北方地区体育场馆空调系统新风防冻设计应用

张牛

（鄂尔多斯市体育中心）

1 北方地区体育场馆空调系统新风机组冻结现象形成机理

体育场馆空调系统新风防冻机组盘管冻结现象，极易导致盘管的冻裂，造成这种情况发生的根本原因在于管内流体的环境温度低于零度，导致其发生结冰情况。其中又分为流水结冰和静水结冰两种类型。

1.1 静水结冰机理

静水结冰较为常见，通常与外部温度有关，若裸管的完全结冰可以根据（1）进行计算。

式中：rθ 为代表环境温度；L 为代表冰潜热，取值为335kj/kg；iρ 为代表冰密度，取值为0.9×103kg/m3；R 为代表管道热阻，通常为铜管，取值为0.002166m· ℃/W；iR 为代表冰的热阻，取值为0.446m·℃/W；

为验证管道直径、环境温度与体育场馆空调系统新风防冻机组盘管冻结的关系，选用直径0.015m 的盘管模拟不同环境温度对盘管静水结冰的影响；选用-0.05℃的环境温度模拟不同直径对盘管静水结冰的影响。其结果如图1 和图2 所示。

由图1 可以看出当管道直径固定在0.015m 时，随着环境温度的降低，完全结冰时间不断缩短，尤其是处于-0.5℃时，结冰时间较快，约1h 左右就会圈圈结冰。另外，从图2 可以明显看出，当管径较大时，完全冻结的时间就越长。

图1 温度与结冰时间关系图

图2 管内半径与结冰时间关系图

1.2 流水结冰

流水结冰的原因主要是因管内流动造成，例如当管内处于层流时，管内流水的流速就会出现不均匀现象，尤其是靠近管道壁面的位置，如果管外温度在0℃以下时，管内出现结冰的几率会增加[1]。因此要控制体育场馆空调系统新风防冻机组盘管流水结冰的关键在于要控制管道流体的流动状态不属层流状态。……