高鐵樞紐車站中央空調系統維護保養的探討與實踐

馮偉林

（湖南鐵路聯創技術發展有限公司，長沙 410000）

在智能建筑樓宇建筑物的設計和運營中，中央空調系統的初次投資和運營成本占比較高，設備數量龐大，種類繁多，如何采取針對性的方法進行維護保養，最大化提高中央空調能效，是空調行業和業主共同關注的話題。本文以廣州南站中央空調系統設備維護保養項目為例，從側面分析高鐵樞紐站中央空調系統安全良好運行、提高效率的潛能和意義。

廣州南站是華南地區客流集散地，設計高峰發送旅客21000人/h。該站上下共分五層，分別是停車層（-4.00m）、地面出站層（0.00m）、站臺層（12.00m）、高架候車層（21.00m）、高架夾層（27.00m），總面積19.81萬m3。廣州南站制冷方式采取中央空調制冷，分南北兩套完全獨立的系統，主要空調設備如表1所示。

表1 廣州南站中央空調主要設備清單

1 中央空調系統運行維護存在的問題

廣州南站自開通以來，經歷三個供冷季節，調查顯示，中央空調供冷效果整體不良，除四角辦公樓、1-4號售票廳、出站層等達到設計要求27℃以外，高架旅客候車區域制冷效果一直無法達到設計要求27℃，影響旅客乘車環境、設備房散熱、工作人員工作環境。特別是在每年的7-9月份高溫季節，2011年候車區曾達到30℃，2012年候車區最高達到34℃，旅客意見頗大，投訴較多，嚴重影響了高鐵服務質量，影響高鐵聲譽。

為此，提高廣州南站中央空調制冷效果、改善旅客乘車環境、改善設備房散熱以及工作人員工作環境迫在眉睫，具有重大意義。廣州南站出站層、高架候車層大空間制冷空間部分如圖1所示，其中央空調系統工作原理如圖2所示。

圖1 出站層、高架候車層大空間制冷空間部分

圖2 中央空調系統工作原理

2 目標設定

通過有針對性的整治，提高中央空調制冷效果，確保給旅客提供舒適的候車環境，提高職工工作效率，減少設備維修率，使中央空調故障較整治前下降40%，降低站內各設備房溫度，確保設備正常運行，把“服務旅客”的目標落到實處。

3 現狀調查

3.1 調查一

對廣州南站中央空調系統運行情況及現場運行環境進行調查，情況如下：一是三樓候車室是大空間開放式的候車廳，中間的采光帶是太陽直接照曬的地方，太陽直曬高架候車層，產生熱量，制冷效果受到一定的影響；二是高架候車層、一層出站層均為空曠大空間，各出入口四通八達，不能做到很好的密閉，中央空調冷量擴散到站外，冷量利用率低；三是高架候車層高21m，商業層高27m，沒有設置冷凍水排氣設施，導致冷凍水無法送到有效高度，空調風機無法吹出冷風；四是空調風柜使用的電機與設計不符合，達不到設計要求；五是近兩年來商業鋪面和文化廣告大規模發展，其用電設備產量的熱量直接散到大空間；六是日常檢查發現，空調冷凍水管道內部結垢、腐蝕、管道內存在有機物等，導致冷凍水熱交換率下降。

3.2 調查二

收集近年來故障記錄，并進行分類，影響廣州南站高架候車層中央空調運行效果的因素占比情況如表3所示。

圖3 影響廣州南站高架候車層中央空調運行效果的各類因素占比

經現狀調查和分類分析，所繪圖表表明，中央空調循環水問題、空調風柜問題、客觀環境問題是影響廣州南站制冷效果的三大因素。

4 原因分析

中央空調運行效果不佳的主要原因如圖4表示。

圖4 因果分析

5 要因確認

為確認廣州南站中央空調制冷效果不佳，特別是高架候車層達不到供冷設計要求的原因，筆者對由因果圖分析得到的9個末梢原因進行逐一調查驗證。

經調查分析，筆者確認以下五項是廣州南站三樓候車區制冷效果不佳的主要原因，即過濾網臟堵、電機問題、冷凍水排氣問題、管道結垢腐蝕以及水質控制。

6 制定對策

針對確定的目標，筆者進行了可行性分析：一是對空調風柜更換過濾網并對風柜進行整治，雖然存在要點困難、施工復雜等問題，但通過合理安排解決施工天窗點問題，具備條件，完全可行。二是經多次協調，針對臥龍電機燒損問題，在質保期內由總包方中航港項目部督促施工單位將全站165臺風柜電機全部更換成ABB電機。

