暖房・空調の黎明期から、フィンチューブ式熱交換コイルでは水が空気の冷却・加熱に使用されてきました。流体の凍結とそれに伴うコイルの損傷も、同時期に発生しています。これは多くの場合、予防可能なシステム的な問題です。
この記事では、冬季のコイルの凍結によるひび割れを防ぐためのヒントをいくつか紹介しました。
1. 冬季にユニットが動作していない場合は、コイルの割れを防ぐためにシステム内のすべての水を放出する必要があります。
2. 停電や電気メンテナンスなどの緊急時には、エアダンパーを直ちに閉じて外気がシステム内に入らないようにしてください。コイルを通して流体が送られず、AHU内の温度低下により氷結が発生する可能性があります。AHU内の温度は5℃以上を維持してください。
3. コイルと水フィルターを定期的に清掃してください。配管内に異物が詰まると、水の流れが悪くなります。凍結状態になると、コイルチューブ内に液体が溜まり、コイルが損傷する可能性があります。
4. 制御システムの不適切な設計。一部の制御システムは、室内温度コントローラーに基づいて水バルブの開度のみを調整し、ファン速度は調整しません。ファン制御が不十分なため、水循環が弱くなり、風量が増加し、コイル内の水が凍結する可能性があります。（コイル内の標準水流速は0.6～1.6m/sに制御する必要があります。）
コイルの回路、つまり圧力が上昇する部分、そしてその回路における最も弱い部分です。広範囲にわたる試験の結果、故障はチューブヘッダーまたは曲げ部の膨張した部分として現れることが分かっています。ほとんどの場合、この部分が破裂します。
コイルの凍結による圧力計算については以下を参照してください。
P=ε×E kg/cm2
ε = 体積増加（条件：1気圧、0℃、1kgの水の体積）
ε = 1÷0.9167＝1.0909 （体積増加率9%）
E = 引張弾性率（氷 = 2800 Kg/cm2）
P=ε×E=(1.0909-1)×2800=254.5 Kg/cm2
逆圧はコイルの凍結損傷の原因となります。液体ラインの凍結によるコイル損傷は、氷の形成時に発生する極度の圧力に起因します。氷を含む領域は、この追加圧力に耐えられる限界に達し、熱交換器の損傷とその後の故障を引き起こします。
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投稿日時: 2021年1月13日
