多联机空调与机械通风集成系统的运用研究

2020-02-15朱勋念

设备管理与维修 2020年16期

朱勋念

（中铁十九局集团电务工程有限公司，北京 100026）

0 引言

地铁车站内的不同设备管理用房有着不同的环境温度需求，在多数状态下需要合理设置通风空调系统，合理进行余热、余湿的控制，充分保障室内设备的运行温度。利用多联机空调与机械通风集成系统进行处理，可以有效满足不同房间对环境的不同需求，为地铁车站的安全稳定运行提供技术支持，构建良好的管理环境。

1 多联机空调与机械通风集成系统适应性分析

多联机空调与机械通风集成系统在地铁设备管理中应用具有显著的优势特征，其主要的优点如下：

1.1 对环境温度等参数的独立调节控制

室内机自控系统可以根据接收到的参数情况对环境参数实现独立的控制处理，例如在每个房间中可以根据具体的温度需求进行温度的独立调节处理。

1.2 系统可靠性较高

根据地铁环境参数及运行需求，当车站设备管理用房利用单一的通风空调系统进行环境控制处理的时候，若室内、外环境参数相差较大，部分管理用房内的参数就会出现不满足要求的状况。利用多联机空调与机械通风集成系统进行环境控制，可以充分提升系统运行的稳定性、可靠性，该多联机空调与机械通风集成系统在应用中具有互补的作用。在地铁车站控制室、各类设备室和变电所设备房等重要房间，根据其需求合理设置室内机，可高效、可靠地实现各房间环境参数的控制。

1.3 安装便捷节约空间

其室内机与室外主机主要通过冷媒铜管连接，冷媒铜管的管径相对较小，对安装空间的要求较低，且安装快捷。通常多联机室外主机都安装在车站室外地面，但地铁周边往往是繁华区域或交通主干道，常会遇到室外机没有安装空间的问题。在车站排风井内安装室外主机可有效解决车站外主机无安装空间的难题，合理利用多联机与机械通风集成系统将室外机的余热排出至室外，同时可以有效缩短主机与室内机之间的冷媒铜管长度，有效降低了管长冷量的衰减问题。通过多联机空调与机械通风集成系统可以有效解决各种问题与不足，在地铁车站环境控制中应用效果显著，运行可靠。

2 地铁车站设备管理用房应用方案

2.1 多联机通风系统改进优化方案

多数的城市地铁车站进行共用冷源系统设计中，将多联机空调系统作为备用系统，在设计中根据100%的冷负荷进行设计分析。在运营中，设备房间中的发热量普遍低于设计冷量的问题显著，导致通风空调设备出现低负荷率运行等问题。系统在非运营阶段中并不会应用冷机，一般状况下在系统检修维护和非运营阶段，其产生最高冷负荷的概率不高。而不同类型的设备在运行中有着不同的特征，对此，此种设计在实际中还存在一定问题。

综合实际状况进行分析，在处理中可以将多联机空调系统作为全空气系统的备用方案，在设计中根据负荷不保证率进行主要系统和备用系统的设计配置。例如，当按冷负荷在70%的状态进行工况设计时，一般利用空调系统就可以有效满足不同时段中各房间对不同环境参数的需求；而在较高负荷的状态下，空调系统不能满足工况要求的参数时，利用集成联动设备进行处理，实现辅助降温，则可以达到共同承担室内负荷的目的。

在实际中，可以在合理进行设备投资管理的基础之上，进行运营能耗的计算并确定出较优的方案，达到节约运营成本的目地。当远期负荷无法满足设计负荷的状态下，其具有一定的可行性。

2.2 设计要点

分析多联机空调与机械通风集成系统的实际运行状态，综合具体的使用需求，合理设计可以切实提升系统的有效性、适用性。进行多联机空调与机械通风集成系统的设计应用中的3 个关键要点如下：

（1）非空调季节。在非空调季节中要避免盲目进行机械通风系统和多联机空调系统的转换处理，在实际中要综合具体的状态进行分析，对系统工况进行实际测量，准确掌握系统所处的具体状态。在特定状态下，机械通风系统在运行中产生的能耗会相对较高，对此，在实际中可以综合具体的需求，利用机械通风的控制系统实现变风量调整。

（2）空气过滤措施。机械通风系统可以综合空气过滤措施，通过在新风道中安装集中的板式过滤器的方式进行空气净化处理，对于一些重要房间的通风系统则可以利用高效过滤系统进行处理。

（3）综合系统冗余性。在进行多联机空调与机械通风集成系统的设计应用中，为了提升系统的可靠性，通常室外机系统都会设计备用设备，常用和备用设备可同时运行承担室内负荷，也可单独运行承担室内负荷。

