论文摘要：本文通过对铁路车站候车室空调凝结水利用研究及价值分析，由空调箱表冷器产生的低温凝结水作为冷却水塔的补水，既达到了节水、节电的作用，还能消除制冷机组的故障，值得在铁路车站空调推大应用。
论文关键词：铁路车站,空调,凝结水,利用
1.工程研究背景
1.1.铁路上海南站空调工程概况
铁路上海南站建筑面积4万m，空调总冷负荷为10417kW，总热负荷为5344kW，采用的冷热源主要由制冷机组与蒸汽锅炉组成，变制冷剂流量的多联机中央空调用于办公室，侯车室有4台（平时用3台）制冷量为2637kW的19XR离心式制冷机组的蒸发器制取7C左右的冷冻水，送入16台大型空调箱与2台新风空调箱构成大型中央空调处理箱内的表冷器，对候车室内的空气进行降温除湿，12C的回水再进入蒸发器被冷却，同时空调箱产生凝结水进入四个集水池一起排往下水道，压缩机的高温气体经冷凝器的冷却水冷却后由冷却水塔散发入大气中。冬季主要有蒸汽锅炉生产高温蒸汽加热50C左右的热水送往空调箱对候车室内的空气进行加热处理，达到候车室舒适的目的。
1.2.候车室空调运行存在的问题
空调机组自启用之后，在夏季高温季节，离心式制冷机组运行中经常发生冷凝压力过高，导致制冷机组的防喘振的旁通阀打开，致使制冷机组制冷量下降，影响车站候车室空调效果。为了降低冷凝压力，通过调查研究，认为冷却水塔与冷凝器的散热负荷不匹配，提出并实施了改变冷却水塔风机叶轮的角度、调整皮带轮、达到增大风机的转速与加大风机的风量，但效果还是不明显，夏季冷凝压力过高的现象没有解决。
2.候车室空调凝结水利用的研究
为了解决空调制冷机组高压保护与离心机组运行的喘振的问题，我们对空调机组的运行进行了调研，发现：以往夏季空调运行时，其空调箱每天运行所产生的凝结水与其它污水一起排向下水道，但是，凝结水水质良好、水温度在15C左右，极有利用价值的凝结水天天用排水泵排向下水道，甚为可惜，一则空调用的冷却水塔每天需补充大量自来水，候车室内厕所冲洗也需要大量的自来水，而车站的水价是4.2元/吨；二则在高温季节，空调冷却水塔因室外气温过高，冷却水温也相应增高，导致离心式制冷机组的冷凝器的冷凝温度升高，使制冷机组的制冷效率下降，制冷机组耗电量则相应加大，增加了车站空调运行成本，上海车站的电价是1.1元/度。
2.1.空调凝结水出水量调查
为了降低车站空调能耗，减少运行成本，我们对车站总计18个空调箱的凝结水流量进行测试，空调箱冷凝水每天的出水量见表1，制冷机组与空调箱运行参数见表2，
表1空调箱凝结水流量统计
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日期
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时间
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外温(°C)
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凝结水温(°C)
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出水量（m /h.个）
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总水量（四个池）（m /d）
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备注
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合计
（m /d）
|
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2009.8.10
|
13:55~14:55
|
29
|
16.5
|
1.42*24
|
136.32
|
|
155.76
|
|
2009.8.10
|
13:55~14:55
|
29
|
16.5
|
0.81*24
|
19.44
|
新风
|
|
2009.8.14
|
9:25~10:25
|
29.5
|
15.5
|
1.25*24
|
120.86
|
|
135.02
|
|
2009.8.14
|
9:25~10:25
|
29.5
|
15.5
|
0.59*24
|
14.16
|
新风
|
|
2009.8.18
|
10:25~11:25
|
31.4
|
16.3
|
1.32*24
|
126.72
|
|
141.6
