城际铁路站房中央空调水系统自动排气阀的重要性探寻

井万栋

【摘要】本文主要介绍了城际铁路站房中央空调水系统管道中的气体来源，阐述了中央空调水系统管道中的存气部位，通过对中央空调水系统管道存气造成的危害进行分析，来探讨安装自动排气阀，研究自动排气阀的漏水原因，分析空调机组故障与自动排气阀的相关性，以加强对中央空调水系统自动排气阀的研究，了解其中容易发生的故障，并采取有效措施来加以解决，从而保障中央空调水系统的正常运行，为旅客营造舒适良好乘车环境。

【关键词】城际铁路站房;中央空调水系统;自动排气阀;有效措施;空气

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

引言：

近年来，随着我国社会经济高速发展，城际铁路也随之蓬勃发展，取得骄人成绩，受到人们广泛关注。当前，城际铁路工程项目逐渐增多，规模也不断扩大，给人们的交通出行带来极大便利，为满足人们出行需求，应加强对城际铁路工程建设的管理。城际铁路工程建设涉及诸多方面，中央空调水系统是其中重要组成部分，其核心是冷水机房，水系统管道中应用了自动排气阀，为保障中央空调水系统正常运行，应加强对自动排气阀的研究。一般情况下，空调季节中央空调水系统注水后管道中会进入大量空气，管道及设备维修作业过程中也可能导致空气进入，若不将其排出，则会使水系统中的水流受阻，增加流体在管道中的阻力，容易出现管道气阻等问题，无法保障中央空调水系统运行的稳定性。

1、工程概况

新白广城际花山站是珠三角城际轨道交通新塘经白云机场至广州北项目白北段的第2座车站。车站采用3层11m侧式站台车站，地面1层为站厅层、地下1层为设备层、地下2层为站台层，车站总建筑面积为26887.3㎡。中央空调冷水机房位于地下1层，地面1层空调机房位于东西两端设备用房区，地下2层空调机房位于侧式站台东西两端设备用房区。

2、中央空调水系统管道中气体的来源

在城际铁路站房中央空调水系统管道中产生气体的主要原因有以下几个方面：

1）溶解在水中被释放出来的空气。

2）在中央空调水系统管道安装完成后注水调试运行时，进入到管道中的空气。

3）在空调季节中央空调水系统管道注水时，进入到管道中的空气。

4）若中央空调水系统出现故障无法正常运行，需要将管道或机组中的水放空进行抢修时，这个过程也可能会导致空气进入到管道中。

5）若中央空调水系统处于负压运行状态，设备密封不严在启动和停机时，可能会导致空气进入到管道中。

6）水泵吸水管、叶轮内部会产生一定气体。

7）管道系统中形成负压时从排气阀、排气管或密封不够严密的管道等处进入的空气[1]。

3、中央空调水系统管道中存气的部位

城际铁路站房中央空调水系统的核心是冷水机房。冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、分水器、集水器等安装在冷水机房内，空调机组和风机盘管则安装在车站两端的空调机房或站厅公共区域吊顶内。为确保机组能够正常运转，则需要将其和冷却水供回水管道系统、冷冻水供回水管道系统进行可靠连接。冷却水供回水管道系统，并不是全封闭式系统，属于开放式系统，冷却塔中的水和空气可进行直接接触，而且冷却塔位置比较高，因此不需要设置自动排气阀。冷冻水供回水管道系统相连接的主要设备有冷水机组、各组合式空调机组、分水器、集水器、风机盘管等，属于全封闭式系统，那么一旦管道中积聚空气便无法将其排出，必须设置自动排气阀将空气完全排出[2]。

城际铁路站房通风空调系统的设备主要设置于车站两端，其中冷水机组设置在车站一端的冷水机房，而组合式空调机组、风机盘管等分别设置在车站两端的空调机房或站厅公共区域吊顶内，这就使得冷水机组与部分空调机组、风机盘管等连接的管道较长，容易积聚空气，其容易积聚空气的部位主要有以下几个位置：1）冷冻水供回水管道管径变化位置容易积聚空气。在安装冷冻水供回水管道时，一般都是沿着管道中心线进行安装，采用焊接或沟槽连接方式，此种连接方式管道上部容易积聚空气。这是因为管道的管径发生变化，当管径从宽变窄后，便很容易在管径变化处截留空气，以致于产生气囊，水流无法顺畅流通。除此之外，机组和空调表冷器的进水和出水管道，都存在管径变化状况;2）冷冻水供回水管道坡顶处容易积聚空气。在安装冷冻水供回水管道时，无法确保管道直线性，很容易遇到其他管线或因土建结构影响而导致管道不能沿着水平方向直线铺设，形成上坡管道。管道中的空气在浮力作用下，全部积聚于上坡管道的顶部形成气囊，阻碍水流流通，与此同时还会增加管道中的阻力;3）冷冻水供回水管道在安装时，若管道较长且坡度较平缓时，水流流速相对比较慢，管道中的空气在浮力作用下积聚于管道顶部形成气囊，而且所形成的气囊还会随着水流在管道中一同流动，可能流动至任何一个部位，或是遇到阻碍后停滞在某一个部位;4）冷冻水供回水管道干管分支处容易积聚空气。这是因为一般情况下，管道分流的地方，或是旁通管位置，水流量变化比较大，空气会因为涡流产生气团容易被截留于分支处;5）冷冻水供回水管道逆坡处容易积聚空气。这是因为在冷冻水供回水管道系统中会产生两种相反的作用力，一种是气体浮力，另一种是水流冲击力，当两个作用力位于平衡状态时，则容易使气囊停滞不前;6）冷冻水供回水管道各类阀门内部和安装处容易截留空气，这是因为不同阀门在结构形式上有所不同，开关形式上也存在差异性，水流在经过阀门时，其中的空气也随之通过，但复杂的阀门结构容易截留空气形成气囊。

