深入探討地鐵行業空調水系統季節性防寒防凍工作要點及技術創新

王侃

摘要：各個城市的地鐵中央空調系統普遍采用的水冷冷水機組系統，該系統涉及到配套的室外冷卻塔、冷卻水管道、補水管道，室內空調機組、風機盤管及冷凍水管道。不管南方或北方，冬季出現室外溫度低于零下3℃的城市還是普遍存在的。如果沒有防寒措施，可能造成管道凍破，空調機組換熱器盤管凍破等系破壞情況的發生。因此做好冬季防寒防凍措施在設備維護方面顯的尤為重要。

關鍵詞：地鐵行業；空調水系統；季節性；防寒防凍；技術創新

一、空調水系統室外管道及設備防寒防凍工作常見措施

（一）在風道內的冷卻水管低點設置泄水點，用于冷卻水管的泄水，地面冷卻塔的泄水通過冷卻塔的泄水管接至冷卻塔排水溝進行泄水。（見圖1）

（二）冷卻塔補水管從風道內的生產生活干管上接支管到地面冷卻塔處，水表設置在風道內，水表處考慮泄水措施。并在水表本體上設置常規保溫。

（三）風道內及室外的管道法蘭、接口墊片建議選用鋼墊片，橡膠墊片易老化及脆裂。

（四）冷卻塔的皮帶在冷卻塔泄水后建議拆掉進行保管，避免冬季凍損（室外溫度零下3℃以上可以不用拆除）。

（五）車站站臺層公共區敷設的冷凍水管需要在低點設置泄水閥，便于冬季放空。

（六）室外冷卻塔、膨脹水箱冷卻、冷凍補水管道總閥門關閉，補水管最低點設置泄水閥，對無法排空的泄水管道加裝保溫棉措施。（見圖2）

二、空調水系統室內設備及管道防寒防凍的常見措施

（一）冷凍水排空措施：在環控機房內冷凍水管道上的進出水常開及常閉水閥門全部打至常開，集分水器底部泄水閥打開，空調機組進水管道底部的泄水閥全開，水處理器底部排污閥全開。

（二）冷卻水排空措施：地面冷卻塔的泄水通過冷卻塔的泄水管接至冷卻塔排水溝進行泄水。設備房內部冷卻水管道最低點的泄水閥全開，水處理器底部排污閥全開。冷卻水管道進出水常開及常閉水閥門全部打至常開。冷水機組冷凝器底部進水管道泄水閥全開。

（三）冷水機組冷凝器放水：冷凝器進水管道底部一般設置有泄水水閥，把閥門打開進行防水。如果底部無泄水閥，可以打開冷凝器底部放空螺栓進行放水。

（四）冷水機組蒸發器放水：可以通過集分水器泄水閥進行排水，如果因為管道標高及內部空氣原因無法排出時，可以擰開蒸發器底部放空螺栓進行放水。

三、空調機組表冷器常見防寒防凍措施

空調機組表冷器的防凍措施重點提一下，由于在冬季空調機組也是正常運行，室外新風也是不斷經過表冷器輸送到站廳、站臺等公共區及設備區。由于表冷器內管束較多，易使重力流或吹掃的空氣走短路使一部分管束內的水吹不出來。冬季來臨后，未吹掃干凈的管束被室外新風吹過后，管束內壁的水結冰膨脹，直接造成盤管脹裂，造成表冷器設備報廢。一下簡要提一下行業內常見的表冷器防寒防凍措施。

（一）加注防凍液措施

在每臺空調機組表冷器盤管內加注汽車防凍液，一般選用-30℃標準的，用量約為：大系統空調機組24桶左右，小系統空調機組6桶左右。加注時關閉空調機組冷凍水的供回水管路，拆下供回水管道上的壓力表接口，利用液體加壓泵通過壓力表接口灌注防凍液，加注時打開泄水閥，讓防凍液留出，同時利用冰點儀測試防凍液溫度，待溫度與防凍液適用范圍大致一致時（-30℃），關閉泄水閥，該機組防凍液加注完成。空調季運行前通過泄水閥將防凍液泄干凈，同時利用冷凍水進行適當的沖洗工作。該措施由于投入較高，目前基本不太適用地鐵內的空調水系統。

（二）空氣吹掃措施

在空調機組泄水完成后，利用帶有電熱風的空氣壓縮機或鼓風機通過冷凍水進水管接口向表冷器盤管內吹熱空氣，同時打開泄水閥。一般每臺大系統空調機組表冷器的吹掃時間約為5個小時，小系統的約為3個小時。配置的空壓機的參數為：風量300m3/h，風壓30000Pa，380V，8.2A，長x寬x高（800x46x700）。這種方式的優點：只要吹掃時間夠長，可以完全將管道內殘留的水漬吹干，缺點；利用熱風將盤管內的水進行烘干。這種方式操作比較復雜，如果前期空調機組表冷器廠家或設計沒有考慮吹掃接口，需要拆卸管道，并配置與空壓機或鼓風機管道對應的接口。地鐵一條線的空調機組大約在100臺左右，耗費工作時間較長，勞動強度大。大型空壓機或鼓風機較為笨重運輸不太方便，同時空壓機或鼓風機長時間運行容易損壞。（見圖3）

