专利名称：冷热媒水系统中空气排除的方法
技术领域：
本发明涉及一种中央空调冷热媒水系统中的排除空气的方法。
背景技术：
现有的中央空调冷热媒水系统中，在冷热媒水系统充水前，系统中有空气，在向系统中充水时，空气逐渐被挤到系统末端和顶部，打开顶部放气阀排出空气，使水充至顶部。但是冷热媒水中空气不可能全部排出，在系统的某些部位仍存有空气。此外，水中含有空气，在冬季供热时，当水温升高时空气逐渐从水中分离出来。另在维修盘管空调器时空气被带入冷热媒水系统中。或者系统中某些阀门或自动排气阀门不严密，当冷热媒水系统由于某种原因(例如水过滤器堵塞等)产生负压时，外界空气就从这些不严密阀门进入。空气进入冷热媒水系统中首先会使水泵产生气锤，其次空气在冷热媒水路中长时间运行，对水路管道有较强的腐蚀作用，管道内壁与水中空气相遇极易产生铁锈，造成一定的危害。传统地排除集中空调系统中空气的做法是在冷热媒水干管末端(最高点)及局部抬高后可能积气处设置集气罐和自动排气阀，在盘管空调器上部设置手动阀或自动排气阀。系统中用集气罐集气，由自动排气阀或手动放气阀排气。一般3～5万m2的集中空调系统需要安装200来套集气罐与排气阀。这样做工作量大，操作也很繁琐，费工又费时，投资费用高。而且现有的排气阀分手动和自动两种。自动排气阀管理使用方便，可将系统内的集气自动排出，但是由于质量原因和安装原因，有时达不到理想效果。自动排气阀的通病是气孔流水和排气堵塞，气孔流水破坏室内设施和室内环境，气孔堵塞破坏系统。手动排气阀则需要人工操作，如果放气不及时会影响系统的正常运行，它虽使用比较可靠，只要手动阀门不坏就不会出问题，但其工作量大，3～5万m2的集中空调系统中200来个阀门开关一次要很多时间，十分烦琐，施工难度也大，因为为了排气需要，管道设施要有一定坡度，冷热媒水系统管道安装工作量大，室外排气系统要保温，室内排气阀要防止溅水，防止破坏家具，破坏墙面和环境等等，这样在施工中需做大量的工作。故现有的排气系统花钱多，工作量大，系统运行长了，排气阀处滴水时常发生，对环境造成破坏。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种简单实用，操作方便，施工难度和工作量小，投资费用少，对室内设施和环境具有很好的保护作用的冷热媒水系统中空气排除的方法。
本发明的技术解决方案
一种冷热媒水系统中空气排除的方法，其特征在于它采用如下步骤
a、在中央空调系统回水的集水器中设置集气罐和排气阀，其集气罐的进口与中央空调系统的集水器相连，集气罐的出口连有排气阀，中央空调系统中的立管顶部的排气阀保留；
b、中央空调系统中的冷热媒水的流速不低于0.4m/s。
本发明打破传统观点，改变中央空调冷热媒水系统中空气排除方法，将传统的在冷热媒水系统立管和抬高拐弯处设集气罐的排气方式改为靠冷热媒水流速带动空气向下运行到机房最低的集水器处由集气罐自动排气阀排出方式，克服原排气系统花钱多，工作量大，系统运行长了，排气阀处滴水时常发生，对环境造成破坏等问题，本发明方法可以简化设计程序和减小施工难度，同时节约投资费用。这种新的排气方式简单实用，操作方便，减少调试人员和操作人员及维修人员的工作量，特别是保护了室内设施和环境。
图1是本发明冷热媒水系统的结构示意图。
图2是冷热媒水静态时的气体流动实验示意图。
图3是冷热媒水动态时的气体流动实验示意图。
具体实施例方式
本发明的冷热媒水系统中空气排除的方法采用如下步骤
1、在中央空调系统回水的集水器中设置集气罐和排气阀，如图1，其集气罐的进口与中央空调系统的集水器相连，集气罐的出口连有排气阀，该排气阀可以是自动排气阀，也可是手动排气阀。中央空调系统中的立管顶部的排气阀保留，它在初次加水时使用，加完后关闭。中央空调系统中的冷热媒水干管末端(最高点)及局部抬高后可能积气处设置的集气罐和自动排气阀以及在盘管空调器上部设置的手动阀或自动排气阀均可去除。
2、中央空调系统中的冷热媒水的流速不低于0.4m/s，最好为0.5-0.6m/s。这样，本发明利用冷热媒水在系统中的流速，使冷热媒水中的空气在冷热媒水的推动下带到中央空调系统最低处回水集水器处的集气罐内，通过排气阀排出空气。
为了实现本发明的目的，申请人对空气在水中的动态分析研究做了多种实验。如图2、3所示。图2是冷热媒水静态时的气体流动实验示意图，当空气在冷热媒水系统管内无压力时，将透明管H(如内径30mm)直立灌满水，透明管H内设有旁通平衡管G，把排气阀F打开，用打压气球A压气进入透明管H内，透明管H内的气泡浮到O点开始计时，当气泡上升到2000mm停止计时，这时计时时间为14秒，空气在管内水中向上浮速V＝s/t＝2m/14s＝0.143m/s。当空气在冷热媒水系统管内进行加压时，先将排气阀F1关闭，打开加压阀F2，则氮气罐N向冷热媒水系统管内加压0.1Mpa氮气，然后用打压气球A压气进入透明管H内，气泡浮到O点开始计时，当气泡上升到2000mm停止计时，这时计时为14秒，空气在透明管H内加压力时向上的浮速V＝s/t＝2m/14s＝0.143m/s。
