洛陽(yáng)地鐵電客車(chē)空調(diào)漏水問(wèn)題分析

李燕艷，王 亮

(洛陽(yáng)市軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 洛陽(yáng) 471023)

1 冷凝水產(chǎn)生

洛陽(yáng)地鐵1號(hào)線每節(jié)車(chē)采用2臺(tái)額定制冷量37 kW、額定制熱量10 kW的頂置單元式空調(diào)機(jī)組，安裝在車(chē)頂約1/4和3/4處的空調(diào)井，采用下部送風(fēng)、底部回風(fēng)形式，送風(fēng)量8 000 m3/h，其中新風(fēng)量2 800 m3/h、緊急通風(fēng)量3 200m3/h。空調(diào)風(fēng)道系統(tǒng)位于電客車(chē)車(chē)廂內(nèi)上頂部，高濕度空氣在機(jī)組內(nèi)的蒸發(fā)器、客室內(nèi)的送風(fēng)口兩個(gè)位置均可以冷凝產(chǎn)生水蒸氣。比如，含水蒸氣的濕空氣從機(jī)組新風(fēng)口和回風(fēng)道進(jìn)入蒸發(fā)器翅片，熱交換時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷凝水及高濕度空氣?？照{(diào)系統(tǒng)漏水的原因主要是空調(diào)制冷送風(fēng)過(guò)程中產(chǎn)生冷凝水，其產(chǎn)生過(guò)程如圖1所示。

圖1 冷凝水產(chǎn)生過(guò)程

2 冷凝水排放

每個(gè)空調(diào)安裝平臺(tái)設(shè)有4個(gè)排水槽，空調(diào)機(jī)組下方布置有排水孔，通過(guò)4個(gè)排水槽將空調(diào)平臺(tái)內(nèi)的冷凝水及雨水排至車(chē)體雨檐，再經(jīng)雨檐排至車(chē)下，排水槽與雨檐之間設(shè)計(jì)了一定的高度差。

正常情況下，蒸發(fā)器翅片上產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)過(guò)機(jī)組內(nèi)地板、內(nèi)底板排水孔進(jìn)入車(chē)頂排水管道后排列車(chē)外，但是空調(diào)客室內(nèi)送風(fēng)口產(chǎn)生的冷凝水不能通過(guò)車(chē)頂空調(diào)平臺(tái)排水，只能直接滴落到客室內(nèi)。

3 原因分析

3.1 蒸發(fā)器翅片上產(chǎn)生的冷凝水

機(jī)組內(nèi)蒸發(fā)器翅片產(chǎn)生的冷凝水正常情況下經(jīng)過(guò)車(chē)頂排水管排到車(chē)外，但是空氣濕負(fù)荷過(guò)大、冷凝水排放不及時(shí)或者機(jī)組內(nèi)部排水孔堵塞等原因可導(dǎo)致冷凝水排放不暢或者空氣排放不暢，進(jìn)而導(dǎo)致回風(fēng)口或送風(fēng)口冷凝水滴落問(wèn)題。蒸發(fā)器翅片上產(chǎn)生的冷凝水造成客室空調(diào)漏水的原因如圖2所示。

圖2 蒸發(fā)器翅片冷凝水漏水原因

3.2 客室送風(fēng)口產(chǎn)生冷凝水

客室送風(fēng)口產(chǎn)生的冷凝水造成客室漏水的原因如圖3所示。當(dāng)送風(fēng)溫度低于空氣中水蒸氣的冷凝溫度、空氣濕度過(guò)大且氣流組織差時(shí)，送風(fēng)口就會(huì)產(chǎn)生冷凝水，進(jìn)而造成送風(fēng)口漏水?？照{(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度由空調(diào)系統(tǒng)控制器直接調(diào)節(jié)控制，送風(fēng)溫度符合制冷需求的最佳溫度曲線。濕度負(fù)荷大和送風(fēng)溫度低的影響因素比較單一，主要受外界環(huán)境和空調(diào)控制器溫度設(shè)定影響?？褪覛饬鹘M織的影響因素較多，分析如下：

