CN204629771U - 一种防冻智能型新风机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于北方严寒、寒冷地区的防冻智能型新风机组，其包括进水管、回水管、空气加热器和带回水加压泵的串级调节装置，所述进水管的一端与热网的供水管连接，所述进水管的另一端与空气加热器的进水口连接；所述回水管的一端与空气加热器的出水口连接，所述回水管的另一端与热网的回水管连接。本实用新型的有益效果为：在带回水加压泵的串级调节装置的全方位保护下，对新风机组在结构设计上以及在冬季运行、停备与维护期间进行新风防冻问题的科学管理，通过自控技术实现对目标温度的控制，有效解决冬季空气加热器容易被冻裂的问题，以完全实现冬季安全有效的运行，并带来能源管理的好处，避免水患带来的经济损失和消除安全隐患，也为用户省下了不必要的维修费用。

Description

一种防冻智能型新风机组

技术领域

本实用新型属于暖通技术领域，具体涉及一种采用热水加热的防冻智能型新风机组。

背景技术

新风机组一般由送风机、空气加热器、过滤器等功能段组合而成，同时配置了水量调节装置，以适应室外气候。

对寒冷地区而言，新风机组空气加热器是一种易冻裂的换热设备。在寒冷天气条件下空气加热器被冻裂漏水的现象是常见病、多发病，主要原因在于在新风机组本体和系统设计中，设计时对北方严寒、寒冷地方的气候特点考虑不足，设备本体结构的设计存在缺陷，一些传统的防冻保护解决方案及其自控手段不完善，有的解决方案未考虑节能要求，有的解决方案还引起其它连锁问题。再加上一些运行管理人员缺乏新风机组安全运行的经验，运行管理方法不当，新风机组出现故障的可能性就更大。

水在空气加热器盘管里冻结的原因为：当室外空气温度低于零度时，同时，盘管里的水的流速小于0.15m/s或0.1m/s(对应盘管的常用管径d＝0.015m或d＝0.022m)，此水流速呈层流状态，在层流状态下，流速的断面分布不均匀，且又不会混合，靠近管壁处的流速趋近于零，盘管会被迅速降温，从而使与室外低温空气接触侧的盘管开始结冰。

另外，新风温度越低、热水供、回水温度越低，结冰时间越短。根据有关数据，在盘管水流速0.15m/s，室外气温-9度，盘管迎风面风速3.2m/s的试验工况下，水结冰时间为312S；室外气温-14度，其它和上述同样试验工况下，水结冰时间为67S。按规范要求，加热器设计出水温度不能超过热网设计回水温度，以实现节能的目的。热网供水通过和回水混合，使加热器进水温度按90～95度进行设计，加热器换热面积相应增大，因此，也提高了加热器的安全可靠性。当然，降低进、出水温，加热器传热系数也会降低，低到一定程度时，加热器的总传热系数经验计算公式将不再适用，此时，加热器已失去换热效果。

空气加热器的表面积安全度一般为计算面积的5％～10％。如空气加热器选择的安全系数太大，会使热媒造成过大的温降，回水温度低，在边角处流动易受阻、积水结冻。冻裂主要发生在加热器底部两侧的弯头连接处，在进风阀门关闭不严的情况下，渗入的冷风在新风机组底部流动，导致盘管底部结冻风险最高，结冰后首先被胀破。

新风机组往往设置在人员较少的地方，布置又相对分散，且冻裂事故又多发生在气温较低的深夜，这对冻裂事故的及时发现带来了很大困难。

因此，需要一种彻底防止水结冻的智能型新风机组。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种防冻智能型新风机组，通过对设备本体和系统的各种保护设计，从根本上杜绝冬季新风机组空气加热器被冻裂的现象，以克服现有技术存在的不足。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种防冻智能型新风机组，包括进水管、回水管和空气加热器，所述进水管的一端与热网的出水口连接，所述进水管的另一端与空气加热器的进水口连接；所述回水管的一端与空气加热器的出水口连接，所述回水管的另一端与热网的进水口连接；

所述防冻智能型新风机组还包括带延时功能的控制器，新风机组风机启动前，设定暖机时间，暖机时间设定为0.5～5分钟；

所述回水管上安装有电动二通调节阀，所述电动二通调节阀的控制端与所述控制器通信连接。新风机组空气加热器通过电动二通调节阀采用变流量控制，新风机组设计时根据热电站提供的热网水温变化曲线对室外温度为零度的情况进行校核计算和控制程序设定，使新风机组送风温度不低于10℃。对新风机组供热系统而言，所述电动二通调节阀的流量系数的附加系数取1.25倍。电动二通调节阀的最小设定开度不小于10％，确保空气加热器的盘管里面始终有水在流动。

进一步的，本实用新型还包括空气恒温器和水恒温器，所述空气恒温器的敏感元件(4m或6m长)缠绕在所述空气加热器靠近新风入口侧的第一排盘管的外表面上；所述水恒温器安装在与所述空气加热器的出水口连接的回水管上。空气恒温器的信号输出端与水恒温器的信号输出端均与控制器通信连接。水恒温器的启动阈值设定在30～40℃，空气恒温器的启动阈值设定在6～10℃。

