地鐵工程中空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試方案探討

王力

摘 要：地鐵工程的空調(diào)系統(tǒng)直接決定著乘客的舒適度，因而有必要進(jìn)行適時(shí)的調(diào)試，確保能夠達(dá)到較好的舒適度水平。在這種背景下，文章首先探討了當(dāng)前所廣泛應(yīng)用的地鐵空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)地鐵工程中空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試的技術(shù)進(jìn)行了分析，以求為更好的進(jìn)行空調(diào)調(diào)試提供必要的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；空調(diào)系統(tǒng)；調(diào)試方案；類(lèi)型；技術(shù)

引言

地鐵空調(diào)能夠帶來(lái)熱舒適度，其是指在空間環(huán)境中的人體不會(huì)感受到太冷或太熱，而是對(duì)整體環(huán)境的感覺(jué)很滿意。在現(xiàn)今節(jié)能意識(shí)高漲的時(shí)代，空調(diào)的效率也逐漸為人重視，應(yīng)該如何以較少的能源獲得較好的地鐵空調(diào)系統(tǒng)舒適度是現(xiàn)在及未來(lái)必然討論的話題。因此，對(duì)于地鐵工程中的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試就必須進(jìn)行適時(shí)的強(qiáng)化。

1 地鐵工程中空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試方案涉及到的類(lèi)型

1.1 一體頂置式空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試

該配置型號(hào)是將所有空調(diào)機(jī)組設(shè)備（即蒸發(fā)器/通風(fēng)扇單元、冷凝器/壓縮機(jī)單元及冷媒管道部分）均整體安裝于車(chē)頂外部，借助車(chē)頂與天花板間內(nèi)部裝設(shè)的風(fēng)管，將已過(guò)濾、降溫、除濕的空調(diào)冷氣導(dǎo)入風(fēng)管，再經(jīng)由車(chē)內(nèi)天花板的出風(fēng)口均勻地將冷氣傳送至車(chē)廂內(nèi)每一個(gè)角落。

由于全部機(jī)組設(shè)備均配置在車(chē)頂部位，不占用車(chē)底空間，故列車(chē)行駛對(duì)空調(diào)設(shè)備所引起的污染度較低，冷卻盤(pán)管與壓縮機(jī)的散熱效果也相對(duì)提升；另外，冷媒通道的設(shè)置較為單純化、系統(tǒng)故障的偵測(cè)較為容易、設(shè)備維修的妥善率也明顯提高，這都是一體頂置式空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樗邢到y(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備都裝置在車(chē)頂上，因而將導(dǎo)致車(chē)廂內(nèi)噪音較大。另外，由于車(chē)輛重心的相對(duì)提高，將會(huì)造成軌道土建開(kāi)挖斷面應(yīng)予配合擴(kuò)大，且軌道車(chē)站也必須另行設(shè)計(jì)車(chē)站軌頂排風(fēng)散熱等設(shè)施，以免引起軌道溫升而影響車(chē)輛空調(diào)系統(tǒng)性能。這種配置方式較適合應(yīng)用在中運(yùn)量車(chē)輛，一方面車(chē)輛推進(jìn)動(dòng)力等設(shè)備均須置于車(chē)體底盤(pán)，以致造成空間有限，另一方面則因承載運(yùn)量比較低、載客車(chē)廂比較小，所需要配備的空調(diào)機(jī)冷凍噸位也相對(duì)減小。目前，我國(guó)不少地鐵線采用該類(lèi)型號(hào)設(shè)計(jì)。使用中，也需要結(jié)合行駛路線，考量車(chē)體動(dòng)態(tài)包絡(luò)線，避免影響土建軌道開(kāi)挖斷面與軌道車(chē)站軌頂排風(fēng)散熱設(shè)施。

1.2 上下分離式空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試

該配置型號(hào)是將高壓冷媒部分的冷凝器、壓縮機(jī)與集液器等設(shè)備，安裝于車(chē)體底盤(pán)部位，而將低壓冷媒部分的蒸發(fā)器、膨脹閥等設(shè)備，則安裝于車(chē)頂與天花板內(nèi)的有限空間，風(fēng)管則采用對(duì)角線分布方式裝設(shè)于天花板內(nèi)，將車(chē)外新鮮空氣與車(chē)內(nèi)循環(huán)空氣充分予以混合后，再經(jīng)由已過(guò)濾、降溫、除濕的空調(diào)冷氣導(dǎo)入風(fēng)管，通過(guò)車(chē)內(nèi)天花板的出風(fēng)口均勻地吹送至車(chē)廂內(nèi)每一個(gè)角落。

