城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)自動排氣閥的重要性探尋

井萬棟

【摘要】本文主要介紹了城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)管道中的氣體來源，闡述了中央空調水系統(tǒng)管道中的存氣部位，通過對中央空調水系統(tǒng)管道存氣造成的危害進行分析，來探討安裝自動排氣閥，研究自動排氣閥的漏水原因，分析空調機組故障與自動排氣閥的相關性，以加強對中央空調水系統(tǒng)自動排氣閥的研究，了解其中容易發(fā)生的故障，并采取有效措施來加以解決，從而保障中央空調水系統(tǒng)的正常運行，為旅客營造舒適良好乘車環(huán)境。

【關鍵詞】城際鐵路站房;中央空調水系統(tǒng);自動排氣閥;有效措施;空氣

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.073

引言：

近年來，隨著我國社會經濟高速發(fā)展，城際鐵路也隨之蓬勃發(fā)展，取得驕人成績，受到人們廣泛關注。當前，城際鐵路工程項目逐漸增多，規(guī)模也不斷擴大，給人們的交通出行帶來極大便利，為滿足人們出行需求，應加強對城際鐵路工程建設的管理。城際鐵路工程建設涉及諸多方面，中央空調水系統(tǒng)是其中重要組成部分，其核心是冷水機房，水系統(tǒng)管道中應用了自動排氣閥，為保障中央空調水系統(tǒng)正常運行，應加強對自動排氣閥的研究。一般情況下，空調季節(jié)中央空調水系統(tǒng)注水后管道中會進入大量空氣，管道及設備維修作業(yè)過程中也可能導致空氣進入，若不將其排出，則會使水系統(tǒng)中的水流受阻，增加流體在管道中的阻力，容易出現(xiàn)管道氣阻等問題，無法保障中央空調水系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

1、工程概況

新白廣城際花山站是珠三角城際軌道交通新塘經白云機場至廣州北項目白北段的第2座車站。車站采用3層11m側式站臺車站，地面1層為站廳層、地下1層為設備層、地下2層為站臺層，車站總建筑面積為26887.3㎡。中央空調冷水機房位于地下1層，地面1層空調機房位于東西兩端設備用房區(qū)，地下2層空調機房位于側式站臺東西兩端設備用房區(qū)。

2、中央空調水系統(tǒng)管道中氣體的來源

在城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)管道中產生氣體的主要原因有以下幾個方面：

1）溶解在水中被釋放出來的空氣。

2）在中央空調水系統(tǒng)管道安裝完成后注水調試運行時，進入到管道中的空氣。

3）在空調季節(jié)中央空調水系統(tǒng)管道注水時，進入到管道中的空氣。

4）若中央空調水系統(tǒng)出現(xiàn)故障無法正常運行，需要將管道或機組中的水放空進行搶修時，這個過程也可能會導致空氣進入到管道中。

5）若中央空調水系統(tǒng)處于負壓運行狀態(tài)，設備密封不嚴在啟動和停機時，可能會導致空氣進入到管道中。

6）水泵吸水管、葉輪內部會產生一定氣體。

7）管道系統(tǒng)中形成負壓時從排氣閥、排氣管或密封不夠嚴密的管道等處進入的空氣[1]。

3、中央空調水系統(tǒng)管道中存氣的部位

城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)的核心是冷水機房。冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、分水器、集水器等安裝在冷水機房內，空調機組和風機盤管則安裝在車站兩端的空調機房或站廳公共區(qū)域吊頂內。為確保機組能夠正常運轉，則需要將其和冷卻水供回水管道系統(tǒng)、冷凍水供回水管道系統(tǒng)進行可靠連接。冷卻水供回水管道系統(tǒng)，并不是全封閉式系統(tǒng)，屬于開放式系統(tǒng)，冷卻塔中的水和空氣可進行直接接觸，而且冷卻塔位置比較高，因此不需要設置自動排氣閥。冷凍水供回水管道系統(tǒng)相連接的主要設備有冷水機組、各組合式空調機組、分水器、集水器、風機盤管等，屬于全封閉式系統(tǒng)，那么一旦管道中積聚空氣便無法將其排出，必須設置自動排氣閥將空氣完全排出[2]。

