多聯機空調與機械通風集成系統的運用研究

朱勛念

（中鐵十九局集團電務工程有限公司，北京 100026）

0 引言

地鐵車站內的不同設備管理用房有著不同的環境溫度需求，在多數狀態下需要合理設置通風空調系統，合理進行余熱、余濕的控制，充分保障室內設備的運行溫度。利用多聯機空調與機械通風集成系統進行處理，可以有效滿足不同房間對環境的不同需求，為地鐵車站的安全穩定運行提供技術支持，構建良好的管理環境。

1 多聯機空調與機械通風集成系統適應性分析

多聯機空調與機械通風集成系統在地鐵設備管理中應用具有顯著的優勢特征，其主要的優點如下：

1.1 對環境溫度等參數的獨立調節控制

室內機自控系統可以根據接收到的參數情況對環境參數實現獨立的控制處理，例如在每個房間中可以根據具體的溫度需求進行溫度的獨立調節處理。

1.2 系統可靠性較高

根據地鐵環境參數及運行需求，當車站設備管理用房利用單一的通風空調系統進行環境控制處理的時候，若室內、外環境參數相差較大，部分管理用房內的參數就會出現不滿足要求的狀況。利用多聯機空調與機械通風集成系統進行環境控制，可以充分提升系統運行的穩定性、可靠性，該多聯機空調與機械通風集成系統在應用中具有互補的作用。在地鐵車站控制室、各類設備室和變電所設備房等重要房間，根據其需求合理設置室內機，可高效、可靠地實現各房間環境參數的控制。

1.3 安裝便捷節約空間

其室內機與室外主機主要通過冷媒銅管連接，冷媒銅管的管徑相對較小，對安裝空間的要求較低，且安裝快捷。通常多聯機室外主機都安裝在車站室外地面，但地鐵周邊往往是繁華區域或交通主干道，常會遇到室外機沒有安裝空間的問題。在車站排風井內安裝室外主機可有效解決車站外主機無安裝空間的難題，合理利用多聯機與機械通風集成系統將室外機的余熱排出至室外，同時可以有效縮短主機與室內機之間的冷媒銅管長度，有效降低了管長冷量的衰減問題。通過多聯機空調與機械通風集成系統可以有效解決各種問題與不足，在地鐵車站環境控制中應用效果顯著，運行可靠。

2 地鐵車站設備管理用房應用方案

2.1 多聯機通風系統改進優化方案

多數的城市地鐵車站進行共用冷源系統設計中，將多聯機空調系統作為備用系統，在設計中根據100%的冷負荷進行設計分析。在運營中，設備房間中的發熱量普遍低于設計冷量的問題顯著，導致通風空調設備出現低負荷率運行等問題。系統在非運營階段中并不會應用冷機，一般狀況下在系統檢修維護和非運營階段，其產生最高冷負荷的概率不高。而不同類型的設備在運行中有著不同的特征，對此，此種設計在實際中還存在一定問題。

綜合實際狀況進行分析，在處理中可以將多聯機空調系統作為全空氣系統的備用方案，在設計中根據負荷不保證率進行主要系統和備用系統的設計配置。例如，當按冷負荷在70%的狀態進行工況設計時，一般利用空調系統就可以有效滿足不同時段中各房間對不同環境參數的需求；而在較高負荷的狀態下，空調系統不能滿足工況要求的參數時，利用集成聯動設備進行處理，實現輔助降溫，則可以達到共同承擔室內負荷的目的。

在實際中，可以在合理進行設備投資管理的基礎之上，進行運營能耗的計算并確定出較優的方案，達到節約運營成本的目地。當遠期負荷無法滿足設計負荷的狀態下，其具有一定的可行性。

2.2 設計要點

分析多聯機空調與機械通風集成系統的實際運行狀態，綜合具體的使用需求，合理設計可以切實提升系統的有效性、適用性。進行多聯機空調與機械通風集成系統的設計應用中的3 個關鍵要點如下：

（1）非空調季節。在非空調季節中要避免盲目進行機械通風系統和多聯機空調系統的轉換處理，在實際中要綜合具體的狀態進行分析，對系統工況進行實際測量，準確掌握系統所處的具體狀態。在特定狀態下，機械通風系統在運行中產生的能耗會相對較高，對此，在實際中可以綜合具體的需求，利用機械通風的控制系統實現變風量調整。

（2）空氣過濾措施。機械通風系統可以綜合空氣過濾措施，通過在新風道中安裝集中的板式過濾器的方式進行空氣凈化處理，對于一些重要房間的通風系統則可以利用高效過濾系統進行處理。

（3）綜合系統冗余性。在進行多聯機空調與機械通風集成系統的設計應用中，為了提升系統的可靠性，通常室外機系統都會設計備用設備，常用和備用設備可同時運行承擔室內負荷，也可單獨運行承擔室內負荷。

2.3 聯合應用

分析各管理用房的需求，如供電設備房、通信設備室等房間的發熱量大的特點，車站的這些房間在空調季節通常采用機械通風系統與多聯機空調共同完成房間內環境的控制，而在空調的淡季則直接利用機械通風進行熱量的處理。地鐵車站內與多聯機集成的這些小系統通常與其他區域的小系統共用冷源設備。在空調季節一些房間無法滿足系統負荷的時候，則可啟動備用多聯機的室外機，實現對系統負荷的共同承擔，這樣則可以有效減少通風空調系統的運行負擔，有效降低通風空調系統在運行中產生的能耗量。而備用室外機則可以根據具體的需求情況進行計算和設計，無需按100%的冷負荷進行配置。