图3是冷热媒水动态时的气体流动实验示意图，它反映出冷热媒水管道抬高拐弯处需要多大水流速才能把空气带走。见图3，先将进水阀门F3慢慢开大，同时将出水阀门F4打开，水慢慢进入曲形透明管A′(长15m，内径22mm)内，水向A1处延伸，当水升到A1处时水区流动面减小，管内下端走水，上端是气体。当水走到A2处水又顺着下管壁向下运行到A3处，又从A3处满管向上延升到A4处。又在A4处顺着管壁向下运行。把阀门F3慢慢开大，水流速度加快，空气不断地向前运行，当曲形透明管A′内的空气全部排完，停止开阀门F3，等五分钟后，水流速平稳，这时用量器F5集水计时，到量器F5水满时停止计时，这时的时间为41秒/8.5升。计算水流速，V＝m3/m2×s＝0.0085/0.011×0.011×3.14×41＝0.546m/s。
从三个实验中可以说明，空气在冷热媒水系统内有无压力浮速不变，因为水与空气在一个密闭体内，两者压力变化是相等的，所以气泡在管内浮速不变。
气泡在立管内浮速是0.143m/s，低于设计规范。规范规定立水管水流速1-3m/s。见表1表1 空调水系统推荐流速简明空调设计手册349页
在平面抬高拐弯处的空气，在水流速0.546m/s时空气完全可以带入到中央空调机房的最低处集气罐内排出。而设计规范规定一般管道流速为1.5-3m/s，冷热水盘管0.8-1.5m/s。
应用实例1申请人曾对六层楼以下4万多m2供冷供热媒水系统进行实验。关闭系统中所有排气阀，只保留冷热媒水立管排气阀不关闭(系统中无水，大修后进行的实验)。利用锅炉房软化水设备向中央空调冷热媒水系统的集水器充软化水，30分钟后冷热水系统中压力达到静压0.24Mpa时(静压根据楼层高度而定)。开冷热媒水循环泵进行循环，当水与空气经过机房集气罐时，空气在上端进入集气罐内排出，空气不断排出，水不断补充，当排气阀无气排出时停止补水。关闭冷热媒水立管排气阀。整个过程只用2个小时就完成了该系统中充水排气的任务，效果良好，水在该系统中运行无声音，压力表无波动，以往充水排气需要2天48小时才能够完成，相比之下，提高效率20倍以上。见图1。
应用实例2对16层，近4万m2大楼的供冷热系统中有200多个自动排气阀，在施工中把自动排气阀全部去掉，同时关闭1000多台末端换热设备中的排气阀，只在三根立管顶部保留排气阀(在第一次充水用后，关闭三根立管顶部的排气阀，防止溅水)，见图1。用第一个应用实例方法向冷热媒水系统中充水，从开泵循环充水，排气只用近2小时就完成。系统中循环水稳定，水在管内运行无声，压力表无波动。
本发明方法同样适用于高层建筑，因为高层建筑通常采用分层式冷热媒水循环系统，其原理相同。
权利要求
1、一种冷热媒水系统中空气排除的方法，其特征在于它采用如下步骤
a、在中央空调系统回水的集水器中设置集气罐和排气阀，其集气罐的进口与中央空调系统的集水器相连，集气罐的出口连有排气阀，中央空调系统中的立管顶部的排气阀保留；
b、中央空调系统中的冷热媒水的流速不低于0.4m/s。
2、按权利要求1所述的冷热媒水系统中空气排除的方法，其特征在于所述中央空调系统集水器上的排气阀或是自动排气阀，或是手动排气阀。
3、按权利要求1所述的冷热媒水系统中空气排除的方法，其特征在于所述中央空调系统中的冷热媒水的流速为0.5-0.6m/s。
全文摘要
本发明涉及一种中央空调冷热媒水系统中的排除空气的方法，它在中央空调系统回水的集水器中设置集气罐和排气阀，其集气罐的进口与中央空调系统的集水器相连，集气罐的出口连有排气阀，中央空调系统中的立管顶部的排气阀保留；而且中央空调系统中的冷热媒水的流速不低于0.4m/s。本发明打破传统观点，将传统的在冷热媒水系统立管和抬高拐弯处设集气罐的排气方式改为靠冷热媒水流速带动空气向下运行到机房最低的集水器处由集气罐自动排气阀排出方式。本发明方法可以简化设计程序和减小施工难度，同时节约投资费用。这种新的排气方式简单实用，操作方便，减少调试人员和操作人员及维修人员的工作量，特别是保护了室内设施和环境。
文档编号F24D19/08GK1412495SQ02148470
公开日2003年4月23日 申请日期2002年12月10日 优先权日2002年12月10日
发明者蔡春余 申请人:蔡春余