冬季是中央空调系统运行中面临严峻挑战的时期,尤其是在寒冷地区,低温环境容易导致水系统结冰,进而引发管道破裂、设备损坏等严重事故。因此,制定并实施科学合理的防冻保护技术标准,对保障中央空调系统的安全稳定运行具有重要意义。
首先,应明确防冻保护的核心目标:防止系统内水介质在低温环境下冻结,避免因体积膨胀造成管路、换热器、水泵等关键部件的物理损伤。为此,必须从设计、运行、维护三个阶段建立完整的防冻技术体系。
在系统设计阶段,应充分考虑当地气候条件,尤其是最低气温数据。对于寒冷地区,建议采用闭式循环水系统,并优先选用防冻性能优良的载冷剂,如乙二醇水溶液。乙二醇浓度需根据极端低温进行计算,通常当环境温度低至-10℃时,乙二醇体积浓度应不低于25%;若温度可达-20℃,则浓度应提升至35%以上。同时,系统设计应避免出现“死角”或低流速区域,防止局部积水冻结。所有暴露在室外或非采暖空间的管道、阀门、仪表等均应进行有效保温,保温材料导热系数应低于0.04 W/(m·K),厚度依据热工计算确定,一般不小于30mm,并在外层加装防水保护层,防止湿气侵入降低保温效果。
其次,在运行管理方面,必须建立完善的防冻监控机制。所有冷水机组、水泵、冷却塔及相关管路应在冬季运行期间保持连续监测。重点部位如冷却塔集水盘、膨胀水箱、室外机换热器等应安装温度传感器,实时采集温度数据,并接入楼宇自控系统(BAS)。当检测温度接近设定阈值(如4℃)时,系统应自动启动防冻保护程序。常见的措施包括:启动低流量循环泵维持水流、开启电加热装置对集水盘或水箱加热、关闭室外新风阀减少冷空气侵入等。对于长期停用的系统,应排空管路中的存水,或注入防冻液进行保护。严禁在无防冻措施的情况下将系统置于静止状态。
此外,冷却塔的防冻管理尤为关键。冬季运行中,冷却塔易因进风量过大、水温过低导致填料和集水盘结冰。为此,应采取以下措施:合理调节风机启停逻辑,采用变频控制实现按需供风;设置旁通管路,使部分热水回流至集水盘以提高水温;在进风口加装挡风板或百叶,减少冷风穿透;必要时启用集水盘电加热器,确保水温维持在5℃以上。同时,应定期检查填料是否结冰堵塞,及时清理冰块,防止破坏结构。
在电气与控制系统层面,防冻保护功能应具备冗余性和可靠性。控制器应具备断电记忆功能,确保供电恢复后能自动执行防冻程序。关键传感器应设置故障报警,一旦失效立即提示维护。所有防冻相关设备(如电加热器、循环泵)应定期测试其联动响应能力,确保在紧急情况下能够及时启动。
维护保养也是防冻体系的重要组成部分。每年入冬前应对整个水系统进行检查:确认保温层完好无损,阀门启闭灵活,传感器校准准确,排水阀处于正确状态。同时,清洗过滤器、检查水泵密封性,确保系统处于最佳运行状态。对于使用防冻液的系统,应定期检测溶液浓度和pH值,防止腐蚀或浓度下降影响防冻效果。
最后,应建立应急预案。一旦发生冻结事故,应立即切断电源,缓慢解冻(禁止使用明火或高温蒸汽直接加热),检查管道和设备是否有裂纹或泄漏。修复后须进行压力测试,确认无隐患方可重新投运。
综上所述,中央空调系统的冬季防冻保护是一项系统工程,涉及设计选型、运行控制、设备维护和应急管理等多个环节。只有严格执行相关技术标准,落实各项防护措施,才能有效规避低温带来的风险,延长设备使用寿命,保障建筑环境的舒适与安全。各运营单位应结合实际运行条件,制定详细的防冻操作规程,并对相关人员进行培训,确保防冻措施真正落地执行。
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