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，因而有必要進行適時的調(diào)試，確保能夠達到較好的舒適度水平。在這種背景下，文章首先探討了當前所廣泛應用的地鐵空調(diào)系統(tǒng)，進而對地鐵工程中空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試的技術(shù)進行了分析，以求為更好的進行空調(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；類型；技術(shù)

引言

地鐵空調(diào)能夠帶來熱舒適度，其是指在空間環(huán)境中的人體不會感受到太冷或太熱，而是對整體環(huán)境的感覺很滿意。在現(xiàn)今節(jié)能意識高漲的時代，空調(diào)的效率也逐漸為人重視，應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)在及未來必然討論的話題。因此，對于地鐵工程中的空調(diào)系統(tǒng)進行調(diào)試就必須進行適時的強化。

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

1.1 一體頂置式空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試

該配置型號是將所有空調(diào)機組設備（即蒸發(fā)器/通風扇單元、冷凝器/壓縮機單元及冷媒管道部分）均整體安裝于車頂外部，借助車頂與天花板間內(nèi)部裝設的風管，將已過濾、降溫、除濕的空調(diào)冷氣導入風管，再經(jīng)由車內(nèi)天花板的出風口均勻地將冷氣傳送至車廂內(nèi)每一個角落。

由于全部機組設備均配置在車頂部位，不占用車底空間，故列車行駛對空調(diào)設備所引起的污染度較低，冷卻盤管與壓縮機的散熱效果也相對提升；另外，冷媒通道的設置較為單純化、系統(tǒng)故障的偵測較為容易、設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。因為所有系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)設備都裝置在車頂上，因而將導致車廂內(nèi)噪音較大。另外，由于車輛重心的相對提高，將會造成軌道土建開挖斷面應予配合擴大，且軌道車站也必須另行設計車站軌頂排風散熱等設施，以免引起軌道溫升而影響車輛空調(diào)系統(tǒng)性能。這種配置方式較適合應用在中運量車輛，一方面車輛推進動力等設備均須置于車體底盤，以致造成空間有限，另一方面則因承載運量比較低、載客車廂比較小，所需要配備的空調(diào)機冷凍噸位也相對減小。目前，我國不少地鐵線采用該類型號設計。使用中，也需要結(jié)合行駛路線，考量車體動態(tài)包絡線，避免影響土建軌道開挖斷面與軌道車站軌頂排風散熱設施。

1.2 上下分離式空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試

該配置型號是將高壓冷媒部分的冷凝器、壓縮機與集液器等設備，安裝于車體底盤部位，而將低壓冷媒部分的蒸發(fā)器、膨脹閥等設備，則安裝于車頂與天花板內(nèi)的有限空間，風管則采用對角線分布方式裝設于天花板內(nèi)，將車外新鮮空氣與車內(nèi)循環(huán)空氣充分予以混合后，再經(jīng)由已過濾、降溫、除濕的空調(diào)冷氣導入風管，通過車內(nèi)天花板的出風口均勻地吹送至車廂內(nèi)每一個角落。

該系統(tǒng)內(nèi)多項高壓冷媒的設備均裝設于車體底盤部分，且因設備均為分散配置方式，故將降低車廂內(nèi)部噪音程度，而有關(guān)空調(diào)通風管道與車內(nèi)照明燈具，則可充分運用車廂天花板的空間；此外，位于軌道段的車站軌頂也不須再另行設計排風散熱設施，這些都是該類系統(tǒng)型號的優(yōu)點。因為安裝于車頂與天花板間的蒸發(fā)器/通風扇單元與位于車底的冷凝器/壓縮機單元設備間以冷媒通道連接，冷媒通道裝設于車體結(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頗為困難；另外當空調(diào)機冷凍噸數(shù)較大時，蒸發(fā)器的設計局限于車頂與天花板間狹窄的空間內(nèi)，將會導致天花板高度相對降低，容納蒸發(fā)器所需空間。這種配置方式較適用于承載運量較高、載客車廂較大、空調(diào)機冷凍噸數(shù)較大的高運量車輛，因為冷凍噸數(shù)較大的空調(diào)機，其重量與體積會相對增大，為避免單處安裝所造成集中負荷影響車體結(jié)構(gòu)與行駛平衡，故將所有設備分散配置于車頂與車底部位；另外有關(guān)車輛推進動力等設備的運轉(zhuǎn)熱源均集中于車廂底盤，因而土建環(huán)控的排風散熱設施也可考量配合車站建構(gòu)予以整體規(guī)劃，以期達到節(jié)省空間與發(fā)揮較高效能的設計。

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

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

二是出風口送風角度越大（水平向下45°），則車廂內(nèi)部平均溫度較低；PMV值朝向遠離熱舒適偏低的指標值，送風角度越?。ㄋ?°），則車廂內(nèi)部平均溫度較高；PMV值朝向遠離熱舒適偏高的指標值。平均溫差最大可達1.7℃；因此出風口送風角度的變化對車廂內(nèi)部氣流分布的情形也有明顯相關(guān)。

三是改變出風口送風角度為水平向下15°、30°及45°，比較水平與水平向下15°的平均溫度，距離車廂地板表面0m～1.1m的高度，車廂內(nèi)部的平均溫度降低約0.6℃～1.3℃，對于車廂內(nèi)部氣流有相當?shù)母纳?，比較送風角度為水平向下30°與水平向下15°的平均溫度并沒有明顯的降低，PMV值降低約0.01～0.05，再比較送風角度為水平向下45°與水平向下15°的平均溫度，車廂內(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。因而改變送風角度為水平向下45°更能有效降低車廂內(nèi)部的平均溫度，獲得更佳的冷房效果。

四是即使送風角度為水平向下，45°最能有效降低車廂內(nèi)部的平均溫度與PMV值，但是當搭乘地鐵系統(tǒng)的乘客再增加時，則整體送風量也隨之提高而使得送風速度加快，受限于車廂高度并且考量乘客身高的因素，較高的送風速度將使得舒適度降低而影響搭乘品質(zhì)，因而送風速度0.4m/s及送風角度為水平向下15°時，距離車廂地板表面0m～1.1m的高度，車廂內(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)與通風方面的相關(guān)建議參數(shù)，采用送風速度0.27m/s（送風角度為水平向下15°）時，距離車廂地板表面0m～1.1m的高度，車廂內(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。將使得車廂內(nèi)部平均溫度值遠離可接受的舒適區(qū)域溫、濕度曲線圖的數(shù)值（夏天24℃～26℃），應加以關(guān)注。

參考文獻

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