城際鐵路站房通風空調系統(tǒng)的設備主要設置于車站兩端，其中冷水機組設置在車站一端的冷水機房，而組合式空調機組、風機盤管等分別設置在車站兩端的空調機房或站廳公共區(qū)域吊頂內，這就使得冷水機組與部分空調機組、風機盤管等連接的管道較長，容易積聚空氣，其容易積聚空氣的部位主要有以下幾個位置：1）冷凍水供回水管道管徑變化位置容易積聚空氣。在安裝冷凍水供回水管道時，一般都是沿著管道中心線進行安裝，采用焊接或溝槽連接方式，此種連接方式管道上部容易積聚空氣。這是因為管道的管徑發(fā)生變化，當管徑從寬變窄后，便很容易在管徑變化處截留空氣，以致于產生氣囊，水流無法順暢流通。除此之外，機組和空調表冷器的進水和出水管道，都存在管徑變化狀況;2）冷凍水供回水管道坡頂處容易積聚空氣。在安裝冷凍水供回水管道時，無法確保管道直線性，很容易遇到其他管線或因土建結構影響而導致管道不能沿著水平方向直線鋪設，形成上坡管道。管道中的空氣在浮力作用下，全部積聚于上坡管道的頂部形成氣囊，阻礙水流流通，與此同時還會增加管道中的阻力;3）冷凍水供回水管道在安裝時，若管道較長且坡度較平緩時，水流流速相對比較慢，管道中的空氣在浮力作用下積聚于管道頂部形成氣囊，而且所形成的氣囊還會隨著水流在管道中一同流動，可能流動至任何一個部位，或是遇到阻礙后停滯在某一個部位;4）冷凍水供回水管道干管分支處容易積聚空氣。這是因為一般情況下，管道分流的地方，或是旁通管位置，水流量變化比較大，空氣會因為渦流產生氣團容易被截留于分支處;5）冷凍水供回水管道逆坡處容易積聚空氣。這是因為在冷凍水供回水管道系統(tǒng)中會產生兩種相反的作用力，一種是氣體浮力，另一種是水流沖擊力，當兩個作用力位于平衡狀態(tài)時，則容易使氣囊停滯不前;6）冷凍水供回水管道各類閥門內部和安裝處容易截留空氣，這是因為不同閥門在結構形式上有所不同，開關形式上也存在差異性，水流在經過閥門時，其中的空氣也隨之通過，但復雜的閥門結構容易截留空氣形成氣囊。

4、中央空調水系統(tǒng)管道存氣造成的危害

城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)管道中氣體的危害，以花山站為例詳細說明：花山站夏季采用中央空調制冷，地下2層的制冷效果很好，地面1層制冷效果不佳，當時就將地面1層所有的自動排氣閥全部打開進行排氣（每過一段時間確實能排出一點空氣，這些空氣可能是溶解在水中并不斷釋放出來的），又將地面1層總循環(huán)管道的自動排氣閥更換后效果仍不理想，又將自動排氣閥改為直觀手動排氣，制冷效果有所好轉幾天后又恢復原狀。因地面1層屬于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)比較遠且有最高處的末端，當時認為循環(huán)水量小可能是循環(huán)水泵葉輪磨損造成的，只好組織人力不定時排氣來解決制冷效果不佳的問題。經過不懈地努力，后期終于找到了問題的根因：1）地面1層水系統(tǒng)管道上自動排氣閥雖按設計圖示位置進行設置，但在水系統(tǒng)管道實際施工過程中因其它管線及裝修的影響導致管道局部有一處凸起，該處凸起高點未安裝自動排氣閥;2）地面1層水系統(tǒng)主管道較長且管道坡度較平緩空氣積聚在管道中不易被水流帶走，自動排氣閥設置數(shù)量不足;3）地下1層冷卻水泵附近主循環(huán)管道上的自動排氣閥不能自動排氣，在加裝及更換了新的自動排氣閥后，地面1層制冷效果很好。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