4、中央空调水系统管道存气造成的危害

城际铁路站房中央空调水系统管道中气体的危害，以花山站为例详细说明：花山站夏季采用中央空調制冷，地下2层的制冷效果很好，地面1层制冷效果不佳，当时就将地面1层所有的自动排气阀全部打开进行排气（每过一段时间确实能排出一点空气，这些空气可能是溶解在水中并不断释放出来的），又将地面1层总循环管道的自动排气阀更换后效果仍不理想，又将自动排气阀改为直观手动排气，制冷效果有所好转几天后又恢复原状。因地面1层属于冷冻水循环系统比较远且有最高处的末端，当时认为循环水量小可能是循环水泵叶轮磨损造成的，只好组织人力不定时排气来解决制冷效果不佳的问题。经过不懈地努力，后期终于找到了问题的根因：1）地面1层水系统管道上自动排气阀虽按设计图示位置进行设置，但在水系统管道实际施工过程中因其它管线及装修的影响导致管道局部有一处凸起，该处凸起高点未安装自动排气阀;2）地面1层水系统主管道较长且管道坡度较平缓空气积聚在管道中不易被水流带走，自动排气阀设置数量不足;3）地下1层冷却水泵附近主循环管道上的自动排气阀不能自动排气，在加装及更换了新的自动排气阀后，地面1层制冷效果很好。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

我们都知道空气在水系统管道中是往高处走，尽管处于水泵出口附近，管道内强劲的水流仍带不走积聚的空气，从而严重阻碍循环水流动，而且水泵出口处空气积聚会造成水泵气蚀，影响水泵叶轮使用寿命。因空气比重比水小，它在任何位置都会浮在水面上，但管道的局部凸起积聚空气会形成气囊，该气囊不会随着管道内水流动而向前移动，它始终占据在管道的凸起处形成气囊，减小水流截面，增加水头损失，使水泵不能按设计流量出水，甚至造成管道终端循环水量极小;当管道沿程起伏较大，形成多个较大的跌水，多个顶端气阻高差叠加，接近或达到水泵扬程时管道终端出水困难甚至不出水。

中央空调水系统管道中的空气若未能有效排出，则会使排气压力增大，水流开关也会失去控制，不停的开启、停止，重复该动作，导致循环水泵出现异常。水系统管道输水时，水中会夹杂着空气积聚于管道的最高点处产生气阻，导致水系统管道不通畅，排气也受到阻碍，这直接影响水系统运行效率，管道通水时间也会随之增加，而且会因为管道中水流和气体压力较大，产生噪音和震动污染。蒸发器中也会形成气袋，无法实现有效水循环，容易引发涡空现象，更有甚者会引发爆管危害[3]。

5、自动排气阀的安装

在城际铁路站房中央空调水系统施工时可选择黄铜材质的自动排气阀，将其安装至水系统管道的高点处，采用垂直安装方式，且每年非空调季节拆开自动排气阀清洗干净，以免水垢堵塞排气口。

在安装中央空调水系统管道自动排气阀时，为保障其正常运行，则应注意以下几个方面：1）在安装自动排气阀时，需将其安装至水系统管道高点处，其次是一些容易集聚气体的位置，这有利于管道中气体排出干净，保证管道输水畅通;2）水系统管道较长且管道坡度较平缓空气积聚在管道中不易被水流带走时，需增设自动排气阀;3）可采用铜材料的气帽，避免外界杂质进入，防止灰尘掉入，以免堵塞排气孔，无法顺畅排出气体。水系统运行时应将排气帽拧松，以便于自动排气阀工作;4）在安装自动排气阀时，一定不能将其设置在容易冻结的位置，否则会影响整个水系统的运行，而且自动排气阀应保持垂直向上的状态，以便于气体完全排出;5）在安装自动排气阀时，可以将其和隔断阀一同安装，这有利于自动排气阀检修工作。一旦自动排气阀出现故障，便需要对其进行检修和维护，安装隔断阀则能够有效避免水系统中进入空气，也能够防止水往外流。

