邱育群

廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

0 引言

現(xiàn)有技術(shù)中，中央空調(diào)的新風(fēng)采用預(yù)熱盤管預(yù)熱時有以下幾種方式：1）采用熱水換熱盤管對新風(fēng)進行預(yù)熱，通過在熱水換熱盤管后側(cè)靠近熱水換熱盤管處設(shè)置溫度傳感器，該溫度傳感器監(jiān)測新風(fēng)經(jīng)過熱水換熱盤管后的溫度，使其維持在一定范圍。2）采用蒸汽換熱盤管對新風(fēng)進行預(yù)熱，通過在蒸汽換熱盤管后側(cè)靠近蒸汽換熱盤管處設(shè)置溫度傳感器，該溫度傳感器監(jiān)測新風(fēng)經(jīng)過蒸汽換熱盤管后的溫度，使其維持在一定范圍[1]。

但是，以上兩種預(yù)熱方式均存在以下弊端：在機組運行過程中，由于風(fēng)的流動，預(yù)熱盤管后側(cè)溫度與新風(fēng)入口處的預(yù)熱盤管溫度比較接近，容易通過溫度傳感器的監(jiān)測實現(xiàn)熱水或蒸汽盤管的防凍。在機組停機過程中，由于風(fēng)不再流動，而預(yù)熱盤管外側(cè)直接與室外新風(fēng)接觸，而與預(yù)熱盤管后側(cè)相鄰的溫度傳感器置于中央空調(diào)機組箱體的內(nèi)部，這樣容易出現(xiàn)預(yù)熱盤管內(nèi)側(cè)的溫度傳感器檢測到的溫度與預(yù)熱盤管的實際溫度相差很大，即預(yù)熱盤管的實際溫度低于防凍值，但位于預(yù)熱盤管內(nèi)側(cè)的箱體內(nèi)部溫度傳感器檢測到的溫度仍高于防凍值的情況，最終導(dǎo)致預(yù)熱盤管凍裂。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種中央空調(diào)機組預(yù)熱盤管防凍系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有中央空調(diào)的新風(fēng)采用預(yù)熱盤管預(yù)熱時，易出現(xiàn)靠近新風(fēng)入口處的預(yù)熱盤管的實際溫度己低于防凍值而位于預(yù)熱盤管內(nèi)側(cè)的溫度傳感器檢測到的溫度仍高于防凍值，從而導(dǎo)致預(yù)熱盤管凍裂的問題。

1 控制方法

如圖1 所示，本文所述中央空調(diào)機組預(yù)熱盤管防凍系統(tǒng)，包括：1）設(shè)置在機組內(nèi)部并用于提供預(yù)熱熱量的預(yù)熱盤管。2）設(shè)置在預(yù)熱盤管的新風(fēng)入口處并用于檢測新風(fēng)入口溫度的溫度傳感器T1。3）設(shè)置在預(yù)熱盤管的后側(cè)靠近預(yù)熱盤管外壁并用于檢測預(yù)熱盤管后側(cè)溫度的溫度傳感器T2。4）控制預(yù)熱盤管熱量流量的調(diào)節(jié)閥。5）機組主控制器。

圖1 中央空調(diào)機組預(yù)熱盤管防凍系統(tǒng)

具體的控制方法及控制過程如下：

本控制方法粗略認為預(yù)熱盤管通入熱水后所產(chǎn)生的熱量與預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥門的開啟大小成近似線性關(guān)系。由此可得出：

式中：θ 為預(yù)熱盤管開度值；t2為預(yù)熱盤管后側(cè)溫度；t1為新風(fēng)入口溫度；Δtmax為預(yù)熱盤管最大溫升值，為預(yù)熱盤管100%開啟后的最大溫升值[2]。

為了保證預(yù)熱盤管后的溫度維持在一個合適的溫度范圍，避免出現(xiàn)溫度過高或過低，控制上設(shè)置了報警閾值，包括安全高溫報警值和安全低溫報警值。

在機組運行狀態(tài)下，根據(jù)溫度傳感器T2 檢測的溫度t2與溫度傳感器T1 檢測到的溫度t1差來決定預(yù)熱盤管的調(diào)節(jié)閥的開度，最終決定預(yù)熱盤管的熱量輸出，從而使預(yù)熱盤管后的溫度維持在一個合適的溫度范圍。具體依據(jù)為：預(yù)熱盤管100%開啟后的最大溫升值是確定的，當(dāng)預(yù)熱盤管設(shè)計完成后，其最大溫升值就是預(yù)熱盤管100%開啟后的溫升值，即預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥開度值實際上由預(yù)熱盤管后側(cè)溫度t2和新風(fēng)入口溫度t1的差值來決定[3]。

當(dāng)機組處于運行狀態(tài)，且根據(jù)式（1）計算得出的預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥開度值大于等于0 時，主控制器控制預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥的實際開度值等于預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥的計算開度值：

當(dāng)機組處于運行狀態(tài)，且計算得出所述預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥開度值＜0 時，則主控制器控制預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥的實際開度值=0[3]。當(dāng)機組處于停機狀態(tài)，且預(yù)熱盤管后側(cè)溫度t2低于安全低溫報警值，主控制器控制預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥打開固定開度值。當(dāng)預(yù)熱盤管打開固定開度值并使其后側(cè)溫度t2上升至安全高溫報警值時，主控制器自動關(guān)閉預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥，直至預(yù)熱盤管后側(cè)溫度t2降至安全低溫報警值，再次控制預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥打開固定開度值。如此循環(huán)。其中，本文所述固定開度值為出廠預(yù)設(shè)，也可自定義調(diào)整，設(shè)定范圍可以是0～100%，出廠默認為10%，同時也可根據(jù)現(xiàn)場使用情況進行調(diào)整[3]。

即當(dāng)機組處于停機狀態(tài)，主控制器將根據(jù)實時檢測到的預(yù)熱盤管后側(cè)溫度t2是否高于安全高溫報警值或是否低于安全低溫報警值控制預(yù)熱盤管調(diào)節(jié)閥開度為0 或打開固定開度值。從而確保在機組停機狀態(tài)下，在新風(fēng)溫度較低情況下，由于預(yù)熱盤管內(nèi)殘留有熱水或蒸汽經(jīng)冷凝后的冷凝水，若不加以處理，容易導(dǎo)致預(yù)熱盤管內(nèi)的殘留水結(jié)冰，最終導(dǎo)致預(yù)熱盤管內(nèi)換熱管膨脹凍裂的情況發(fā)生。

2 實驗驗證

在北京某大型公共建筑中央空調(diào)設(shè)備新風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)中，新風(fēng)預(yù)熱盤管采用熱水盤管，要求全年365天，每天24 小時不間斷運行，使用本文中控制思路和控制方法，解決了中央空調(diào)機組新風(fēng)預(yù)熱盤管冬季防凍的問題，效果良好。

3 結(jié)論

本控制方法可實現(xiàn)：無論是中央空調(diào)機組停機還是運行，無論中央空調(diào)機組采用熱水盤管還是蒸汽盤管預(yù)熱新風(fēng)，均可以解決新風(fēng)預(yù)熱盤管冬季防凍問題。