3 在地鐵車站設備管理用房中的運用

多聯機空調與機械通風集成系統是一種通過聯合應用多聯機空調系統、機械通風系統來實現控制環境參數的復合系統。在空調季節中，房間的冷負荷主要利用多聯機與空調系統處理；在非空調季節時，則主要利用機械通風系統進行處理，通過對室外低溫通風進行處理達到室內余熱控制的目的。多聯機空調與機械通風集成系統在實際中具有顯著的優勢，具有一定的獨立性。在非運營階段可以完全關閉冷水系統，其具有集成性的特性，可以根據不同房間的不同需求，綜合空調的冷負荷進行調節，設備具有溫度、高效的特性，具有節能降耗的作用。

3.1 綜合空氣預處理進行機械通風系統設計

在多聯機與機械通風集成系統實際的運營中發現，在風口和房間中的設備出現了粉塵堆積問題，主要原因是沒有對機械通風系統的新風設置過濾裝置。對此，合理的集成系統要做到以下3 點：①在新風道中過風面積較大，為了避免粉塵堆積可以將風速控制在4～5 m/s，再在新風道中設置1 平板式過濾器，例如用過濾粒徑≥10 μm 的金屬波紋網作為過濾器，其具有便于沖洗、清潔的特點；②做好風道的壁面改良處理，保障壁面的清潔性、光滑性，可以有效抑制灰塵；③對于重要的房間要合理進行送風管新風入口的空氣過濾處理，合理控制風速，對其進行集中過濾措施處理，條件不允許的可以在每個房間的送風口設置過濾網，進而達到減少室內灰塵堆積的目的。

3.2 關鍵房間多聯機系統冗余應用

在重要設備用房的空調系統設計時，要綜合設備的安全性合理分析。所設計的機械通風系統要滿足非空調季節中的通風運行需求，例如保障氣體滅火保護系統的排氣需求等。在系統多聯機出現故障時，對其進行檢修的時候利用機械通風系統可以有效消除房間中的熱量。在重要設備的備用房間中要設置2 臺或以上的室內機，合理進行室內總冷量配置的冗余，以保障其可以滿足在室內機故障時室內的制冷量。各個室外機模塊可以實現單獨配電，避免相互間產生影響。

冷媒泄漏等問題會導致多聯機系統出現癱瘓，為了合理規避此種問題，在關鍵的設備用房可以進行多聯機系統冗余配置。在設計中通過2 套獨立的多聯機設備共同為室內承擔負荷，而室內機則宜設置為偶數，這樣可以有效提升系統設計的安全性。

在進入空調季節的初期，室、內外環境參數相差不大且系統的運行負荷率在50%的狀態之下，可以2 套系統輪換應用，在滿足系統需求的同時，達到延長設備應用壽命的目的。

3.3 變電所房間與大系統共用冷源系統

供電房間中的設備發熱量相對較大，機械通風系統的管道截面積也相對較大，管線在布置中存在一定難度，在管線處理中要綜合安全距離等多種因素進行分析。如果單獨采用1 個多聯機空調系統進行供電房間環境控制，會導致室外機的數量增多，室外機的占地面積也相對較大。因此需要采用與其他區域系統共用冷源的方式進行空氣處理，可以減少額外的能耗。

變電所的強電設備發熱量具有規律性，在其運營時段負荷較大的時候會出現發熱量的高峰；而在停運的時候其負荷降低，發熱量減少。對此，在設計中要對其合理分析。在空調季節的運營中可以利用冷風的方式進行設備的降溫處理；而在非運營階段則可以利用機械通風的方式進行余熱管理。在非空調的季節，室外溫度不高，無需消除大量的通風量，具有可實現性。

利用全空氣系統進行處理，要綜合冷風在進行室內外熱負荷能力處理中的差異性進行分析。一般狀況下，通風溫度較低時利用機械方式進行通風處理。綜合強電房間的設備特征，在不同季節的轉換中，室內溫度40～42 ℃可以視為常規的工作環境。在冷水系統停運的季節要綜合空調冷風量進行通風系統的配置，使其可以滿足消除余熱的實際需求。

在空調季節，利用冷風實現對運營時段和公共區域的冷源共用，達到降溫的目的。在非運營階段則可以根據設備的發熱量進行分析，如基于設備發熱量為設計負荷40%進行冷風降溫系統風量的設計分析。

基于強電設備房間、弱電設備房間的發熱量特征和地區環境溫度的特性進行分析，強電設備房間和其他弱電設備房間，可實現共用室外機冷源的多聯機系統與機械通風系統的集成，而公共區負荷較大的區域利用全空氣系統進行環境空氣處理。綜合室內外的通風溫度的不同變化，風機利用變頻控制系統進行處理，基于負荷的具體變化進行風量調整，達到降低通風能耗的目的。

4 結束語

在地鐵車站設備管理用房中應用多聯機空調與機械通風集成系統可以有效提升系統的穩定性，增強系統的可靠性，有效解決了傳統全空氣空調系統存在的問題和不足，充分滿足了不同設備管理房間的個性化調節需求，在實際應用中具有良好的性能，在根本上為地鐵車站設備管理用房的運營管理提供了有效支持。