南京地铁一号线珠江路站通风空调小系统组合空调柜整改方案

杨荣海，汪瑞东

(南京五洲制冷集团中天空调有限公司,南京210012)

1 工程背景

南京地铁一号线通风空调系统自2005年5月投入试运行。笔者作为维保项目现场技术负责人，在多年的通风空调系统的维保工作中就通风空调系统设计上存在的各种问题提出了许多整改建议，珠江路站通风空调小系统的整改就是其中一例。

南京地铁一号线根据供冷空间的划分，每个地下站的通风空调分为大、小两个系统。为站厅、站台客流空间供冷的称为大系统，为办公和设备用房供冷的称为小系统。在通风空调系统运行一段时间以后，我们发现各站通风空调小系统供冷送风不匀的现象普遍存在，部分站甚至还出现了因为系统设计错误导致系统无法正常运行的故障，如南京站、珠江路站、三山街站、元通站等站，其中以珠江路站情况尤为严重。在历年的通风空调季节，尤其是在温度最高的7、8月份，承担为小系统供冷的冷水机组LS-5有一天曾因负载电流过大出现了10余次故障报警。

故障是出现在冷水机组LS-5上，但导致故障的直接原因却是整个通风空调小系统的设计不完善。经查，出现上述故障的主要原因有二。其一，设备选型不匹配。尽管在设备选型时要考虑冷水机组和空调末端设备的全负荷性能和部分负荷性能问题，但工程中实际选型时还是要考虑按逐时负荷中的尖峰负荷来选型和匹配设备，否则难以保证设备正常运行。珠江路站通风空调小系统配置的冷水机组LS-5的制冷量为352kW，电机输入功率78kW。与之配套的4台组合空调柜K-1的制冷量为46.4kW，K-2制冷量84kW，K-3制冷量58kW，K-4制冷量195kW。4台组合空调柜的制冷量合计383.4kW，大于冷水机组LS-5的制冷量352kW，冷水机组与组合空调柜的制冷量匹配不够合理。其二，在通风空调季节里，该站小系统中的组合空调柜K-3、K-4没有像常规设计那样采用最小新风模式运行，即把80%的温度为27℃左右的低温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(详见图1，修订云线中为整改后添加的风管和阀门)。并且，新风管上没有设置风量调节阀，以控制在空调季节里在保证空气质量的前提下只引进20%的新风，而是在室外温度高达38℃以上时仍然将高温的全新风引入组合空调柜内(即全新风运行模式)，尤其是K-4，在4台组合空调柜中制冷量最大，为195kW，大于其他3台组合空调柜制冷量的总和188.4kW，其结果是因为组合空调柜负荷过重，直接导致冷水机组LS-5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。

图1 通风空调小系统(修订云线中为整改后添加的风管和阀门

2 工程整改方案

根据现场勘查，南京站、三山街站、元通站三个站的通风空调小系统均存在类似珠江路站的问题。但三山街站、元通站的小系统以及珠江路站的组合空调柜K-3等因设计和安装上的不合理，暂时难以改造，南京站另有整改方案，且上述站的组合空调柜尚没有严重影响到冷水机组的正常运行。而珠江路站通风空调小系统冷水机组LS-5与组合空调柜制冷量不匹配的问题也暂时不可能通过更换冷水机组来解决，唯有组合空调柜K-4便于改造，且不需耗费耗时太多即可。

图2 具体改造方案

工程改造的思路是：在高温季节空调尖峰负荷时，在保证空气质量的前提下，减少K-4组合空调柜的新风冷负荷，从而减小空调小系统冷水机组LS-5的冷负荷。具体改造方案为：为了不牵涉到BAS控制系统改造，只需在K-4的新风进风口处加装一个手动调节阀；在排风口处也加装一个手动调节阀；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根旁通回风管，并在靠近混合室的旁通回风管处加装一个手动调节阀。具体操作是：在高温季节，将新风进风口和排风口处的手动调节阀均关小至约20%(即按最小新风模式运行)，减少高温新风的吸入量以及低温回风的排放量，靠近混合室的旁通回风管处的手动调节阀全部打开，让约80%的低温回风回流到混合室，因而降低组合空调柜K-4及冷水机组LS-5的负荷，保证设备正常运行。非空调季节时，新风进风口和排风口的手动调节阀全开，关闭靠近混合室的旁通回风管处的手动调节阀，按全新风模式运行。具体改造方案详见图2。

3 整改工程实施后的节能概算

此项整改工程前后制作和安装时间不到一周，整改期间不影响设备正常运行，费用不到1万元。整改工程实施后，降低了组合空调柜K-4及冷水机组LS-5的负荷，避免了频繁出现的电流过载故障，节能效果显著。

改造前冷水机组LS-5在高温季节基本上处于满负荷甚至过载运行状态，且经常因电流过载故障停止运行。但整改过后，该冷水机组根据外界环境温度的变化，7、8月份高温季节，当冷水机组开机后逐步加载，满负荷运行一段时间将冷水温度降至设定值后，螺杆式制冷压缩机组自动卸载，基本上以50%至60%的负荷维持运行，其他时间则负荷更低。

珠江路站通风空调小系统冷水机组LS-5的型号是某品牌的WCFX12B型单级螺杆式制冷压缩机组，制冷量可以在20%～100%之间无级调节，最大制冷量352kW，电机输入功率78kW。空调季节该机组24小时运行，南京地铁每年的空调季节从5月1日至10月31日，运行时间为184天。改造后节能和节省费用情况概算如下：

满负荷运行时的耗能：

78kW×24h×184天=344 448(kWh)

满负荷运行时的费用(以0.852元/kWh计算)：

344 448×0.852=293 469.70(元)

改造后按60%的负荷运行耗能：

344 448×60%=206 669(kWh)

改造后按平均60%的负荷运行的费用：

206 669×0.852=176 082.00(元)

改造后每年节能：344 448-206 669=137 779(kWh)

改造后每年节省费用：293 469.7-176 082=117 387.7(元)

以上概算可知，系统改造后节能和节省费用情况十分明显，更重要的是，改造后冷水机组能够无故障正常运行。但要注意的是，仅是在高温季节空调尖峰负荷时，而且必须是在保证空气质量的前提下，减少新风冷负荷。

[1] 迟斌.实用制冷空调工程手册[M].北京:机械工业出版社,2010

[2] 耀庆.实用供热空调设计手册(第二版)[M].北京：中国建筑工业出版社,2008