經多次研究討論，冷凍水系統加裝中央排氣站，具備實施條件；通過論證，對廣州南站南、北機房中央空調水系統管道進行除垢清洗及預膜，切實可行；通過對循環水質進行化驗，對廣州南站南、北機房中央空調水系統清洗及水質處理，具備執行條件，技術上無障礙。

因此，通過技術改造、更換設備、水質處理和管道預膜等方法，改善中央空調制冷效果，降低運營維護難度，節約維護成本，為旅客提供一個舒適的候車環境等是可行的。

7 對策實施

7.1 更換過濾網及對風柜進行整治

7.1.1 實施內容

空調風柜機組的空氣過濾器堵塞，風柜內負壓嚴重，造成過濾網支架變形，風柜柜體凹陷漏風，空氣阻力較大，嚴重影響了空調風柜機組的送風量和候車大廳的空氣交換量；空調冷凍水的Y型過濾器被冷凍水中的垢質和雜質堵塞，使冷凍水的運行阻力增大，也影響了空調機組的效率。風柜機組過濾網更換和冷凍水Y型過濾器施工內容：風柜漏水及密封整治、過濾網支架整治、風機軸承、新風閥、回風閥執行器整修及葉片加油。

7.1.2 實施效果

整治后，過濾網透風性能良好，增加了送風量和空氣交換量，達到預期效果。

7.2 更換空調風柜電機

7.2.1 實施內容

通過分析論證，經廣州新客站指揮部批準，ABB電機達到原設計要求，決定將全站空調風柜電機更換為ABB電機。

表2 末梢原因調查驗證結果

7.2.2 實施效果

全站165臺空調風柜電機更換工作全部完成，達到預期效果。

7.3 建立冷凍水分支管中央排氣站

7.3.1 實施內容

廣州南站中央空調系統的冷凍水管受換水、大落差、水泄漏、補水等多種因素影響，其中存在大量空氣團，影響了空調機組中表冷器的熱交換效率。由于廣州南站中央空調水循環系統的排氣裝置均設計在18.5m隱蔽夾層中，尋找排氣閥十分困難，而冷凍水管的排氣是一件經常要做的日常維護保養工作。因此，需建立冷凍水管路系統中央排氣排氣站。

排氣站施工內容包括：選擇18.5m設備夾層中冷凍水各分支最高點，采用鍍鋅管將冷凍水供水管、回水管和冷凝水阻燃PVC排水管，分別接到高架候車區風塔內建立排氣站；安裝排氣站組件、制作構架；安裝、更換、調試ZP-1自動排氣閥。

7.3.2 實施效果

建立冷凍水分支管中央排氣站后，冷凍水管道不再有空氣，冷凍水能供到最高點28m商業層，達到預期效果。

7.4 組合實施

對機組除垢，對管道進行預膜，對循環水進行水質處理。

7.4.1 實施內容

廣州南站南機房中央空調水系統清洗及預膜計劃如表3、表4所示。

表3 廣州南站南機房中央空調水系統清洗及預膜計劃

表4 廣州南站南機房中央空調水系統清洗及預膜計劃

7.4.2 實施效果

中央空調水系統清洗及管道預膜按計劃完成并投入使用，達到防蝕、防垢、防污的目的，有效地提高了中央空調主機和水系統熱交換率。

8 效果檢查

8.1 設備運行效果

通過以上措施聯合實施，有針對性地對廣州南站中央空調進行整治，有效地提高了中央空調使用效果。2013年3月至今，多次進行效果檢查，達到預定目標，特別是進入4月份以來，制冷效果良好。

8.2 效益情況

效益情況，如表5所示。

9 鞏固措施

為進一步鞏固已有成果，切實提高中央空調制冷效果，特制定以下措施：

表5 效益情況

（1）定期清洗空調風柜過濾網、Y型過濾器，地下空調風柜至少每兩個月清洗一次，站臺上方18.5m空調風柜至少每三個月清洗一次，每兩年更換一次；對風柜電機、空調機組、水泵等按照技術標準每三個月進行一次油潤保養；每年定期對管道外觀進行除銹。

（2）每年定期更換空調風柜電機皮帶；每年定期清洗冷卻塔；每年定期對機組進行通炮、水質處理；加強與廠家的溝通，利用廠家的技術支持，定期進行跟進維護、保養工作；加強對相關管理人員、維保人員和值班人員安全知識、技術業務知識培訓；加強監督、考核機制，確保設備巡查到位，故障處理及時。

10 結語

高鐵車站空調系統的設備復雜、環節繁多、隱蔽工程量大，給系統維護帶來很多困難，在維護保養等方面有大量細節值得探討與研究。本文從中央空調系統設備維護與改進方面進行了探索，取得了一定的成效，在高鐵大型車站的同類設備的維護與節能方面，人們可以深入細致地開展類似的實踐。