深入探讨地铁行业空调水系统季节性防寒防冻工作要点及技术创新

王侃

摘要：各个城市的地铁中央空调系统普遍采用的水冷冷水机组系统，该系统涉及到配套的室外冷却塔、冷却水管道、补水管道，室内空调机组、风机盘管及冷冻水管道。不管南方或北方，冬季出现室外温度低于零下3℃的城市还是普遍存在的。如果没有防寒措施，可能造成管道冻破，空调机组换热器盘管冻破等系破壞情况的发生。因此做好冬季防寒防冻措施在设备维护方面显的尤为重要。

关键词：地铁行业；空调水系统；季节性；防寒防冻；技术创新

一、空调水系统室外管道及设备防寒防冻工作常见措施

（一）在风道内的冷却水管低点设置泄水点，用于冷却水管的泄水，地面冷却塔的泄水通过冷却塔的泄水管接至冷却塔排水沟进行泄水。（见图1）

（二）冷却塔补水管从风道内的生产生活干管上接支管到地面冷却塔处，水表设置在风道内，水表处考虑泄水措施。并在水表本体上设置常规保温。

（三）风道内及室外的管道法兰、接口垫片建议选用钢垫片，橡胶垫片易老化及脆裂。

（四）冷却塔的皮带在冷却塔泄水后建议拆掉进行保管，避免冬季冻损（室外温度零下3℃以上可以不用拆除）。

（五）车站站台层公共区敷设的冷冻水管需要在低点设置泄水阀，便于冬季放空。

（六）室外冷却塔、膨胀水箱冷却、冷冻补水管道总阀门关闭，补水管最低点设置泄水阀，对无法排空的泄水管道加装保温棉措施。（见图2）

二、空调水系统室内设备及管道防寒防冻的常见措施

（一）冷冻水排空措施：在环控机房内冷冻水管道上的进出水常开及常闭水阀门全部打至常开，集分水器底部泄水阀打开，空调机组进水管道底部的泄水阀全开，水处理器底部排污阀全开。

（二）冷却水排空措施：地面冷却塔的泄水通过冷却塔的泄水管接至冷却塔排水沟进行泄水。设备房内部冷却水管道最低点的泄水阀全开，水处理器底部排污阀全开。冷却水管道进出水常开及常闭水阀门全部打至常开。冷水机组冷凝器底部进水管道泄水阀全开。

（三）冷水机组冷凝器放水：冷凝器进水管道底部一般设置有泄水水阀，把阀门打开进行防水。如果底部无泄水阀，可以打开冷凝器底部放空螺栓进行放水。

（四）冷水机组蒸发器放水：可以通过集分水器泄水阀进行排水，如果因为管道标高及内部空气原因无法排出时，可以拧开蒸发器底部放空螺栓进行放水。

三、空调机组表冷器常见防寒防冻措施

空调机组表冷器的防冻措施重点提一下，由于在冬季空调机组也是正常运行，室外新风也是不断经过表冷器输送到站厅、站台等公共区及设备区。由于表冷器内管束较多，易使重力流或吹扫的空气走短路使一部分管束内的水吹不出来。冬季来临后，未吹扫干净的管束被室外新风吹过后，管束内壁的水结冰膨胀，直接造成盘管胀裂，造成表冷器设备报废。一下简要提一下行业内常见的表冷器防寒防冻措施。

（一）加注防冻液措施

在每台空调机组表冷器盘管内加注汽车防冻液，一般选用-30℃标准的，用量约为：大系统空调机组24桶左右，小系统空调机组6桶左右。加注时关闭空调机组冷冻水的供回水管路，拆下供回水管道上的压力表接口，利用液体加压泵通过压力表接口灌注防冻液，加注时打开泄水阀，让防冻液留出，同时利用冰点仪测试防冻液温度，待温度与防冻液适用范围大致一致时（-30℃），关闭泄水阀，该机组防冻液加注完成。空调季运行前通过泄水阀将防冻液泄干净，同时利用冷冻水进行适当的冲洗工作。该措施由于投入较高，目前基本不太适用地铁内的空调水系统。

（二）空气吹扫措施

在空调机组泄水完成后，利用带有电热风的空气压缩机或鼓风机通过冷冻水进水管接口向表冷器盘管内吹热空气，同时打开泄水阀。一般每台大系统空调机组表冷器的吹扫时间约为5个小时，小系统的约为3个小时。配置的空压机的参数为：风量300m3/h，风压30000Pa，380V，8.2A，长x宽x高（800x46x700）。这种方式的优点：只要吹扫时间够长，可以完全将管道内残留的水渍吹干，缺点；利用热风将盘管内的水进行烘干。这种方式操作比较复杂，如果前期空调机组表冷器厂家或设计没有考虑吹扫接口，需要拆卸管道，并配置与空压机或鼓风机管道对应的接口。地铁一条线的空调机组大约在100台左右，耗费工作时间较长，劳动强度大。大型空压机或鼓风机较为笨重运输不太方便，同时空压机或鼓风机长时间运行容易损坏。（见图3）

