广州地铁5号线高温季节空调机组高压故障的研究分析

广州地铁5号线高温季节空调机组高压故障的研究分析

广州地铁集团有限公司广东广州510000

摘要:本文通过对广州地铁5号线高温季节空调机组常见高压故障进行研究,通过故障信息统计及故障原因排查,并对正线冷凝器的吸气温度进行测试,通过实验验证冷凝器的吸气温度与系统高压压力的关系,确定冷凝器吸气温度过高是导致高温季节高压故障的主要原因,为后续高压故障分析及空调机组部件设计提供参考。

关键词:高压故障;冷凝器吸气温度;高压压力

1高压故障信息概况

历年来广州地铁5号线高温季节频发空调机组高压故障,TMS报出“ACU故障-*号机组制冷系统*高压保护”信息,大部分故障信息均有消除时间,或发生故障后关断空调并重新开启后,空调机组制冷功能恢复正常。列车回库后检查冷凝器、冷凝风机等部件无异常,空调控制柜内接线无松动,开启100%制冷测量压缩机电流无异常,空调设备运行正常,故障无法重现,且故障列车号随机,无任何规律性、重复性,基本排除列车空调系统本身设备问题。

2空调系统制冷原理

在制冷过程中,制冷剂由压缩机压缩成高温高压的冷凝蒸气,进入风冷冷凝器,经外界空气的强制冷却,冷凝成常温(约50℃以下)高压的液体,进入毛细管节流降压,变成低温低压的气液混合冷媒,然后进入蒸发器,吸收流过蒸发器的空气热量,蒸发成低温低压的蒸气,再经过气液分离器,被压缩机吸入,完成一个制冷循环。压缩机不断工作,达到连续制冷的效果。

3故障信息统计及分析

以7月7日-9日三天共15高压故障信息为分析,除去发现在存车线的高压故障外,统计故障发生区间,发现无明显集中现象,但较多发生在列车停站时间较长的换乘站,且一般是在列车开出时报出故障,其中杨箕上行2起,杨箕下行2起,火车站下行2起,鱼珠上行2起,珠城上行1起,车陂南上行1起等。

4故障原因排查

空调制冷系统高压保护的原因主要为:(1)冷凝器过脏;(2)制冷剂充注过多;(3)轴流风机反转、不转;(4)排气管道堵塞;(5)空气或不凝性气体混入系统中;(6)冷凝器吸入温度过高。

针对正线报出的高压故障信息,列车回库后均对以上可能出现的原因进行了检查,锁定高压故障频发的原因为冷凝器吸入温度过高。

图4冷凝器吸气温度与高压压力关系

实验结论:

1、当冷凝器吸气温度越高,空调机组的高压压力越高。

2、当高压压力达到30bar时,高压压力开关正常保护动作,显示屏报出高压保护故障,此时冷凝器吸气温度达到45.3℃,与系统设计理论值一致。从而证明了列车在高温季节正线频繁报出高压故障,空调机组各部件正常情况下,主要是冷凝器的吸气温度超45℃导致。

6结语

综上测试及分析,高温季节列车在正线的冷凝器吸气温度高于45℃时会导致空调系统出现高压保护动作,从而报出高压故障。因隧道没有良好的通风环境,停车时环境温度会因空调设备散发出的热量而升高,且隧道内空间有限,冷凝风机排出的高温空气可能会被冷凝器再次吸入,形成恶性循环,导致在停留时间较长的换乘站或存车线更容易爆发空调机组高压故障。

随着全球环境温度上升,高温季节变长,为减少高温季节列车空调机组高压故障发生次数,提高正线客室温度服务质量,建议如下:

1、正线运营期间,建议开启隧道轨排风机,及时散热,降低轨顶冷凝器吸气温度。

2、对空调机组冷凝风机排风、冷凝器进风模式进行研究改造,避免因空调冷凝风机排出的热量被冷凝器吸入回流造成吸气温度过高引起的系统高压保护。

3、重新研究设计冷凝器吸气温度与高压压力的关系,冷凝器吸气温度可考虑提高至48℃,系统高压压力开关部件的性能。

4、提高空调系统自动启动能力,当冷凝器吸气温度降低、系统高压压力降低到正常范围内,空调系统可实现自动重启,不需人工复位。

参考文献:

[1]朱士友,吕劲松.车辆检修工[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2009:207-211.

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