进一步的，新风机组出风侧送风管上安装有空气温度传感器，用于检测出风温度，所述空气温度传感器的信号输出端与所述控制器通信连接。

进一步的，新风机组新风入口安装有带多级电加热器的二位式电动新风阀，所述电动新风阀的控制端与所述控制器通信连接。当风温、水温过低时发出报警信号并停运送风机及关闭新风阀，打开电加热器，避免新风机组供热系统停止运行时，严密性不足的新风阀会造成冷风大量渗入，就会使加热器冻裂。新风阀的严密性符合国家标准。

进一步的，本实用新型还包括回水加压泵和回水循环管，所述回水加压泵安装在所述回水管上，其位于所述水恒温器的下游，回水加压泵采用湿转子式，其能满足本实用新型各种工况要求，回水加压泵的启停根据本实用新型控制程序进行控制。所述进水管与所述回水管之间通过所述回水循环管连接，所述回水循环管与所述回水管的连接位置位于所述回水加压泵的下游，所述回水循环管上安装有静态平衡阀和止回阀。回水加压泵的循环水量按加热器盘管里的水流速为1.0～1.6m/s进行计算，这一流速可保证空气加热器较高的换热系数，也可有效防冻。静态平衡阀能解决所选型的回水加压泵的流量和扬程和水系统阻力不匹配的问题，止回阀能防止加热水不经过空气加热器流通而是通过回水循环管又回到热网。

进一步的，所述电动二通调节阀并联有旁通管，所述旁通管上安装有手动阀门和放气阀。本实用新型空气加热器盘管设有安装坡度，暨盘管上部回水接口坡向盘管，盘管下部出水接口坡向热网，以保证盘管里的水能在常压下(将放气阀打开)自然排出，放净积水，有利于防冻；同时也避免水系统排气不畅，空气加热器盘管里的水如混有大量气体，将致使循环管路水阻加大、流速降低，换热效率下降。

进一步的，所述进水管的最低处安装有放水阀，可及时将水排净，避免水患进一步扩大。

进一步的，所述进水管上安装有带反向冲洗的机械水过滤器，避免水过滤器清污时造成系统停运。

进一步的，所述进水管和所述出水管上均安装有压力表和温度计。

进一步的，所述电动二通调节阀安装在所述回水循环管的下游，能使回水加压泵、空气加热器、回水循环管、进水管、回水管之间形成一个可靠的小循环，避免因调节阀的损坏导致水路不通而引起冻裂事故的发生，同时还因电动二通调节阀安装在温度较低的回水管上，将可提高电动二通调节阀的使用寿命。

进一步的，本实用新型空气加热器的热媒流向与空气的流向平行，加热器水流方向与空气流动方向一致，低温空气先与高温进水进行热交换。如为逆向，当热媒为水在温度低时，容易发生冻结。空气加热器设在表冷器(如有)之前。

进一步的，当空气通过加热器的温升需很大时，本实用新型空气加热器采用多组盘管水路串联布置。每组加热器的最大温升为25℃。靠近新风入口的第一组加热器的水管路上不设电动二通调节阀，第一组加热器采用定流量预热室外空气，其它每组盘管的水阀当进入到冰点前应依次全开防止冻结。

进一步的，新风机组垂直断面上温度梯度很大。对大风量新风机组，为避免所述空气加热器的盘管温度不一样造成的空气温度分层，当水流量太小时盘管可能会结冰，且管路流程太长，系统水阻力过大，这时情况下，本实用新型盘管采用并联方式，设计要求并联连接的两组或多组空气加热器的水路系统保持水力平衡，避免小流量的空气加热器被结冻。蒸汽加热盘管更容易出现温度不均匀现象，盘管上部温度较高，因冷凝水易结冻，底部已经开始结冻。因此不建议新风机组采用蒸汽加热盘管。

进一步的，本实用新型采用设计合理的空气加热器的水路流程形式。如空气加热器迎风面长宽比太大，会出现气堵、脏堵，进、出水温差很小或很大，水流不畅导致冬季冻裂，实际换热量达不到公称值。

进一步的，以上冬季防冻保护系统的有效运行，必须具备：1)用户必须保证新风机组送风机、电动新风阀、电动二通调节阀及回水加压泵处在正常的通电状态。2)送风机、电动新风阀和回水加压泵必须处于连锁状态。当加热器部分管束接近或低于冰点温度时，暨事故状态，因风力的影响大于气温的影响，此时根据温度设定值降低风机转速或停止风机运行或通过切换转换箱使风机倒转；启动回水加压泵；电动二通调节阀的开度调到100％；关闭电动新风阀。

