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城市轨道交通车辆空调机组漏水检修技术研究

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：蒲正波

[导读] 随着经济和科技水平的快速发展，城市轨道交通车辆内部是个人员聚集密度大、密闭时间长的一种空间，因此主要依赖空调制冷系统来进行通风调温。目前，国内外对于城市轨道交通车辆空调机组漏水检修技术的研究均十分重视，并取得了多样化的研究成果。

浙江省杭州地铁集团有限责任公司运营分公司蒲正波 310000

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，城市轨道交通车辆内部是个人员聚集密度大、密闭时间长的一种空间，因此主要依赖空调制冷系统来进行通风调温。目前，国内外对于城市轨道交通车辆空调机组漏水检修技术的研究均十分重视，并取得了多样化的研究成果。国外主要针对城市轨道交通车辆空调机组漏水故障的诊断等方向进行研究，提出一种基于信号参数法的城市轨道交通车辆空调机组漏水检修技术，主要通过信号参数法实现城市轨道交通车辆空调机组漏水检修。国内主要侧重于研究神经网络、模糊控制等方面，有学者提出一种基于动态循环控制的城市轨道交通车辆空调机组漏水检修技术，主要通过动态循环控制技术实现城市轨道交通车辆空调机组漏水检修。由于在利用以上检修技术进行城市轨道交通车辆空调机组漏水检修时，受漏水故障数据量较大的影响而无法进行数据测点布设，在制冷温度为20-28℃时，存在漏水故障检测率较低的问题，因此提出一种新的城市轨道交通车辆空调机组漏水检修技术。
关键词：城市轨道交通；车辆空调机组；漏水检修技术
        引言
        轨道交通已经成为城市当中重要的交通工具，是城市综合承载力的体现。城市轨道交通车辆空调机组安装结构中的封闭平台结构，利用建筑给排水中暴雨强度的计算方法，推断合理的车辆排水量设计值以及排水管径等主要设计参数，并对车辆不同运行状态下的排水管布置方案对排水状态的影响进行对比分析，以探索城市轨道交通车辆雨水排放结构的最佳方案。
        1基本功能
        轨道交通通风空调系统它的功能，一是保障列车行进时的安全，将列车行进时以及列车本身空调设备产生的热量带出去，为乘客提供舒适的乘车环境；二是对地铁车站内空气进行温度、湿度、洁净度的处理，为乘客提供舒适的候车环境；三是承担火灾时的消防功能，保障人民群众生命安全。
        2通风空调系统能耗的影响因素
        地铁地下车站热量主要来源于列车运行产生的热能、乘客的散热、站内照明设备的热能、站内自动扶梯等机械设备运行的散热以及通过新风系统和出入口进入站内的新风带来的热能等。由于地铁站热力学模型具有大滞后的特性，所以要达到较好的优化控制效果，仅关注站内各参数的实时变化情况，是不能满足控制需求的，需要预测冷源的需求变化趋势，根据趋势变化情况，对系统设备进行合理控制，使各设备避免运行状态大幅变化的情况，降低系统能耗。
        3城市轨道交通车辆空调机组漏水检修技术
        3.1空调机组漏水检修
        设计一个空调机组漏水检修系统，连接各个测点的传感器，实现城市轨道交通车辆空调机组漏水检修。设计的空调机组漏水检修系统由打印机、CRT显示器、计算机、A/D变换器、调制放大器、数据采集卡、检修软件构成。通过数据采集卡能够将检修系统与布设的各测点进行对接，并向计算机传送采样测点的漏水故障数据，由计算机对数据进行整理和计算，在CRT显示器上显示结果。计算机还与打印机相连，能够实现打印输出、回放、存盘等功能。其中，打印机、CRT显示器、计算机、数据采集卡共同构成数据采集模块，主要负责检测漏水故障。A/D变换器、调制放大器、检修软件共同构成控制模块，能够对漏水故障处进行控制与调节，通过数据采集模块与控制模块共同实现空调机组漏水检修功能。

