孟令超

摘  要：本文介绍了南京地铁珠江路站内空调通风系统设备冷水机组频繁故障，经过分析总结，排除了冷水机组蒸发器温度设定值过低、水路不通畅等机组自身原因，而真正原因是站内一小系统（K4系统）设计不合理所致，致使通风系统内的热负荷过大，引起冷水机组过载故障报警。后经过对该小系统的改造，恢复了机组正常运转，也节约了能源。

关键词：南京地铁;通风空调;控制;节约;改造

前言

南京地铁通风空调系统是采用的山东烟台的顿汉布什的水冷式螺杆冷水机组，冷水机组压缩机内制冷剂是R22，冷却剂是水，冷水机组先将蒸发器内的水冷却到设定值，再用水泵将低温的冷冻水输送到各个空调机组中，利用低温的冷冻水来冷却空气，再利用风机将低温的空气沿着管路输送到各自的空间，达到调节控制温湿度及人体舒适度的目的。

一、故障现象

南京地铁车内站通风空调系统包括水循环系统和通风系统两方面，自2005年投入试运行，至今已经历了三个通风空调季节。在设备运行这三年期间，车站的通风系统设备都是能够正常运转的，保障了车站内的恒定的温度、湿度、舒适度，给乘客带来提供一个舒适的乘车环境，也保障车站内的工作人员及设备正常工作。但是在日常巡检和保养过程中，也发现有个别几个车站的通风系统存在着些问题，如风量控制不当，新风量供给不足，回风量过大以及热负荷过大等问题，甚至是故障报警。

通风空调小系统供冷送风不匀的现象普遍存在，部分站甚至出现了因系统设计错误导致系统无法正常运行的故障，其中以珠江路情况尤为严重。在2007年通风空调季节，特别是在温度最高的8月9月份，小系统冷水机组LS-5频繁启动，不能正常平稳工作，甚至出现过一天曾因热负载过大导致电流过载出现了8次故障报警。

二、故障原因

1.是蒸发温度设置值太低

机组上的计算机是通过给压缩机上的加载及卸载电磁阀送脉冲信号，把蒸发器内的冷冻水温度限制在一个很窄的死区范围内。加载及卸载电磁阀确定压缩机中润滑阀的位置，从而控制了其容量的大小。是由计算机来确定一个期望的符合值，并根据目标负荷与实际负荷的差异改变脉冲持续时间。为了防止出现明显的温度波动，目标负荷可以根据接近期望的温度的速度而变化。电流限制优先于温度控制功能。

当机组已经达到空间的温度时，压缩机本可以平稳工作，但是由于压缩机的蒸发温度本身设置为7℃，值太低，机组自身的计算机认定的蒸发温度还没有到达设定值，所以压缩机还在往设定的目标温度继续工作，这样就超出了压缩机及计算机自身的工作负荷，导致压缩机超负荷运转以及故障报警。

于是将冷水机组控制面板上的蒸发温度设定值从7℃上调至10℃。当时初见效果，负荷暂时小了不少，从未调节前的98%下降到85%，但这只是在上午室内外温度不是很高的情况下的效果。到了温度升高的下午，负荷又上升到了96%。压缩机仍然处在超负荷运转工作中，还是经常报警，也就是说机组经不起高温的考验。

2.是水路系统不通畅

再考虑到问题是不是出现在水系统上，理论上如果水流量没有达到机组所需要的流量，机组所产生的热量没有办法利用水量来冷却。也就是说当机组的温度已经达到所设定的温度，将水的温度也降至低温度，但是水流量不足，没有充分发挥冷却介质的作用，导致出风口处的空气没有被冷却就进入了房间内，也没有将房间内温度降下来，热负荷又回到空调机组内，空调内的温度也就回到了机组内，成了热负荷。这样的带热负荷循环就使得压缩机长期处于高负荷运转中，计算机一直没有达到设定温度时，就不会发出卸载指令，使压缩机组长期处于超负荷工作状态而报警。

经仔细检查水路系统没有水阀关闭，水路也很通畅。所以经分析不是水路不畅这个原因。

3.是风系统设计不合理

经过仔细检查，反复分析，在空调季节里，该站小系统中的送风系统中风机盘管K-3、K-4没有象常规设计那样将温度较低的回风返回到组合空调柜的混合室内，而是全部排放到排风井，这样导致大量的能量浪费。并且，新风系统没有设置风量调节阀，在室外温度高达34℃以上时仍然将高温的全新风吸入组合空调柜内（等同于全新风运行模式）。其结果是组合空调柜负荷过重，直接导致冷水机组LS-5长时间满载甚至超载运行，因而使得冷水机组频繁出现电流过载故障。

现需在K-4的新风口处加装手动调节阀;在排风口处也加装手动调节阀;在排风机P-3和自动排烟防火阀ZP-5后面的排风管与K-4的混合室之间连接一段回风管路，并在靠近混合室的回风管处加装一手动调节阀。在通风空调季节，将新风口和排风口处的手动调节阀关小至约15%～25%（即按最小新风模式运行），减少高温新风的吸入及低温回风的排放，靠近混合室的回风管处的手动调节阀要全部打开，让回风管内低温回风回流到混合室，因而降低组合空调柜及冷水机组的热负荷，从而保证设备正常运行。非空调季节时，新风进风口和排风口处的手动调节阀全开，关闭靠近混合室的回风管处的手动调节阀，即可实现全新风模式运行。

三、故障处理结果

此改造工程完工后，能部分降低组合空调柜K-4及冷水机组LS-5的负荷，使冷水机组正常运行，避免频繁出现电流过载故障。一俟改造，节能效果显著。改造前LS-5基本上处于满负荷甚至过载运行状态，但改造过后，该冷水机组根据外界环境温度的变化，基本上以50%～60%的负荷运行。珠江路站冷水机组LS-5的型号WCFX12B，运行功率为78kW。空调季节该机组24h运行，每年的空调季节从5月初至10月底，運行时间达180天。

1.改造后节能和节省费用情况概算如下

1.1  满负荷运行时的耗能

78 kW × 24h × 184天 = 344448 kWh

1.2  满负荷运行时的费用

344448 × 0.55 = 189446.4元（以每kWh0.55元计算）

1.3  改造后按60%的负荷运行耗能

344448 × 60% = 206669 kW h

1.4  改造后按60%的负荷运行的费用

206669 × 0.55 =113667.8元

1.5  改造后每年节能

344448 – 206669 = 137779 kWh

1.6  改造后每年节省费用

189446.4 - 113667.8 = 75778.6元

以上概算得知，改造后节能，节省费用情况十分显著，更重要的是，改造后冷水机组能够无故障的长期平稳运行，使机组的使用寿命得到保证。这样大大的节约了电能的消耗，也节约了用电费用，节约了南京地铁的运营成本。

四、结束语

经过对该系统的改造，车站内的空调通风系统设备能够正常运转，提高了空间的舒适度以及温湿度的质量，也减小了能量的消耗，资源的浪费，尤其是电能的消耗，节约了用电费用，节约了运营成本。