我們都知道空氣在水系統(tǒng)管道中是往高處走，盡管處于水泵出口附近，管道內強勁的水流仍帶不走積聚的空氣，從而嚴重阻礙循環(huán)水流動，而且水泵出口處空氣積聚會造成水泵氣蝕，影響水泵葉輪使用壽命。因空氣比重比水小，它在任何位置都會浮在水面上，但管道的局部凸起積聚空氣會形成氣囊，該氣囊不會隨著管道內水流動而向前移動，它始終占據(jù)在管道的凸起處形成氣囊，減小水流截面，增加水頭損失，使水泵不能按設計流量出水，甚至造成管道終端循環(huán)水量極小;當管道沿程起伏較大，形成多個較大的跌水，多個頂端氣阻高差疊加，接近或達到水泵揚程時管道終端出水困難甚至不出水。

中央空調水系統(tǒng)管道中的空氣若未能有效排出，則會使排氣壓力增大，水流開關也會失去控制，不停的開啟、停止，重復該動作，導致循環(huán)水泵出現(xiàn)異常。水系統(tǒng)管道輸水時，水中會夾雜著空氣積聚于管道的最高點處產生氣阻，導致水系統(tǒng)管道不通暢，排氣也受到阻礙，這直接影響水系統(tǒng)運行效率，管道通水時間也會隨之增加，而且會因為管道中水流和氣體壓力較大，產生噪音和震動污染。蒸發(fā)器中也會形成氣袋，無法實現(xiàn)有效水循環(huán)，容易引發(fā)渦空現(xiàn)象，更有甚者會引發(fā)爆管危害[3]。

5、自動排氣閥的安裝

在城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)施工時可選擇黃銅材質的自動排氣閥，將其安裝至水系統(tǒng)管道的高點處，采用垂直安裝方式，且每年非空調季節(jié)拆開自動排氣閥清洗干凈，以免水垢堵塞排氣口。

在安裝中央空調水系統(tǒng)管道自動排氣閥時，為保障其正常運行，則應注意以下幾個方面：1）在安裝自動排氣閥時，需將其安裝至水系統(tǒng)管道高點處，其次是一些容易集聚氣體的位置，這有利于管道中氣體排出干凈，保證管道輸水暢通;2）水系統(tǒng)管道較長且管道坡度較平緩空氣積聚在管道中不易被水流帶走時，需增設自動排氣閥;3）可采用銅材料的氣帽，避免外界雜質進入，防止灰塵掉入，以免堵塞排氣孔，無法順暢排出氣體。水系統(tǒng)運行時應將排氣帽擰松，以便于自動排氣閥工作;4）在安裝自動排氣閥時，一定不能將其設置在容易凍結的位置，否則會影響整個水系統(tǒng)的運行，而且自動排氣閥應保持垂直向上的狀態(tài)，以便于氣體完全排出;5）在安裝自動排氣閥時，可以將其和隔斷閥一同安裝，這有利于自動排氣閥檢修工作。一旦自動排氣閥出現(xiàn)故障，便需要對其進行檢修和維護，安裝隔斷閥則能夠有效避免水系統(tǒng)中進入空氣，也能夠防止水往外流。

6、自動排氣閥漏水原因分析

自動排氣閥的工作原理：水系統(tǒng)管道中存在氣體時，自動排氣閥的上部便會積聚許多空氣，產生氣泡堆積狀況，這時自動排氣閥浮筒和水位下降，排氣活塞呈打開狀態(tài)進行排氣。當空氣完全排出之后，水系統(tǒng)管道中的氣壓則會下降，浮筒和水位上升，排氣活塞自動關閉。

城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)中的自動排氣閥易存在漏水狀況，造成這一問題的原因主要有以下幾個方面：1）自動排氣閥所采用的浮筒一般都是塑料材質，若經過水流長時間浸泡，則很容易導致浮筒變形，以致于不能正常上升，那么自動排氣閥便會漏水;2）自動排氣閥中的浮球桿一般采用的都是普通鐵片，連接杠桿、浮筒的也都是普通鐵螺栓，在水系統(tǒng)長期運行過程中，無論是浮球杠桿，還是連接螺栓，都很容易生銹而無法工作，這也會導致自動排氣閥出現(xiàn)漏水狀況;3）自動排氣閥的排氣口一般使用再生膠皮來進行密封，這一材質容易老化，而且在使用過程中也容易出現(xiàn)變形、斷裂的狀況，一旦其無法嚴密封住排氣口，也會產生漏水問題;4）在安裝自動排氣閥時，如果沒有重視管道沖洗工作，殘留了焊渣、泥沙等雜質，使冷凍水水質受到污染，可能會導致水系統(tǒng)管道被腐蝕，致使污物卡在自動排氣閥密封端面，那么也會產生漏水問題。

