地鐵工程中空調系統調試方案探討

王力

摘 要：地鐵工程的空調系統直接決定著乘客的舒適度，因而有必要進行適時的調試，確保能夠達到較好的舒適度水平。在這種背景下，文章首先探討了當前所廣泛應用的地鐵空調系統，進而對地鐵工程中空調系統調試的技術進行了分析，以求為更好的進行空調調試提供必要的借鑒與參考。

關鍵詞：地鐵工程；空調系統；調試方案；類型；技術

引言

地鐵空調能夠帶來熱舒適度，其是指在空間環境中的人體不會感受到太冷或太熱，而是對整體環境的感覺很滿意。在現今節能意識高漲的時代，空調的效率也逐漸為人重視，應該如何以較少的能源獲得較好的地鐵空調系統舒適度是現在及未來必然討論的話題。因此，對于地鐵工程中的空調系統進行調試就必須進行適時的強化。

1 地鐵工程中空調系統調試方案涉及到的類型

1.1 一體頂置式空調系統的調試

該配置型號是將所有空調機組設備（即蒸發器/通風扇單元、冷凝器/壓縮機單元及冷媒管道部分）均整體安裝于車頂外部，借助車頂與天花板間內部裝設的風管，將已過濾、降溫、除濕的空調冷氣導入風管，再經由車內天花板的出風口均勻地將冷氣傳送至車廂內每一個角落。

由于全部機組設備均配置在車頂部位，不占用車底空間，故列車行駛對空調設備所引起的污染度較低，冷卻盤管與壓縮機的散熱效果也相對提升；另外，冷媒通道的設置較為單純化、系統故障的偵測較為容易、設備維修的妥善率也明顯提高，這都是一體頂置式空調系統的優點。因為所有系統的運轉設備都裝置在車頂上，因而將導致車廂內噪音較大。另外，由于車輛重心的相對提高，將會造成軌道土建開挖斷面應予配合擴大，且軌道車站也必須另行設計車站軌頂排風散熱等設施，以免引起軌道溫升而影響車輛空調系統性能。這種配置方式較適合應用在中運量車輛，一方面車輛推進動力等設備均須置于車體底盤，以致造成空間有限，另一方面則因承載運量比較低、載客車廂比較小，所需要配備的空調機冷凍噸位也相對減小。目前，我國不少地鐵線采用該類型號設計。使用中，也需要結合行駛路線，考量車體動態包絡線，避免影響土建軌道開挖斷面與軌道車站軌頂排風散熱設施。

1.2 上下分離式空調系統的調試

該配置型號是將高壓冷媒部分的冷凝器、壓縮機與集液器等設備，安裝于車體底盤部位，而將低壓冷媒部分的蒸發器、膨脹閥等設備，則安裝于車頂與天花板內的有限空間，風管則采用對角線分布方式裝設于天花板內，將車外新鮮空氣與車內循環空氣充分予以混合后，再經由已過濾、降溫、除濕的空調冷氣導入風管，通過車內天花板的出風口均勻地吹送至車廂內每一個角落。

該系統內多項高壓冷媒的設備均裝設于車體底盤部分，且因設備均為分散配置方式，故將降低車廂內部噪音程度，而有關空調通風管道與車內照明燈具，則可充分運用車廂天花板的空間；此外，位于軌道段的車站軌頂也不須再另行設計排風散熱設施，這些都是該類系統型號的優點。因為安裝于車頂與天花板間的蒸發器/通風扇單元與位于車底的冷凝器/壓縮機單元設備間以冷媒通道連接，冷媒通道裝設于車體結構側墻內部，故相關的維修保養工作與故障泄漏偵測頗為困難；另外當空調機冷凍噸數較大時，蒸發器的設計局限于車頂與天花板間狹窄的空間內，將會導致天花板高度相對降低，容納蒸發器所需空間。這種配置方式較適用于承載運量較高、載客車廂較大、空調機冷凍噸數較大的高運量車輛，因為冷凍噸數較大的空調機，其重量與體積會相對增大，為避免單處安裝所造成集中負荷影響車體結構與行駛平衡，故將所有設備分散配置于車頂與車底部位；另外有關車輛推進動力等設備的運轉熱源均集中于車廂底盤，因而土建環控的排風散熱設施也可考量配合車站建構予以整體規劃，以期達到節省空間與發揮較高效能的設計。

2 地鐵工程中空調系統調試方案的技術分析

一是就車廂內部氣流的分布情形而言，受到送風速度及送風角度的影響，送風速度越快（0.5m/s），則車廂內部平均溫度較低；人體熱舒適指標值（PMV，下同）朝向遠離熱舒適偏低的指標值，送風速度越慢（0.27m/s），則車廂內部平均溫度較高；PMV值朝向遠離熱舒適偏高的指標值。因而，出風口送風速度的變化與車廂內部氣流分布的情形明顯相關。

二是出風口送風角度越大（水平向下45°），則車廂內部平均溫度較低；PMV值朝向遠離熱舒適偏低的指標值，送風角度越小（水平0°），則車廂內部平均溫度較高；PMV值朝向遠離熱舒適偏高的指標值。平均溫差最大可達1.7℃；因此出風口送風角度的變化對車廂內部氣流分布的情形也有明顯相關。

三是改變出風口送風角度為水平向下15°、30°及45°，比較水平與水平向下15°的平均溫度，距離車廂地板表面0m～1.1m的高度，車廂內部的平均溫度降低約0.6℃～1.3℃，對于車廂內部氣流有相當的改善，比較送風角度為水平向下30°與水平向下15°的平均溫度并沒有明顯的降低，PMV值降低約0.01～0.05，再比較送風角度為水平向下45°與水平向下15°的平均溫度，車廂內部的平均溫度很明顯的再降低約0.6℃～0.9℃，PMV值很明顯的再降低約0.01～0.5。因而改變送風角度為水平向下45°更能有效降低車廂內部的平均溫度，獲得更佳的冷房效果。

四是即使送風角度為水平向下，45°最能有效降低車廂內部的平均溫度與PMV值，但是當搭乘地鐵系統的乘客再增加時，則整體送風量也隨之提高而使得送風速度加快，受限于車廂高度并且考量乘客身高的因素，較高的送風速度將使得舒適度降低而影響搭乘品質，因而送風速度0.4m/s及送風角度為水平向下15°時，距離車廂地板表面0m～1.1m的高度，車廂內部的平均溫度約為24.3℃且PMV值為0.0610；ISO7730熱舒適度屬于舒適，最經濟又能符合節能減碳的要求。

五是若按照現行地鐵特別技術規范關于空調系統與通風方面的相關建議參數，采用送風速度0.27m/s（送風角度為水平向下15°）時，距離車廂地板表面0m～1.1m的高度，車廂內部平均溫度值為28.8402℃且PMV值為0.38718；ISO7730熱舒適度屬于舒適偏暖。將使得車廂內部平均溫度值遠離可接受的舒適區域溫、濕度曲線圖的數值（夏天24℃～26℃），應加以關注。

參考文獻

[1]聞彪，吳慶，洪學新.地鐵通風空調系統節能研究[J].建筑節能，2010.

[2]盧曉良，李翠，陳丹丹.地鐵通風空調系統的設計特點[J].煤氣與熱力，2008.