該系統(tǒng)內(nèi)多項(xiàng)高壓冷媒的設(shè)備均裝設(shè)于車(chē)體底盤(pán)部分，且因設(shè)備均為分散配置方式，故將降低車(chē)廂內(nèi)部噪音程度，而有關(guān)空調(diào)通風(fēng)管道與車(chē)內(nèi)照明燈具，則可充分運(yùn)用車(chē)廂天花板的空間；此外，位于軌道段的車(chē)站軌頂也不須再另行設(shè)計(jì)排風(fēng)散熱設(shè)施，這些都是該類(lèi)系統(tǒng)型號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榘惭b于車(chē)頂與天花板間的蒸發(fā)器/通風(fēng)扇單元與位于車(chē)底的冷凝器/壓縮機(jī)單元設(shè)備間以冷媒通道連接，冷媒通道裝設(shè)于車(chē)體結(jié)構(gòu)側(cè)墻內(nèi)部，故相關(guān)的維修保養(yǎng)工作與故障泄漏偵測(cè)頗為困難；另外當(dāng)空調(diào)機(jī)冷凍噸數(shù)較大時(shí)，蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)局限于車(chē)頂與天花板間狹窄的空間內(nèi)，將會(huì)導(dǎo)致天花板高度相對(duì)降低，容納蒸發(fā)器所需空間。這種配置方式較適用于承載運(yùn)量較高、載客車(chē)廂較大、空調(diào)機(jī)冷凍噸數(shù)較大的高運(yùn)量車(chē)輛，因?yàn)槔鋬鰢崝?shù)較大的空調(diào)機(jī)，其重量與體積會(huì)相對(duì)增大，為避免單處安裝所造成集中負(fù)荷影響車(chē)體結(jié)構(gòu)與行駛平衡，故將所有設(shè)備分散配置于車(chē)頂與車(chē)底部位；另外有關(guān)車(chē)輛推進(jìn)動(dòng)力等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)熱源均集中于車(chē)廂底盤(pán)，因而土建環(huán)控的排風(fēng)散熱設(shè)施也可考量配合車(chē)站建構(gòu)予以整體規(guī)劃，以期達(dá)到節(jié)省空間與發(fā)揮較高效能的設(shè)計(jì)。

2 地鐵工程中空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試方案的技術(shù)分析

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

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

三是改變出風(fēng)口送風(fēng)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(chē)廂地板表面0m～1.1m的高度，車(chē)廂內(nèi)部的平均溫度降低約0.6℃～1.3℃，對(duì)于車(chē)廂內(nèi)部氣流有相當(dāng)?shù)母纳疲容^送風(fēng)角度為水平向下30°與水平向下15°的平均溫度并沒(méi)有明顯的降低，PMV值降低約0.01～0.05，再比較送風(fēng)角度為水平向下45°與水平向下15°的平均溫度，車(chē)廂內(nèi)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(fēng)角度為水平向下45°更能有效降低車(chē)廂內(nèi)部的平均溫度，獲得更佳的冷房效果。

四是即使送風(fēng)角度為水平向下，45°最能有效降低車(chē)廂內(nèi)部的平均溫度與PMV值，但是當(dāng)搭乘地鐵系統(tǒng)的乘客再增加時(shí)，則整體送風(fēng)量也隨之提高而使得送風(fēng)速度加快，受限于車(chē)廂高度并且考量乘客身高的因素，較高的送風(fēng)速度將使得舒適度降低而影響搭乘品質(zhì)，因而送風(fēng)速度0.4m/s及送風(fēng)角度為水平向下15°時(shí)，距離車(chē)廂地板表面0m～1.1m的高度，車(chē)廂內(nèi)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(jīng)濟(jì)又能符合節(jié)能減碳的要求。

五是若按照現(xiàn)行地鐵特別技術(shù)規(guī)范關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)與通風(fēng)方面的相關(guān)建議參數(shù)，采用送風(fēng)速度0.27m/s（送風(fēng)角度為水平向下15°）時(shí)，距離車(chē)廂地板表面0m～1.1m的高度，車(chē)廂內(nèi)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(chē)廂內(nèi)部平均溫度值遠(yuǎn)離可接受的舒適區(qū)域溫、濕度曲線圖的數(shù)值（夏天24℃～26℃），應(yīng)加以關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

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