淺論地鐵空調小系統故障與處理

孟令超

摘? 要：本文介紹了南京地鐵珠江路站內空調通風系統設備冷水機組頻繁故障，經過分析總結，排除了冷水機組蒸發器溫度設定值過低、水路不通暢等機組自身原因，而真正原因是站內一小系統（K4系統）設計不合理所致，致使通風系統內的熱負荷過大，引起冷水機組過載故障報警。后經過對該小系統的改造，恢復了機組正常運轉，也節約了能源。

關鍵詞：南京地鐵;通風空調;控制;節約;改造

前言

南京地鐵通風空調系統是采用的山東煙臺的頓漢布什的水冷式螺桿冷水機組，冷水機組壓縮機內制冷劑是R22，冷卻劑是水，冷水機組先將蒸發器內的水冷卻到設定值，再用水泵將低溫的冷凍水輸送到各個空調機組中，利用低溫的冷凍水來冷卻空氣，再利用風機將低溫的空氣沿著管路輸送到各自的空間，達到調節控制溫濕度及人體舒適度的目的。

一、故障現象

南京地鐵車內站通風空調系統包括水循環系統和通風系統兩方面，自2005年投入試運行，至今已經歷了三個通風空調季節。在設備運行這三年期間，車站的通風系統設備都是能夠正常運轉的，保障了車站內的恒定的溫度、濕度、舒適度，給乘客帶來提供一個舒適的乘車環境，也保障車站內的工作人員及設備正常工作。但是在日常巡檢和保養過程中，也發現有個別幾個車站的通風系統存在著些問題，如風量控制不當，新風量供給不足，回風量過大以及熱負荷過大等問題，甚至是故障報警。

通風空調小系統供冷送風不勻的現象普遍存在，部分站甚至出現了因系統設計錯誤導致系統無法正常運行的故障，其中以珠江路情況尤為嚴重。在2007年通風空調季節，特別是在溫度最高的8月9月份，小系統冷水機組LS-5頻繁啟動，不能正常平穩工作，甚至出現過一天曾因熱負載過大導致電流過載出現了8次故障報警。

二、故障原因

1.是蒸發溫度設置值太低

機組上的計算機是通過給壓縮機上的加載及卸載電磁閥送脈沖信號，把蒸發器內的冷凍水溫度限制在一個很窄的死區范圍內。加載及卸載電磁閥確定壓縮機中潤滑閥的位置，從而控制了其容量的大小。是由計算機來確定一個期望的符合值，并根據目標負荷與實際負荷的差異改變脈沖持續時間。為了防止出現明顯的溫度波動，目標負荷可以根據接近期望的溫度的速度而變化。電流限制優先于溫度控制功能。

當機組已經達到空間的溫度時，壓縮機本可以平穩工作，但是由于壓縮機的蒸發溫度本身設置為7℃，值太低，機組自身的計算機認定的蒸發溫度還沒有到達設定值，所以壓縮機還在往設定的目標溫度繼續工作，這樣就超出了壓縮機及計算機自身的工作負荷，導致壓縮機超負荷運轉以及故障報警。

于是將冷水機組控制面板上的蒸發溫度設定值從7℃上調至10℃。當時初見效果，負荷暫時小了不少，從未調節前的98%下降到85%，但這只是在上午室內外溫度不是很高的情況下的效果。到了溫度升高的下午，負荷又上升到了96%。壓縮機仍然處在超負荷運轉工作中，還是經常報警，也就是說機組經不起高溫的考驗。

2.是水路系統不通暢

再考慮到問題是不是出現在水系統上，理論上如果水流量沒有達到機組所需要的流量，機組所產生的熱量沒有辦法利用水量來冷卻。也就是說當機組的溫度已經達到所設定的溫度，將水的溫度也降至低溫度，但是水流量不足，沒有充分發揮冷卻介質的作用，導致出風口處的空氣沒有被冷卻就進入了房間內，也沒有將房間內溫度降下來，熱負荷又回到空調機組內，空調內的溫度也就回到了機組內，成了熱負荷。這樣的帶熱負荷循環就使得壓縮機長期處于高負荷運轉中，計算機一直沒有達到設定溫度時，就不會發出卸載指令，使壓縮機組長期處于超負荷工作狀態而報警。

經仔細檢查水路系統沒有水閥關閉，水路也很通暢。所以經分析不是水路不暢這個原因。

3.是風系統設計不合理

經過仔細檢查，反復分析，在空調季節里，該站小系統中的送風系統中風機盤管K-3、K-4沒有象常規設計那樣將溫度較低的回風返回到組合空調柜的混合室內，而是全部排放到排風井，這樣導致大量的能量浪費。并且，新風系統沒有設置風量調節閥，在室外溫度高達34℃以上時仍然將高溫的全新風吸入組合空調柜內（等同于全新風運行模式）。其結果是組合空調柜負荷過重，直接導致冷水機組LS-5長時間滿載甚至超載運行，因而使得冷水機組頻繁出現電流過載故障。

現需在K-4的新風口處加裝手動調節閥;在排風口處也加裝手動調節閥;在排風機P-3和自動排煙防火閥ZP-5后面的排風管與K-4的混合室之間連接一段回風管路，并在靠近混合室的回風管處加裝一手動調節閥。在通風空調季節，將新風口和排風口處的手動調節閥關小至約15%～25%（即按最小新風模式運行），減少高溫新風的吸入及低溫回風的排放，靠近混合室的回風管處的手動調節閥要全部打開，讓回風管內低溫回風回流到混合室，因而降低組合空調柜及冷水機組的熱負荷，從而保證設備正常運行。非空調季節時，新風進風口和排風口處的手動調節閥全開，關閉靠近混合室的回風管處的手動調節閥，即可實現全新風模式運行。

三、故障處理結果

此改造工程完工后，能部分降低組合空調柜K-4及冷水機組LS-5的負荷，使冷水機組正常運行，避免頻繁出現電流過載故障。一俟改造，節能效果顯著。改造前LS-5基本上處于滿負荷甚至過載運行狀態，但改造過后，該冷水機組根據外界環境溫度的變化，基本上以50%～60%的負荷運行。珠江路站冷水機組LS-5的型號WCFX12B，運行功率為78kW。空調季節該機組24h運行，每年的空調季節從5月初至10月底，運行時間達180天。

1.改造后節能和節省費用情況概算如下

1.1? 滿負荷運行時的耗能

78 kW × 24h × 184天 = 344448 kWh

1.2? 滿負荷運行時的費用

344448 × 0.55 = 189446.4元（以每kWh0.55元計算）

1.3? 改造后按60%的負荷運行耗能

344448 × 60% = 206669 kW h

1.4? 改造后按60%的負荷運行的費用

206669 × 0.55 =113667.8元

1.5? 改造后每年節能

344448 – 206669 = 137779 kWh

1.6? 改造后每年節省費用

189446.4 - 113667.8 = 75778.6元

以上概算得知，改造后節能，節省費用情況十分顯著，更重要的是，改造后冷水機組能夠無故障的長期平穩運行，使機組的使用壽命得到保證。這樣大大的節約了電能的消耗，也節約了用電費用，節約了南京地鐵的運營成本。

四、結束語

經過對該系統的改造，車站內的空調通風系統設備能夠正常運轉，提高了空間的舒適度以及溫濕度的質量，也減小了能量的消耗，資源的浪費，尤其是電能的消耗，節約了用電費用，節約了運營成本。