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        3.2空调机组平台排水管流动情况分析
        随着降雨时间的推移，平台排水管入口处的水深逐渐加大，水流状态也在不断变化。在初始阶段，入水口大部分暴露在空气中，雨水在管中呈附壁流或膜流，管中心空气畅通;随着水深和泄流量的增加，掺气比增加，雨水主要靠重力流动，呈气水两相重力流。在过渡阶段，平台汇水面积增加，入口处水深增加，管内充水率增加，掺气比下降，呈水气两相重力压力流，即半压力流。当积水达到一定深度时，入水口完全被雨水淹没，水管内形成满流，可近似看作单相压力流。形成满流时泄流速度最快，但此时对入水口的深度也有一定的要求。而城市轨道交通列车由于行驶线路的变化，很难像屋面雨水排水系统一样形成稳定的3阶段变化过程，因此雨水流动情况更为复杂。
        3.3通风空调系统风管和部件安装质量
        ①轨道交通通风空调系统风管尺寸较大，大部分施工单位采用先吊装风管后砌筑墙体，风管穿墙洞口尺寸偏差较大，套管固定施工难度大，套管无法成为一个整体，墙体后期施工难度大，影响墙体强度及墙体顶部密实性。②风管制作过程中风管翻边不平整，翻边高度不足6mm，风管法兰的垫片凸入管内或突出法兰外，复合风管内角缝未采用密封材料封堵，造成风系统严密性不满足要求。③风管保温施工没有按照规范要求在经常拆卸的法兰、风阀上设置能单独拆卸的保温。地铁风管尺寸较大，但安装空间较小，因此风管在操作空间小的部位应提前进行保温棉施工，比如风管上部，然后进行就位。④风管穿墙板孔洞没有设置防护套管，套管内有绝热层不连续。规范要求钢板厚度不应小于1.6mm，套管之间应用不燃的柔性材料封堵且穿楼板和穿墙处套管内的绝热层应连续不间断。⑤风管直角弯头未按规范要求加装导流片，造成风阻较大。⑥在设备用房内，空调送风口敷设于电气设备正上方，若风口结露则可能低落影响电气设备安全。
        3.4变流量智能控制模块
        变流量智能控制模块实现冷水机组、冷冻泵、冷却泵和冷却塔风机等水系统设备联动控制，通过对各设备的运行参数进行动态优化调节，实现水系统节能的目标。在任何负荷条件下，都能以最少的系统能耗获得需要的冷量，在保证末端空调服务质量的前提下，实现空调水系统的综合优化与高效节能。变流量智能控制模块包括以下4个功能。1）关联控制功能：根据实际需要制定关联计划，来指定受控设备之间的关联关系，并按要求来启动/停止相关的设备组合，操作简便。2）泵组优选功能：在并联冷冻水泵系统中，系统能够实时计算当前负荷所需的冷冻水流量，推算出运行的并联水泵台数及工作频率，在该状态下泵组消耗的总能耗最低，实现泵组电量总消耗最低的控制目标。3）冷水机组群控功能：在多台冷水机组并联运行时，系统可以根据实际的运行情况和负荷变化，智能选择空调冷水机组运行台数，实现系统最佳运行组合，确保空调系统的高效运行；同时，可以根据车站空调使用习惯，制定机组启停计划，满足控制需求。4）动态水力平衡控制：能够通过对空调系统的水力分配加以干预，使每个空调环路都能够获得需要的冷冻水流量，实现中央空调管网的水力动态检测和自动调节，实现对空调系统水力平衡的有效控制，确保各支路的能量分配均衡和良好的制冷效果。
        结束语
        当城市轨道交通车辆空调机组出现运行问题后，会对城市轨道交通车辆内部空间的空气质量造成直接影响，并降低随行人员与乘客乘坐车辆时的舒适性。对于城市轨道交通车辆空调机组而言，最常见的运行问题就是漏水问题，其发生频率远高于其他问题，因此必须通过城市轨道交通车辆空调机组漏水检修技术对车辆空调机组进行漏水检修，以防止频繁发生空调机组漏水问题。
参考文献
[1]中国城市轨道交通协会.城市轨道交通2019年度统计和分析报告[EB/OL].（2020-05-07）[2020-10-12].5133.
[2]刘金霞，地铁通风空调系统设计及节能研究[J].交通行业节能，2019（4）：35-36.
[3]住房和城乡建设部.地铁设计规范：GB50157—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2018：3.