水满自动报警器设计(如何防止风机盘管凝结水外溢？)

Posted 2023-05-30

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水满自动报警器设计(如何防止风机盘管凝结水外溢？)

一、凝结水外溢分析

风机盘管凝结水外溢是夏季集中空调系统的常见故障 ,多发生在高温闷热天气 ,会对空调房间造成不必要的损害 :

a) 吊顶板的水渍破坏室内建筑装修 ,固定吊顶的维修工作量会更大。

b) 若凝结水外溢未被及时发现 ,会损坏办公电器。

c) 需4 h 空调、无人值守的电气设备房等特殊房间，通常不能利用办公区的风机盘管系统或 VAV 系统 ,空调系统往往单独配置 ,风机盘管凝结水发生外溢对这些房间所造成的经济损失更大。

风机盘管的凝结水外溢，是由于与风机盘管凝结水盘所连接的凝结水管路阻塞造成的。由于风机盘管夏季在湿工况下运行 ,换热盘管表面的灰尘和细小纤维会被凝结水冲下 ,沉积在凝结水盘中 ,而导致细菌繁殖 ,生成胶状污物 ,渐渐堵塞凝结水管。风机盘管凝结水外溢有设备制造、工程设计、施工及运行管理几方面的原因。

风机盘管是半成品 ,须与其他厂商的控制器和电动水阀配套才能处理空气 ,因此很少有人从整体上考虑风机盘管的设计 ,例如风机盘管长期使用后会有凝结水管路阻塞导致凝结水外溢的潜在危险 ,自身却没有自控报警的功能。

目前 ,仅在产品说明书中强调积尘和杂物会阻塞凝结水管路 ,应注意及时清除 ,并没有具体自控措施来防止凝结水的外溢 ,把责任推卸给了维护人员 ,而人工维护和保养必然会存在疏漏之处 ,因此采用风机盘管的集中空调系统运行若干年后 ,凝结水外溢的故障时常发生 ,维护时往往只能是哪儿漏修哪儿 ,工作比较被动。

在工程设计时 ,宾馆饭店客房的风机盘管与卫生间的距离短 ,排水坡度容易实现 ,而对于采用风机盘管作末端装置的大型公共建筑集中空调系统而言 ,凝结水管路的水平距离过长、弯头过多 ,加上层高低 ,排水坡度不易实现 ,因此许多建筑物的风机盘管凝结水管路系统本身就存在一定的先天不足。

空调系统施工时 ,风机盘管的凝结水盘倾斜度安装得不够 ,凝结水管路长而支架少 ,不能保证管道刚度 ,凝结水管路施工时坡度不够等都会造成系统运行时凝结水排放不畅。另外 ,凝结水管施工时未设清扫口会导致使用时凝结水主管无法清洗。

运行维护人员未定期对所有风机盘管和凝结水管路进行全面清洗 ,同样会造成风机盘管的凝结水外溢。理论上 ,风机盘管的凝结水盘每年夏季使用前应清洗一次 ,运行 2～3 个月后再清洗一次。许多大型写字楼的空调内区从 3 月开始运行到 12 月结束 ,电气设备机房则全年供冷 ,这样风机盘管的凝结水管路一年就需要清洗 3～4 次才可能不堵塞。

由于风机盘管暗装于吊顶内 ,清洗作业很不方便 ,同时风机盘管清洗时还必须保证吊顶内外各种设备完好无损 ,且不能影响室内人员的正常办公 ,因此要真正实现所有风机盘管的定期清洗难度较大。

综上所述 ,风机盘管的凝结水外溢在所难免 ,果设备制造商能够在风机盘管的凝结水盘增设水满报警器就可以有效消除这一困扰。

二、防止凝结水外溢的自控措施

由于风机盘管的凝结水盘很浅 ,机械浮子式防溢装置显然不适合。文献[黄继昌 ,郭继忠 ,张海贵. 数字集成电路应用 300 例. 北京 :人民邮电出版社 ,2003]所介绍的数字集成电路式水满报警器则比较适合 ,其电路原理如图1所示。

图中 A ,B 为两个水平布置的探测极片 ,用于探测凝结水盘中的水位。当凝结水不满时 ,因未与水接触 ,A ,B 间为开路 ,与非门 1 的输入端为高电位“1” ,输出端为低电位“0” ,三极管 V T 为截止状态 ,继电器 K 不吸合 ,与非门 2 的输入端为低电位“0” ,输出端为高电位“1” ,发光二极管 VD2 不发光报警 ,与非门 3 的输出端同样为高电位“1” ,与非门 ,4 所组成的多谐振荡器停振 ,蜂鸣器 H TD 不工作。

当凝结水盘的水位达到传感器的设定高度时 ,A ,B 探极间的电阻变小 ,使与非门 1 的输入端由高电位“1”变为低电位“0” ,输出端由“0”变为“1” ,时三极管 V T 导通 ,继电器 K 吸合 ,其触点切断风机盘管的电源 ,风机盘管停止工作。与非门 2 的输出端由“1”变为“0” ,使发光二极管 VD2 发光报警。同样与非门 3 ,4 所组成的多谐振荡器起振 ,蜂鸣器 H TD 发声报警。

该报警器采用 CMOS 数字集成电路技术 ,原理和结构都非常简单。4 个与非门电路固化在同一块芯片上 ,该芯片很常见 ,其单价与所用二极管和三极管相当 ,均在一元钱以下。因此 ,该水满报警器的电子元件成本小于 10 元 ,实际生产成本也较低 ,不会造成风机盘管的生产制造成本显著提高。

图 1 中水满报警器电路原理图只是一个示例 ,发人员还可以根据自身需要设计更简捷的电路。图 1 中与非门 1 承担了水满电阻变小后的高低电位转换的信号探测功能 ,三极管 V T、与非门 2 和与非门 3 ,4 则分别承担了切断风机电源、发光报警和声音报警三项后续功能 ,这三项功能完全可以根据用户的实际需求进行改变 ,甚至还可以将报警指示信号添加在目前的风机盘管控制面板上。

三、其他措施

由于风机盘管及空调水系统管路都在写字楼办公区的吊顶上 ,存在漏水隐患。因此建议在空调设计和二次装修设计时应尽量使系统布置在房间端头 ,最大限度地留出没有水患的安全使用空间。

运行维护人员应坚持定期对所有风机盘管的凝结水盘和凝结水主管进行检查和清洗。风机盘管空调系统的维护工作量比 VAV 系统要大许多 ,安排足够的维保人员。