冷熱媒水系統中空氣排除的方法
2023-12-04 06:51:56
專利名稱：冷熱媒水系統中空氣排除的方法
技術領域：
本發明涉及一種中央空調冷熱媒水系統中的排除空氣的方法。
背景技術：
現有的中央空調冷熱媒水系統中，在冷熱媒水系統充水前，系統中有空氣，在向系統中充水時，空氣逐漸被擠到系統末端和頂部，打開頂部放氣閥排出空氣，使水充至頂部。但是冷熱媒水中空氣不可能全部排出，在系統的某些部位仍存有空氣。此外，水中含有空氣，在冬季供熱時，當水溫升高時空氣逐漸從水中分離出來。另在維修盤管空調器時空氣被帶入冷熱媒水系統中。或者系統中某些閥門或自動排氣閥門不嚴密，當冷熱媒水系統由於某種原因(例如水過濾器堵塞等)產生負壓時，外界空氣就從這些不嚴密閥門進入。空氣進入冷熱媒水系統中首先會使水泵產生氣錘，其次空氣在冷熱媒水路中長時間運行，對水路管道有較強的腐蝕作用，管道內壁與水中空氣相遇極易產生鐵鏽，造成一定的危害。傳統地排除集中空調系統中空氣的做法是在冷熱媒水幹管末端(最高點)及局部抬高后可能積氣處設置集氣罐和自動排氣閥，在盤管空調器上部設置手動閥或自動排氣閥。系統中用集氣罐集氣，由自動排氣閥或手動放氣閥排氣。一般3～5萬m2的集中空調系統需要安裝200來套集氣罐與排氣閥。這樣做工作量大，操作也很繁瑣，費工又費時，投資費用高。而且現有的排氣閥分手動和自動兩種。自動排氣閥管理使用方便，可將系統內的集氣自動排出，但是由於質量原因和安裝原因，有時達不到理想效果。自動排氣閥的通病是氣孔流水和排氣堵塞，氣孔流水破壞室內設施和室內環境，氣孔堵塞破壞系統。手動排氣閥則需要人工操作，如果放氣不及時會影響系統的正常運行，它雖使用比較可靠，只要手動閥門不壞就不會出問題，但其工作量大，3～5萬m2的集中空調系統中200來個閥門開關一次要很多時間，十分煩瑣，施工難度也大，因為為了排氣需要，管道設施要有一定坡度，冷熱媒水系統管道安裝工作量大，室外排氣系統要保溫，室內排氣閥要防止濺水，防止破壞家具，破壞牆面和環境等等，這樣在施工中需做大量的工作。故現有的排氣系統花錢多，工作量大，系統運行長了，排氣閥處滴水時常發生，對環境造成破壞。
發明內容
本發明的目的就是為了解決上述問題，提出一種簡單實用，操作方便，施工難度和工作量小，投資費用少，對室內設施和環境具有很好的保護作用的冷熱媒水系統中空氣排除的方法。
本發明的技術解決方案
一種冷熱媒水系統中空氣排除的方法，其特徵在於它採用如下步驟
a、在中央空調系統回水的集水器中設置集氣罐和排氣閥，其集氣罐的進口與中央空調系統的集水器相連，集氣罐的出口連有排氣閥，中央空調系統中的立管頂部的排氣閥保留；
b、中央空調系統中的冷熱媒水的流速不低於0.4m/s。
本發明打破傳統觀點，改變中央空調冷熱媒水系統中空氣排除方法，將傳統的在冷熱媒水系統立管和抬高拐彎處設集氣罐的排氣方式改為靠冷熱媒水流速帶動空氣向下運行到機房最低的集水器處由集氣罐自動排氣閥排出方式，克服原排氣系統花錢多，工作量大，系統運行長了，排氣閥處滴水時常發生，對環境造成破壞等問題，本發明方法可以簡化設計程序和減小施工難度，同時節約投資費用。這種新的排氣方式簡單實用，操作方便，減少調試人員和操作人員及維修人員的工作量，特別是保護了室內設施和環境。
圖1是本發明冷熱媒水系統的結構示意圖。
圖2是冷熱媒水靜態時的氣體流動實驗示意圖。
圖3是冷熱媒水動態時的氣體流動實驗示意圖。
具體實施例方式
本發明的冷熱媒水系統中空氣排除的方法採用如下步驟
1、在中央空調系統回水的集水器中設置集氣罐和排氣閥，如圖1，其集氣罐的進口與中央空調系統的集水器相連，集氣罐的出口連有排氣閥，該排氣閥可以是自動排氣閥，也可是手動排氣閥。中央空調系統中的立管頂部的排氣閥保留，它在初次加水時使用，加完後關閉。中央空調系統中的冷熱媒水幹管末端(最高點)及局部抬高后可能積氣處設置的集氣罐和自動排氣閥以及在盤管空調器上部設置的手動閥或自動排氣閥均可去除。
2、中央空調系統中的冷熱媒水的流速不低於0.4m/s，最好為0.5-0.6m/s。這樣，本發明利用冷熱媒水在系統中的流速，使冷熱媒水中的空氣在冷熱媒水的推動下帶到中央空調系統最低處回水集水器處的集氣罐內，通過排氣閥排出空氣。
為了實現本發明的目的，申請人對空氣在水中的動態分析研究做了多種實驗。如圖2、3所示。圖2是冷熱媒水靜態時的氣體流動實驗示意圖，當空氣在冷熱媒水系統管內無壓力時，將透明管H(如內徑30mm)直立灌滿水，透明管H內設有旁通平衡管G，把排氣閥F打開，用打壓氣球A壓氣進入透明管H內，透明管H內的氣泡浮到O點開始計時，當氣泡上升到2000mm停止計時，這時計時時間為14秒，空氣在管內水中向上浮速V＝s/t＝2m/14s＝0.143m/s。當空氣在冷熱媒水系統管內進行加壓時，先將排氣閥F1關閉，打開加壓閥F2，則氮氣罐N向冷熱媒水系統管內加壓0.1Mpa氮氣，然後用打壓氣球A壓氣進入透明管H內，氣泡浮到O點開始計時，當氣泡上升到2000mm停止計時，這時計時為14秒，空氣在透明管H內加壓力時向上的浮速V＝s/t＝2m/14s＝0.143m/s。
