При нагревании наружного воздуха с отрицательными температурами возможны случаи замерзания воды (конденсата) в воздухонагревателях, обогреваемых водой и паром. Вода также может замерзнуть в подводящих и отводящих трубопроводах, если они расположены в местах с отрицательными температурами. Замерзание воды в воздухонагревателях и трубопроводах опасно потому, что она при этом расширяется, разрушает отдельные участки теплообменника или трубопровода, выводя воздухонагревательную установку из строя.
Вода замерзает в тех случаях, когда ее температура равна 0°С и происходит дальнейший отвод теплоты. Чтобы вода превратилась в лед при 0°С, необходимо от каждого ее килограмма отвести 335,2 кДж (80 ккал) теплоты.
Нередко считают, что для предотвращения размораживания воздухонагревателей достаточно, чтобы температура воды на выходе из теплообменника была выше 0°С. Однако положительная средняя расчетная температура обратной воды в многорядных воздухонагревателях не гарантирует ее от замерзания. Различные причины могут приводить к замерзанию воды в воздухонагревателях: эксплуатационные неисправности; конструктивные недостатки теплообменников; недочеты при проектировании; неравномерное охлаждение воды по рядам трубок воздухонагревателей и поперечным сечениям трубок.