（三）设备运行模式的人为调整

对大系统运行模式从通风季模式改为节能模式，就是改成只排不送模式，避免冬季新风经过表冷器后产生的冻裂情况。如果原有系统无节能模式，就直接进行模式关闭，停止运行。这2种方式可以有效减少冬季表冷器冻破的可能性。但同时也可能造成车站公共区的新风量不足，换气次数不达标。可以说是治标不治本。

四、地铁行业空调水系统季节性防寒防冻工作要点

结合以上对现有地铁防寒防冻常见措施优点与缺点，归纳一下重要的防寒防冻工作要点，并以作业指导书的形式予以表述。

（一）水系统管道水排空作业指导书

1.冷冻水排空措施：在环控机房内冷冻水管道上的进出水常开及常闭水阀门全部打至常开，集分水器底部泄水阀打开，空调机组进水管道底部的泄水阀全开，水处理器底部排污阀全开。

2.冷却水排空措施：地面冷却塔的泄水通过冷却塔的泄水管接至冷却塔排水沟进行泄水。设备房内部冷却水管道最低点的泄水阀全开，水处理器底部排污阀全开。冷却水管道进出水常开及常闭水阀门全部打至常开。冷水机组冷凝器底部进水管道泄水阀全开。

3.补水管道排空措施：冷却塔补水管从风道内的生产生活干管上接支管到地面冷却塔处，室外补水管道最低点设置泄水阀，无法泄水的室外补水管道进行保温处理。水表设置在风道内或室外地面，水表处考虑泄水措施，并在水表本体上设置常规保温。

（二）空调机组表冷器防冻作业指导书

1.放水：表冷器冷冻水进出水管底部最低点都设置有排空阀（泄水阀），非空调季节必须把排空阀（泄水阀）打开，防止表冷器冻裂。

2.吹干：由于自然重力排水可以排出大部分管道内的积水，但是表冷器内部铜管密度大，蜿蜒交错，部分水渍残存在弯头及盘管连接凹槽处无法排除。同时空调机组在冬季开启通风模式时，室外冷空气经过表冷器，如果内部存在大量水渍，室外温度低于零下4度后，表冷器破损的概率将非常高，因此必须制定吹干措施。具体措施：利用小型空压机（最大电流：i-6A 130L/分钟最高工作压力：150PSI，10公斤压力；额定电压：220V AC，50HZ一次工作时间：连续工作。具体操作流程参考空压机使用说明书！）通过软管连接表冷器出水管上部的压力表接口处，拆除压力表后连接，关闭冷冻水进水阀门及压力表后端出水管阀门，泄水口阀门先关闭，待空压机出口压力达到1～2公斤压力后，打开泄水口阀门，进行排水。注意：从设备及管道的安全性考虑，空压机出口压力不得大于3公斤。组合空调机组吹扫时间不得少于30分钟，小空调机组《KT柜）吹扫时间不得少于15分钟。

五、技术创新

这里主要谈空调机组表冷器冬季吹扫技术的创新，从设备选型、接口调整、操作方式、接口技术升级这几个方面进行创新。

（一）设备选型：设备选用的小风量、大压力的小型空压机进行吹扫，原理是利用高壓2公斤压力（管道试压范围内，管道试压在8公斤压力，正常管道水循环压力在2～3公斤压力）瞬间将管道残留水渍排出。优点：设备体积小，重量轻，运行时间短，使用寿命长。

（二）接口调整：吹扫接口选用高处回水管道上的压力表连接管道作为接口。表冷器管道一般是下进上出形式安装的，吹扫过程中利用空气压力从高点的管道推送到最低点的泄水管，将水排出。优点：每台设备只需要接一个压力表接口。缺点：虽然压力表拆卸方便，但每次操作还是需要进行拆装。

（三）操作方式：只需要人工拆装一次压力表，并配置DN15的快速接头与压力表连接管连接，插上空间机气管，关闭进回水管道阀门与泄水阀，待空压机输出压力值升高到2公斤压力后，迅速打开泄水阀就可以。优点：操作简单，不需要拆卸大管道法兰或卡箍。大系统空调机组吹扫时间在30分钟，小系统空调机组吹扫时间在15分钟。提高了工作效率。缺点：需要拆卸压力表，安装转换或快速接头。

（四）接口技术升级；根据前面两点提到的共同缺点，必须进一步完善设备的可操作性，提高工作效率。简单方法就是在原有压力表管道上加装三通及阀门，末端接快速转换接头。优点：不需要每次吹扫时需要拆卸压力表，吹扫空气管直接接快速接头，无需工具，简单易学，普及面广，任何具备上岗证的员工都可以进行操作。（见图4）

六、结束语

做好季节性设备维护工作，是减少设备次生事故的总要保证。以上关于季节性地铁空调水系统的防寒防冻措施的分析及工作要点与技术创新只是针对现有南方区域部分地铁线路的了解所得出的意见。地铁设备的选型，运行模式的改进也在不断变化。既有开通线路类似空调设备的防寒防冻措施可供参阅。

参考文献：

[1]陆耀庆.实用空调设计手册[S].中国建筑工业出版社，1993.

[2]吴业正.，宝琦.制冷原理及设备.第2版[M].西安交通大学出版社，1997.

[3]吴耀伟.供热通风与建筑给排水工程施工技术[M].哈尔滨工业大学出版社，2001.