蒸發冷凝冷水機組在地鐵站應用中的注意事項

周穎，魏軍，凌人，李迎春

（1.寧波市軌道交通集團有限公司建設分公司，浙江 寧波 315000；2.廣東申菱環境系統股份有限公司，廣東 佛山 528000）

0 引言

近幾年來，蒸發冷凝技術和蒸發冷凝制冷空調產品在軌道交通領域得到快速發展，尤其在城市地鐵建設工程上，由于蒸發冷凝產品具備取消冷卻塔的顯著特色，能夠解決冷卻塔征地協調、噪聲擾民、影響市容等棘手問題，同時具備運營節能等優勢，從而得到地鐵建設單位一致青睞。而蒸發冷凝機組有別于傳統的風冷與水冷冷水機組，在設計使用過程要做一些適當的調整，并做好其維護與保養工作，才能充分發揮蒸發冷凝機組的節能優勢[1]。

1 蒸發冷凝冷水機組的特點

1.1 機組系統原理

蒸發冷凝冷水機組，由螺桿式壓縮機、蒸發式冷凝器、電子膨脹閥、滿液式蒸發器等主要部件構成（如下圖），采用高換熱效率的蛇形管蒸發式冷凝器的蒸氣壓縮循環冷水機組，用于制備空調用冷水。

蒸發冷凝冷水機組的主要部件為蒸發式冷凝器。蒸發式冷凝器，是利用空氣強制循環和噴淋冷卻水的蒸發將制冷劑冷凝結熱帶走的冷凝器，其中還包括布水系統、循環水泵、排風系統等。

工作時冷卻水通過水泵送到播水盤，通過重力作用均勻淋灑到每一排蛇形管單元，并在蛇形管外表形成一層薄薄的水膜[2]。同時風機強迫空氣掠過蛇形管表面促使水膜強化蒸發吸熱，使得蛇形管內部的高溫氣態冷媒冷凝成常溫液態冷媒，從而帶走冷凝熱。蒸發的水蒸汽隨空氣排走，而未蒸發的水分會滴落到集水槽，并通過水泵形成冷卻水循環。集水槽通過浮球閥自動補水來維持穩定的水位。

1.2 方案設計與選用過程中的注意事項

（1）蒸發冷凝冷水機組對機房安裝空間要求。蒸發冷凝冷水機組為側進風頂排風，在進風側要求有1.5米以上的進風距離；安裝于地下機房時機組頂部需安裝排熱風管，要求機房高度大于4.5米，（如下圖）。

（2）蒸發冷凝冷水機組對排風系統要求。蒸發冷凝冷水機組排出高溫高濕的空氣，為了保證排風管不被腐蝕，排風管應采用鍍鋅鋼板，優選304不銹鋼板，排風機出口應設置消聲器，避免風機噪聲通過排風亭傳到室外。

（3）滿足消防排煙要求。蒸發冷凝冷水機組機房一般設置在新排風亭之間，在消防排煙模式下，為了防止排風道的煙氣通過機房串到新風道中，需要在機房的排風管出口處設置防火閥與電動風閥，在機房的新風進風口處設置電動風閥，在消防排煙模式下電動新排風閥關閉，防火閥關閉。

（4）對蒸發冷凝冷水機組尺寸要求。地鐵站吊裝口尺寸一般為5000＊4000mm，為了保證蒸發冷凝冷水機組能順利吊裝進去，單臺蒸發冷凝冷水機組的尺寸應小于4500＊3500mm，如超過此尺寸，應該做成模塊化組合。

2 蒸發冷凝冷水機組的運行維護

為發揮蒸發冷凝冷水機組的節能優勢，需對蒸發冷凝冷水機組的蒸發冷換熱器進行比常規水系統更嚴格的管理和維保作業。蒸發冷凝器除垢問題尤為重要，除垢不及時，將直接影響系統制冷量[3]。

2.1 蒸發式換熱器表面結垢及其解決措施

蒸發冷凝裝置結垢問題是該技術應用過程中最常見的問題，換熱器結垢，會影響使用效果和換熱效率。

水垢厚度引起的傳熱損失：

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蒸發冷凝換熱器結垢的來源有兩個：一是空氣帶入的顆粒物溶入水中后，在換熱器表面形成軟泥；二是水中的鈣、鎂碳酸鹽受熱分解，析出沉淀物附著在換熱器表面。

采取的解決方案如下：

（1）源頭方面采取措施：①設置軟化水裝置，對硬水進行軟化處理，去除鈣，鎂等離子；②蒸發冷凝進風端設置初效過濾器，充分過濾空氣中的顆粒物，避免形成軟泥。

（2）系統設計方面采取的措施：①降低蒸發冷凝換熱器表面溫度，溫度低則不易結垢；②使冷卻水均勻分布在換熱管表面，形成一層水膜，減少換熱管表面干點的出現，有效防止垢層的形成。

（3）過程控制方面采取措施：通過檢測水盤內循環水的鈣、鎂離子濃度，定期對循環水進行排空處理。

2.2 日常維護工作

正確的維護和及時的維修有利于保證蒸發冷凝冷水機組時刻處于最佳狀態、保持最高效率，并能延長機組的壽命。

根據機組使用手冊的要求制定維護規程，指定合格的設備管理工程師和專門的機組操作員進行機組的日常維護和定期維護。機組的維修工作應由有資格的維修機構進行。

機組維護保養工作的最基礎性的工作是每天以適當的時間間隔（例如一小時）真實地記錄機組的運行參數，填寫機組運行參數表。真實而且完整的運行參數記錄有助于分析機組運行的可能發展趨勢，有助于及時發現和預測機組可能要出現的問題，做到防患于未然[4-5]。

3 結語

相對于傳統的風冷冷水機組和水冷冷水機組在地鐵站空調系統中的應用，蒸發冷凝冷水機組的應用還是較為新的技術，但從技術原理上看，蒸發式冷凝技術可以降低冷凝壓力，減少壓縮機功率，結構上將冷卻塔和冷凝器合為一體，不需要獨立設置冷卻塔，大大減少冷卻水泵流量與揚程，提高整個空調系統能效比，節約水資源。在設計選型過程中要注意與傳統空調系統區別對待，運營期做好機組的日常維護工作，將可充分發揮蒸發冷凝冷水機組的節能優勢。