7、城際鐵路站房空調機組故障與自動排氣閥的相關性分析

在城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)運行過程中，管道中的空氣會給水系統(tǒng)帶來諸多不利影響，導致其熱效應降低，不及時排出就會產生震動及噪音污染，而且也會形成氣袋，既會影響冷水機組制冷效果，也容易引發(fā)空調機組故障，致使機組無法正常運行，難以保障循環(huán)水泵的安全使用?；诖?，在進行中央空調水系統(tǒng)設計過程中，應當重視自動排氣閥的作用，針對實際空調機組故障問題，來實施有效解決措施，從而保障自動排氣閥的正常運行。

比如，在花山站的中央空調水系統(tǒng)中存在大量空氣，那么其空調機組則可能出現(xiàn)以下問題：1）空調機組的功能出現(xiàn)問題，表冷器上半部分沒有冷源，而下半部分則沒有問題，仍然能夠繼續(xù)運行;2）A端的空調機組系統(tǒng)在運行方面沒有問題，而且表冷器能夠正常結露運行正常。但是B端的空調機組系統(tǒng)則與之相反，表冷器不會結露沒有冷氣，無法正常運行;3）冷凍水供回水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，壓力表指針不穩(wěn)定，而且補水泵不停啟動和停止。

除此之外，為有效解決空調機組故障，不僅要加強對自動排氣閥的檢修和維護，還應當定期進行清洗?？蓮囊韵聨讉€方面著手：1）要做好清洗工作。將設備、管道、冷卻塔表面的鐵銹污垢清理干凈，使金屬表面保持潔凈，以便于后續(xù)預膜施工的順利開展;2）要進行預膜處理。在完成清洗工作之后，可以根據(jù)實際情況和規(guī)定來使用一定濃度的預膜劑，使金屬表面形成完整保護膜，其有利于防止設備、冷卻塔、管道等材料被腐蝕，可避免出現(xiàn)陰垢;3）要加強日常維護工作。主要涵蓋兩方面內容，一方面是日常加藥，其目的在于彌補因排污去垢時消耗的藥劑量;另一方面則是要做好監(jiān)測工作，定期修補保護膜，及時發(fā)現(xiàn)水系統(tǒng)運行過程中存在的問題，并采取相應措施來加以解決;4）要進行水質分析。定期對水系統(tǒng)中的水質進行抽樣送檢，以判斷水系統(tǒng)是否存在腐蝕狀況，可通過分析PH值、電解率、總堿度、總鐵量來進行判斷。

結束語：

城際鐵路站房中央空調水系統(tǒng)在運行過程中容易有空氣存在，管道的局部凸起會積聚大量空氣形成氣囊，長距離坡度較平緩管道中不易被水流帶走的空氣也會形成氣囊，氣囊形成會大大降低水系統(tǒng)的輸水效果，而且大量空氣積聚，不僅損傷水系統(tǒng)管道，造成水泵氣蝕，還有可能造成爆管，且容易導致空調機組運行故障影響制冷效果?；诖?，在中央空調水系統(tǒng)管道中應安裝自動排氣閥，并做好根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況進行自動排氣閥的安裝工作，這十分重要，充分發(fā)揮自動排氣閥的作用，將管道中的多余空氣進行排出，保障水系統(tǒng)正常運行，針對其可能存在的問題，采取相應措施來加以解決，并加強水系統(tǒng)運行過程中自動排氣閥的管理和維護，必須予以高度重視，不容忽視。

參考文獻：

[1]王煥海.動態(tài)水力平衡對實現(xiàn)中央空調系統(tǒng)精確自控的重要性[J].中國房地產業(yè)，2019（1）：148-149.

[2]吳慧云.論中央空調系統(tǒng)維護的重要性及內容[J].中國房地產業(yè)，2017（17）：46-47

[3]夏三縣.能量閥在地鐵中央空調系統(tǒng)中的應用探討[J].制冷，2019（3）：90-93.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3