（三）設備運行模式的人為調整

對大系統運行模式從通風季模式改為節能模式，就是改成只排不送模式，避免冬季新風經過表冷器后產生的凍裂情況。如果原有系統無節能模式，就直接進行模式關閉，停止運行。這2種方式可以有效減少冬季表冷器凍破的可能性。但同時也可能造成車站公共區的新風量不足，換氣次數不達標。可以說是治標不治本。

四、地鐵行業空調水系統季節性防寒防凍工作要點

結合以上對現有地鐵防寒防凍常見措施優點與缺點，歸納一下重要的防寒防凍工作要點，并以作業指導書的形式予以表述。

（一）水系統管道水排空作業指導書

1.冷凍水排空措施：在環控機房內冷凍水管道上的進出水常開及常閉水閥門全部打至常開，集分水器底部泄水閥打開，空調機組進水管道底部的泄水閥全開，水處理器底部排污閥全開。

2.冷卻水排空措施：地面冷卻塔的泄水通過冷卻塔的泄水管接至冷卻塔排水溝進行泄水。設備房內部冷卻水管道最低點的泄水閥全開，水處理器底部排污閥全開。冷卻水管道進出水常開及常閉水閥門全部打至常開。冷水機組冷凝器底部進水管道泄水閥全開。

3.補水管道排空措施：冷卻塔補水管從風道內的生產生活干管上接支管到地面冷卻塔處，室外補水管道最低點設置泄水閥，無法泄水的室外補水管道進行保溫處理。水表設置在風道內或室外地面，水表處考慮泄水措施，并在水表本體上設置常規保溫。

（二）空調機組表冷器防凍作業指導書

1.放水：表冷器冷凍水進出水管底部最低點都設置有排空閥（泄水閥），非空調季節必須把排空閥（泄水閥）打開，防止表冷器凍裂。

2.吹干：由于自然重力排水可以排出大部分管道內的積水，但是表冷器內部銅管密度大，蜿蜒交錯，部分水漬殘存在彎頭及盤管連接凹槽處無法排除。同時空調機組在冬季開啟通風模式時，室外冷空氣經過表冷器，如果內部存在大量水漬，室外溫度低于零下4度后，表冷器破損的概率將非常高，因此必須制定吹干措施。具體措施：利用小型空壓機（最大電流：i-6A 130L/分鐘最高工作壓力：150PSI，10公斤壓力；額定電壓：220V AC，50HZ一次工作時間：連續工作。具體操作流程參考空壓機使用說明書！）通過軟管連接表冷器出水管上部的壓力表接口處，拆除壓力表后連接，關閉冷凍水進水閥門及壓力表后端出水管閥門，泄水口閥門先關閉，待空壓機出口壓力達到1～2公斤壓力后，打開泄水口閥門，進行排水。注意：從設備及管道的安全性考慮，空壓機出口壓力不得大于3公斤。組合空調機組吹掃時間不得少于30分鐘，小空調機組《KT柜）吹掃時間不得少于15分鐘。

五、技術創新

這里主要談空調機組表冷器冬季吹掃技術的創新，從設備選型、接口調整、操作方式、接口技術升級這幾個方面進行創新。

（一）設備選型：設備選用的小風量、大壓力的小型空壓機進行吹掃，原理是利用高壓2公斤壓力（管道試壓范圍內，管道試壓在8公斤壓力，正常管道水循環壓力在2～3公斤壓力）瞬間將管道殘留水漬排出。優點：設備體積小，重量輕，運行時間短，使用壽命長。

（二）接口調整：吹掃接口選用高處回水管道上的壓力表連接管道作為接口。表冷器管道一般是下進上出形式安裝的，吹掃過程中利用空氣壓力從高點的管道推送到最低點的泄水管，將水排出。優點：每臺設備只需要接一個壓力表接口。缺點：雖然壓力表拆卸方便，但每次操作還是需要進行拆裝。

（三）操作方式：只需要人工拆裝一次壓力表，并配置DN15的快速接頭與壓力表連接管連接，插上空間機氣管，關閉進回水管道閥門與泄水閥，待空壓機輸出壓力值升高到2公斤壓力后，迅速打開泄水閥就可以。優點：操作簡單，不需要拆卸大管道法蘭或卡箍。大系統空調機組吹掃時間在30分鐘，小系統空調機組吹掃時間在15分鐘。提高了工作效率。缺點：需要拆卸壓力表，安裝轉換或快速接頭。

（四）接口技術升級；根據前面兩點提到的共同缺點，必須進一步完善設備的可操作性，提高工作效率。簡單方法就是在原有壓力表管道上加裝三通及閥門，末端接快速轉換接頭。優點：不需要每次吹掃時需要拆卸壓力表，吹掃空氣管直接接快速接頭，無需工具，簡單易學，普及面廣，任何具備上崗證的員工都可以進行操作。（見圖4）

六、結束語

做好季節性設備維護工作，是減少設備次生事故的總要保證。以上關于季節性地鐵空調水系統的防寒防凍措施的分析及工作要點與技術創新只是針對現有南方區域部分地鐵線路的了解所得出的意見。地鐵設備的選型，運行模式的改進也在不斷變化。既有開通線路類似空調設備的防寒防凍措施可供參閱。

參考文獻：

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[2]吳業正.，寶琦.制冷原理及設備.第2版[M].西安交通大學出版社，1997.

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