6、自动排气阀漏水原因分析

自动排气阀的工作原理：水系统管道中存在气体时，自动排气阀的上部便会积聚许多空气，产生气泡堆积状况，这时自动排气阀浮筒和水位下降，排气活塞呈打开状态进行排气。当空气完全排出之后，水系统管道中的气压则会下降，浮筒和水位上升，排气活塞自动关闭。

城际铁路站房中央空调水系统中的自动排气阀易存在漏水状况，造成这一问题的原因主要有以下几个方面：1）自动排气阀所采用的浮筒一般都是塑料材质，若经过水流长时间浸泡，则很容易导致浮筒变形，以致于不能正常上升，那么自动排气阀便会漏水;2）自动排气阀中的浮球杆一般采用的都是普通铁片，连接杠杆、浮筒的也都是普通铁螺栓，在水系统长期运行过程中，无论是浮球杠杆，还是连接螺栓，都很容易生锈而无法工作，这也会导致自动排气阀出现漏水状况;3）自动排气阀的排气口一般使用再生胶皮来进行密封，这一材质容易老化，而且在使用過程中也容易出现变形、断裂的状况，一旦其无法严密封住排气口，也会产生漏水问题;4）在安装自动排气阀时，如果没有重视管道冲洗工作，残留了焊渣、泥沙等杂质，使冷冻水水质受到污染，可能会导致水系统管道被腐蚀，致使污物卡在自动排气阀密封端面，那么也会产生漏水问题。

7、城际铁路站房空调机组故障与自动排气阀的相关性分析

在城际铁路站房中央空调水系统运行过程中，管道中的空气会给水系统带来诸多不利影响，导致其热效应降低，不及时排出就会产生震动及噪音污染，而且也会形成气袋，既会影响冷水机组制冷效果，也容易引发空调机组故障，致使机组无法正常运行，难以保障循环水泵的安全使用。基于此，在进行中央空调水系统设计过程中，应当重视自动排气阀的作用，针对实际空调机组故障问题，来实施有效解决措施，从而保障自动排气阀的正常运行。

比如，在花山站的中央空调水系统中存在大量空气，那么其空调机组则可能出现以下问题：1）空调机组的功能出现问题，表冷器上半部分没有冷源，而下半部分则没有问题，仍然能够继续运行;2）A端的空调机组系统在运行方面没有问题，而且表冷器能够正常结露运行正常。但是B端的空调机组系统则与之相反，表冷器不会结露没有冷气，无法正常运行;3）冷冻水供回水系统出现故障，压力表指针不稳定，而且补水泵不停启动和停止。

除此之外，为有效解决空调机组故障，不仅要加强对自动排气阀的检修和维护，还应当定期进行清洗。可从以下几个方面着手：1）要做好清洗工作。将设备、管道、冷却塔表面的铁锈污垢清理干净，使金属表面保持洁净，以便于后续预膜施工的顺利开展;2）要进行预膜处理。在完成清洗工作之后，可以根据实际情况和规定来使用一定浓度的预膜剂，使金属表面形成完整保护膜，其有利于防止设备、冷却塔、管道等材料被腐蚀，可避免出现阴垢;3）要加强日常维护工作。主要涵盖两方面内容，一方面是日常加药，其目的在于弥补因排污去垢时消耗的药剂量;另一方面则是要做好监测工作，定期修补保护膜，及时发现水系统运行过程中存在的问题，并采取相应措施来加以解决;4）要进行水质分析。定期对水系统中的水质进行抽样送检，以判断水系统是否存在腐蚀状况，可通过分析PH值、电解率、总碱度、总铁量来进行判断。

结束语：

城际铁路站房中央空调水系统在运行过程中容易有空气存在，管道的局部凸起会积聚大量空气形成气囊，长距离坡度较平缓管道中不易被水流带走的空气也会形成气囊，气囊形成会大大降低水系统的输水效果，而且大量空气积聚，不仅损伤水系统管道，造成水泵气蚀，还有可能造成爆管，且容易导致空调机组运行故障影响制冷效果。基于此，在中央空调水系统管道中应安装自动排气阀，并做好根据现场实际施工情况进行自动排气阀的安装工作，这十分重要，充分发挥自动排气阀的作用，将管道中的多余空气进行排出，保障水系统正常运行，针对其可能存在的问题，采取相应措施来加以解决，并加强水系统运行过程中自动排气阀的管理和维护，必须予以高度重视，不容忽视。

参考文献：

[1]王焕海.动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性[J].中国房地产业，2019（1）：148-149.

[2]吴慧云.论中央空调系统维护的重要性及内容[J].中国房地产业，2017（17）：46-47

[3]夏三县.能量阀在地铁中央空调系统中的应用探讨[J].制冷，2019（3）：90-93.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3