得到很好地保暖效果，温度常常还是远远远低于0℃。因此，當热风幕处于休息的状态下，停止了热水系统的运行，或者是运行水温达不到一定的标准时都会引起热风幕的冻裂事故。
结语
暖通设备对于寒冷区域有着重要的作用，认真分析研究寒冷地域暖通设备冻害事故原因，并从中找出相应的应对措施对于人们的升华和企业的生产都有很重要的现实意义。
【参考文献】
［1］ 屠大燕．流体力学与流体机械［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，1994: 5．
［2］ 刘茂堂等．严寒地区的吉林雾凇宾馆空调设计［J］． 暖通空调，2000， 30 ( 3) ．
[3] 那文杰. 寒区水工建筑物EPS 保温板设计参数的选择[ J] . 黑龙江水利科技, 2005, 33( 2) : 5- 8.
[4] 那文杰. 寒区水工建筑物EPS 保温板性能的实验研究[ C] / / 全国第六届土工合成材料学术会议论文集.北京: 现代知识出版社, 2004: 545- 552.