2.3 联合应用

分析各管理用房的需求，如供电设备房、通信设备室等房间的发热量大的特点，车站的这些房间在空调季节通常采用机械通风系统与多联机空调共同完成房间内环境的控制，而在空调的淡季则直接利用机械通风进行热量的处理。地铁车站内与多联机集成的这些小系统通常与其他区域的小系统共用冷源设备。在空调季节一些房间无法满足系统负荷的时候，则可启动备用多联机的室外机，实现对系统负荷的共同承担，这样则可以有效减少通风空调系统的运行负担，有效降低通风空调系统在运行中产生的能耗量。而备用室外机则可以根据具体的需求情况进行计算和设计，无需按100%的冷负荷进行配置。

3 在地铁车站设备管理用房中的运用

多联机空调与机械通风集成系统是一种通过联合应用多联机空调系统、机械通风系统来实现控制环境参数的复合系统。在空调季节中，房间的冷负荷主要利用多联机与空调系统处理；在非空调季节时，则主要利用机械通风系统进行处理，通过对室外低温通风进行处理达到室内余热控制的目的。多联机空调与机械通风集成系统在实际中具有显著的优势，具有一定的独立性。在非运营阶段可以完全关闭冷水系统，其具有集成性的特性，可以根据不同房间的不同需求，综合空调的冷负荷进行调节，设备具有温度、高效的特性，具有节能降耗的作用。

3.1 综合空气预处理进行机械通风系统设计

在多联机与机械通风集成系统实际的运营中发现，在风口和房间中的设备出现了粉尘堆积问题，主要原因是没有对机械通风系统的新风设置过滤装置。对此，合理的集成系统要做到以下3 点：①在新风道中过风面积较大，为了避免粉尘堆积可以将风速控制在4～5 m/s，再在新风道中设置1 平板式过滤器，例如用过滤粒径≥10 μm 的金属波纹网作为过滤器，其具有便于冲洗、清洁的特点；②做好风道的壁面改良处理，保障壁面的清洁性、光滑性，可以有效抑制灰尘；③对于重要的房间要合理进行送风管新风入口的空气过滤处理，合理控制风速，对其进行集中过滤措施处理，条件不允许的可以在每个房间的送风口设置过滤网，进而达到减少室内灰尘堆积的目的。

3.2 关键房间多联机系统冗余应用

在重要设备用房的空调系统设计时，要综合设备的安全性合理分析。所设计的机械通风系统要满足非空调季节中的通风运行需求，例如保障气体灭火保护系统的排气需求等。在系统多联机出现故障时，对其进行检修的时候利用机械通风系统可以有效消除房间中的热量。在重要设备的备用房间中要设置2 台或以上的室内机，合理进行室内总冷量配置的冗余，以保障其可以满足在室内机故障时室内的制冷量。各个室外机模块可以实现单独配电，避免相互间产生影响。

冷媒泄漏等问题会导致多联机系统出现瘫痪，为了合理规避此种问题，在关键的设备用房可以进行多联机系统冗余配置。在设计中通过2 套独立的多联机设备共同为室内承担负荷，而室内机则宜设置为偶数，这样可以有效提升系统设计的安全性。

在进入空调季节的初期，室、内外环境参数相差不大且系统的运行负荷率在50%的状态之下，可以2 套系统轮换应用，在满足系统需求的同时，达到延长设备应用寿命的目的。

3.3 变电所房间与大系统共用冷源系统

供电房间中的设备发热量相对较大，机械通风系统的管道截面积也相对较大，管线在布置中存在一定难度，在管线处理中要综合安全距离等多种因素进行分析。如果单独采用1 个多联机空调系统进行供电房间环境控制，会导致室外机的数量增多，室外机的占地面积也相对较大。因此需要采用与其他区域系统共用冷源的方式进行空气处理，可以减少额外的能耗。

变电所的强电设备发热量具有规律性，在其运营时段负荷较大的时候会出现发热量的高峰；而在停运的时候其负荷降低，发热量减少。对此，在设计中要对其合理分析。在空调季节的运营中可以利用冷风的方式进行设备的降温处理；而在非运营阶段则可以利用机械通风的方式进行余热管理。在非空调的季节，室外温度不高，无需消除大量的通风量，具有可实现性。

利用全空气系统进行处理，要综合冷风在进行室内外热负荷能力处理中的差异性进行分析。一般状况下，通风温度较低时利用机械方式进行通风处理。综合强电房间的设备特征，在不同季节的转换中，室内温度40～42 ℃可以视为常规的工作环境。在冷水系统停运的季节要综合空调冷风量进行通风系统的配置，使其可以满足消除余热的实际需求。

在空调季节，利用冷风实现对运营时段和公共区域的冷源共用，达到降温的目的。在非运营阶段则可以根据设备的发热量进行分析，如基于设备发热量为设计负荷40%进行冷风降温系统风量的设计分析。

基于强电设备房间、弱电设备房间的发热量特征和地区环境温度的特性进行分析，强电设备房间和其他弱电设备房间，可实现共用室外机冷源的多联机系统与机械通风系统的集成，而公共区负荷较大的区域利用全空气系统进行环境空气处理。综合室内外的通风温度的不同变化，风机利用变频控制系统进行处理，基于负荷的具体变化进行风量调整，达到降低通风能耗的目的。