圖3 送風(fēng)口漏水原因

(1)送風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)氣流短路造成客室氣流組織較差。電客車(chē)客室內(nèi)的送風(fēng)、排風(fēng)和回風(fēng)口均在客室內(nèi)頂部區(qū)域，間隔較小，導(dǎo)致空氣氣流短路。當(dāng)電客車(chē)客室中人員較多時(shí)，氣流短路現(xiàn)象愈發(fā)明顯，這樣空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)空氣與客室內(nèi)空氣在未完全熱濕交換的情況下就被吸入回風(fēng)口或排放到車(chē)外。

(2)風(fēng)道布置不合理造成客室氣流組織較差。當(dāng)一節(jié)車(chē)的一臺(tái)空調(diào)機(jī)組出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，客室兩端就會(huì)出現(xiàn)溫度不同、濕度不同的情況，溫度較高的空氣接觸溫度過(guò)低一側(cè)的送風(fēng)口時(shí)就容易發(fā)生空氣中的水蒸氣冷凝成水珠的情況。比如在夏季制冷工況下，列車(chē)MVB總線通信中斷使空調(diào)壓縮機(jī)啟停指令不能有效傳達(dá)，可能出現(xiàn)一側(cè)空調(diào)機(jī)組開(kāi)啟制冷工況，而一側(cè)空調(diào)機(jī)組開(kāi)啟通風(fēng)工況，使得客室內(nèi)一端空氣溫度偏高，在客室空氣的流動(dòng)過(guò)程中，未經(jīng)除濕處理的這部分空氣與另一端制冷正常的空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)口格柵接觸產(chǎn)生冷凝水。

(3)送風(fēng)口面板選型不合理造成送風(fēng)口氣流分布不均勻，出風(fēng)阻力大，造成客室氣流組織較差。

(4)乘客較多、濕度分布不均勻、空氣流動(dòng)性差，造成客室氣流組織較差。當(dāng)車(chē)廂中乘客較多時(shí)，乘客的阻擋和氣流的短路容易造成送風(fēng)口向下送風(fēng)困難，空氣主要在客室上方流動(dòng)，空氣流動(dòng)性極差。如遇陰雨天氣，乘客較多，攜帶的濕空氣較多，客室下部的濕氣隨溫度的升高容易接觸到較冷的送風(fēng)口面板，當(dāng)達(dá)到空氣中濕氣的露點(diǎn)時(shí)，會(huì)在送風(fēng)口面板上形成露珠，進(jìn)而造成空調(diào)漏水。

4 解決方案

4.1 蒸發(fā)器翅片上產(chǎn)生冷凝水

定期疏通清洗排水孔、道，定期清洗蒸發(fā)器過(guò)濾網(wǎng)；定期檢查蒸發(fā)器翅片避免翅片臟堵，以及空調(diào)機(jī)組安裝是否水平。

4.2 客室送風(fēng)口產(chǎn)生冷凝水

(1)優(yōu)化空調(diào)控制器的制冷曲線，使空調(diào)系統(tǒng)按照最佳運(yùn)行曲線運(yùn)行，避免送風(fēng)溫度過(guò)低。

(2)改善客室氣流組織。在車(chē)輛設(shè)計(jì)階段，優(yōu)化空調(diào)送風(fēng)面板選型，使用送風(fēng)均勻且送風(fēng)阻力較小的送風(fēng)面板；提高送風(fēng)速度、加大單位時(shí)間送風(fēng)量不僅可以使氣流短路距離延長(zhǎng)，還可以減弱氣流短路程度，變頻空調(diào)可以很好地根據(jù)客室內(nèi)濕度及熱度分布而變化送風(fēng)速率。

(3)控制車(chē)廂濕度?？瓦\(yùn)組織人員可控制陰雨季節(jié)的乘客攜帶濕量，比如站廳布置雨傘袋子和吸水地毯，減少乘客的雨水?dāng)y帶量。調(diào)度組織也可在陰雨天氣加大上線列車(chē)數(shù)量，縮短行車(chē)間隔，減少乘客擁擠現(xiàn)象，從而改善車(chē)廂濕度。