本实用新型的有益效果为：

在带回水加压泵的串级调节装置的全方位保护下，对新风机组在结构设计上以及在冬季运行、停备与维护期间进行新风防冻问题的科学管理，通过自控技术实现对目标温度的控制，有效解决冬季空气加热器容易被冻裂的问题，以完全实现冬季安全有效的运行，并带来能源管理的好处，避免水患带来的经济损失和消除安全隐患，也为用户省下了不必要的维修费用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、进水管；2、回水管；3、回水循环管；4、旁通管；5、空气加热器；6、热网；71、手动阀门；72、电动二通调节阀；73、静态平衡阀；74、止回阀；75、放气阀；76、放水阀；81、温度计；82、压力表；83、空气温度传感器；84、空气恒温器；85、水恒温器；86、压力表接口；91、回水加压泵；92、机械水过滤器；93、电动新风阀；94、新风管；95、送风管。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的技术方案做以下详细说明。如图1所示，一种防冻智能型新风机组，包括进水管1、回水管2和空气加热器5，所述进水管1的一端与热网6的出水口连接，所述进水管1的另一端与空气加热器5的进水口连接；所述回水管2的一端与空气加热器的出水口连接，所述回水管2的另一端与热网6的进水口连接。

本实用新型还包括空气恒温器84，所述空气恒温器84的敏感元件缠绕在所述空气加热器5的外表面；本实用新型还包括水恒温器85，所述水恒温器85安装在与所述空气加热器5的出水口连接的回水管2上。通过空气恒温器84和水恒温器85，连锁停运送风机，关闭新风阀93，完全打开电动二通调节阀72，防止空气加热器5的盘管被冻裂。

所述防冻智能型新风机组还包括空气温度传感器83，所述空气温度传感器83设置在所述新风机组出风侧送风管95上，用于检测出风温度。

所述回水管2上安装有回水加压泵91。

所述进水管1和所述出水管2上均安装有压力表82和温度计81。

所述回水管2上安装有电动二通调节阀72，所述电动二通调节阀72并联安装有旁通管4，所述旁通管4上安装有手动阀门71和放气阀75，当电动二通调节阀72损坏时，打开手动阀门71，使新风机组还能工作。放气阀75能自动排出水系统中的空气，防止空气加热器5产生气阻、换热效率下降，也能借助它可和室外大气连通的特点，通过放水阀76将空气加热器5的盘管内的水排放干净。

为了防止水中的杂质堵塞设备、管路及阀门，在进水管1上安装机械水过滤器。

在进水管1的最低处还安装有放水阀76，当水系统发生故障时，需要打开放水阀76，及时将系统中的水排放干净，避免水患进一步的扩大。

本实用新型还包括回水循环管3，所述进水管1与所述回水管2之间通过所述回水循环管3连接，所述回水循环管3与所述回水管2的连接位置位于所述回水加压泵91的下游，所述回水循环管3上安装有静态平衡阀73和止回阀74。

进水管1上安装有机械水过滤器92，机械水过滤器92两侧的进水管1上还安装有带三通阀的压力表接口。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防冻智能型新风机组，其特征在于，包括进水管、回水管、空气加热器和带回水加压泵的串级调节装置，所述进水管的一端与热网的供水管连接，所述进水管的另一端与空气加热器的进水口连接；所述回水管的一端与空气加热器的出水口连接，所述回水管的另一端与热网的回水管连接；

所述防冻智能型新风机组还包括带延时功能的控制器；

所述防冻智能型新风机组的送风机带有切换转换器和风机调速器；

所述回水管上安装有电动二通调节阀，所述电动二通调节阀的控制端与所述控制器通信连接。

2.根据权利要求1所述的防冻智能型新风机组，其特征在于，还包括空气恒温器和水恒温器，空气恒温器的敏感元件缠绕在所述空气加热器靠近新风入口侧的第一排盘管的外表面上；所述水恒温器安装在与所述空气加热器的出水口连接的回水管上；空气恒温器的信号输出端与水恒温器的信号输出端均与控制器通信连接。

3.根据权利要求2所述的防冻智能型新风机组，其特征在于，新风机组出风侧送风管上安装有空气温度传感器，用于检测出风温度，所述空气温度传感器的信号输出端与所述控制器通信连接。

4.根据权利要求3所述的防冻智能型新风机组，其特征在于，新风机组新风入口安装有带多级电加热器的二位式电动新风阀，所述电动新风阀的控制端与所述控制器通信连接。

5.根据权利要求4所述的防冻智能型新风机组，其特征在于，还包括回水加压泵和回水循环管，所述回水加压泵安装在所述回水管上，其位于所述水恒温器的下游，回水加压泵采用湿转子式，所述进水管与所述回水管之间通过所述回水循环管连接，所述回水循环管与所述回水管的连接位置位于所述回水加压泵的下游，所述回水循环管上安装有静态平衡阀和止回阀。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的防冻智能型新风机组，其特征在于，所述电动二通调节阀并联有旁通管，所述旁通管上安装有手动阀门和放气阀。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的防冻智能型新风机组，其特征在于，所述进水管的最低处安装有放水阀。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的防冻智能型新风机组，其特征在于，所述进水管上安装有带反向冲洗的机械水过滤器。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的防冻智能型新风机组，其特征在于，所述进水管和所述回水管上均安装有压力表和温度计。