圖3是冷熱媒水動態時的氣體流動實驗示意圖，它反映出冷熱媒水管道抬高拐彎處需要多大水流速才能把空氣帶走。見圖3，先將進水閥門F3慢慢開大，同時將出水閥門F4打開，水慢慢進入曲形透明管A′(長15m，內徑22mm)內，水向A1處延伸，當水升到A1處時水區流動面減小，管內下端走水，上端是氣體。當水走到A2處水又順著下管壁向下運行到A3處，又從A3處滿管向上延升到A4處。又在A4處順著管壁向下運行。把閥門F3慢慢開大，水流速度加快，空氣不斷地向前運行，當曲形透明管A′內的空氣全部排完，停止開閥門F3，等五分鐘後，水流速平穩，這時用量器F5集水計時，到量器F5水滿時停止計時，這時的時間為41秒/8.5升。計算水流速，V＝m3/m2×s＝0.0085/0.011×0.011×3.14×41＝0.546m/s。
從三個實驗中可以說明，空氣在冷熱媒水系統內有無壓力浮速不變，因為水與空氣在一個密閉體內，兩者壓力變化是相等的，所以氣泡在管內浮速不變。
氣泡在立管內浮速是0.143m/s，低於設計規範。規範規定立水管水流速1-3m/s。見表1表1 空調水系統推薦流速簡明空調設計手冊349頁
在平面抬高拐彎處的空氣，在水流速0.546m/s時空氣完全可以帶入到中央空調機房的最低處集氣罐內排出。而設計規範規定一般管道流速為1.5-3m/s，冷熱水盤管0.8-1.5m/s。
應用實例1申請人曾對六層樓以下4萬多m2供冷供熱媒水系統進行實驗。關閉系統中所有排氣閥，只保留冷熱媒水立管排氣閥不關閉(系統中無水，大修後進行的實驗)。利用鍋爐房軟化水設備向中央空調冷熱媒水系統的集水器充軟化水，30分鐘後冷熱水系統中壓力達到靜壓0.24Mpa時(靜壓根據樓層高度而定)。開冷熱媒水循環泵進行循環，當水與空氣經過機房集氣罐時，空氣在上端進入集氣罐內排出，空氣不斷排出，水不斷補充，當排氣閥無氣排出時停止補水。關閉冷熱媒水立管排氣閥。整個過程只用2個小時就完成了該系統中充水排氣的任務，效果良好，水在該系統中運行無聲音，壓力表無波動，以往充水排氣需要2天48小時才能夠完成，相比之下，提高效率20倍以上。見圖1。
應用實例2對16層，近4萬m2大樓的供冷熱系統中有200多個自動排氣閥，在施工中把自動排氣閥全部去掉，同時關閉1000多臺末端換熱設備中的排氣閥，只在三根立管頂部保留排氣閥(在第一次充水用後，關閉三根立管頂部的排氣閥，防止濺水)，見圖1。用第一個應用實例方法向冷熱媒水系統中充水，從開泵循環充水，排氣只用近2小時就完成。系統中循環水穩定，水在管內運行無聲，壓力表無波動。
本發明方法同樣適用於高層建築，因為高層建築通常採用分層式冷熱媒水循環系統，其原理相同。
權利要求
1、一種冷熱媒水系統中空氣排除的方法，其特徵在於它採用如下步驟
a、在中央空調系統回水的集水器中設置集氣罐和排氣閥，其集氣罐的進口與中央空調系統的集水器相連，集氣罐的出口連有排氣閥，中央空調系統中的立管頂部的排氣閥保留；
b、中央空調系統中的冷熱媒水的流速不低於0.4m/s。
2、按權利要求1所述的冷熱媒水系統中空氣排除的方法，其特徵在於所述中央空調系統集水器上的排氣閥或是自動排氣閥，或是手動排氣閥。
3、按權利要求1所述的冷熱媒水系統中空氣排除的方法，其特徵在於所述中央空調系統中的冷熱媒水的流速為0.5-0.6m/s。
全文摘要
本發明涉及一種中央空調冷熱媒水系統中的排除空氣的方法，它在中央空調系統回水的集水器中設置集氣罐和排氣閥，其集氣罐的進口與中央空調系統的集水器相連，集氣罐的出口連有排氣閥，中央空調系統中的立管頂部的排氣閥保留；而且中央空調系統中的冷熱媒水的流速不低於0.4m/s。本發明打破傳統觀點，將傳統的在冷熱媒水系統立管和抬高拐彎處設集氣罐的排氣方式改為靠冷熱媒水流速帶動空氣向下運行到機房最低的集水器處由集氣罐自動排氣閥排出方式。本發明方法可以簡化設計程序和減小施工難度，同時節約投資費用。這種新的排氣方式簡單實用，操作方便，減少調試人員和操作人員及維修人員的工作量，特別是保護了室內設施和環境。
文檔編號F24D19/08GK1412495SQ02148470
公開日2003年4月23日 申請日期2002年12月10日 優先權日2002年12月10日
發明者蔡春餘 申請人:蔡春餘