|
|
2009.8.18
|
10:25~11:25
|
31.4
|
16.3
|
0.62*24
|
14.88
|
新风
|
|
2009.8.21
|
14:00~15:00
|
33.7
|
15.2
|
1.46*24
|
140.16
|
|
156
|
|
2009.8.21
|
14:00~15:00
|
33.7
|
15.2
|
0.66*24
|
15.84
|
新风
|
|
2009.8.22
|
13:08~14:08
|
32.1
|
16.6
|
1.24*24
|
119.04
|
|
132.24
|
|
2009.8.22
|
13:08~14:08
|
32.1
|
16.6
|
0.55*24
|
13.2
|
新风
|
|
2009.8.23
|
10:00~11:00
|
30.9
|
16.4
|
1.30*24
|
124.80
|
|
138.96
|
|
2009.8.23
|
10:00~11:00
|
30.9
|
16.4
|
0.59*24
|
14.16
|
新风
|
|
2009.8.28
|
14:05~15:05
|
30.8
|
15.5
|
1.34*24
|
128.64
|
|
144.72
|
|
2009.8.28
|
14:05~15:05
|
30.8
|
15.5
|
0.67*24
|
16.08
|
新风
|
|
2009.8.31
|
14:30~15:30
|
26.7
|
14.4
|
0.98*24
|
94.08
|
|
101.76
|
|
2009.8.31
|
14:30~15:30
|
26.7
|
14.4
|
0.32*24
|
7.68
|
新风
|
|
2009.9.2
|
13:32~14:32
|
27.9
|
15.2
|
1.05*24
|
100.80
|
|
110.16
|
|
2009.9.2
|
13:32~14:32
|
27.9
|
15.2
|
0.39*24
|
9.36
|
新风
|
|
2009.9.10
|
9:45~10:45
|
27.2
|
15
|
1.18*24
|
113.38
|
|
124.42
|
|
2009.9.10
|
9:45~10:45
|
27.2
|
15
|
0.46*24
|
11.04
|
新风
|
表2制冷机组与空调箱运行参数
|
日期
|
时间
|
冷却水
（ C）
|
冷媒水
（ C）
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t
（ C）
|
t
（ C）
|
空调箱冷媒水（ C）
|
|
进
|
出
|
进
|
出
|
|
|
进水
|
出水
|
|
2009.8.10
|
13:55~14:55
|
31.8
|
35.9
|
16
|
11.3
|
9.1
|
37.6
|
12.4
|
19
|
|
2009.8.14
|
9:25~10:25
|
30.8
|
34.9
|
14
|
9.3
|
6.6
|
35.8
|
12
|
16
|
| |
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测试调研中发现，天气湿度大，出水量也大，外温高，出水量相对也大。通过10天的测试，其平均出水量为134吨，若把车站空调箱每天产生的凝结水加于利用，以平均130吨/天、车站的水价为4.2元/吨为计算依据，其直接的经济效益是130*4.2=546元/天，若一年空调运行180天，则一年节约水费为98280元以上。
2.2.空调凝结水利用的价值分析
2.2.1空调凝结水可用于车站清洁与厕所用水
目前铁路车站的站台等场所日常清洁工作与厕所冲用水均为自来水，日耗水量巨大，若能把空调凝结水收集加于利用，作为铁路车站清洁与厕所冲用水的用水，则一年可为铁路车站节约水费近10万元。
2.2.2用于空调机组冷却水塔补水的价值分析
调研中发现，空调机组所用的冷却水塔每天因水的耗损需要补充大量的自来水，空调凝结水仅用于车站清洁与厕所用水，其15.°C左右的空调凝结水所含有的冷量没有被有效的利用，甚为可惜。
冷却塔是一种广泛应用的热力设备，其作用是通过热、质交换将高温冷却水的热量散入大气，从而降低冷却水的温度，其凉水作用主要是靠冷热两股流体在塔内混合接触，借助两股流体间的水蒸汽分压力差使热流体部分蒸发并自身冷却。但冷却水塔在工作时，因蒸发损失、风吹损失、排污损失，累计耗水量为制冷机组冷凝器冷却水循环量的1.43%左右，离心式制冷机组冷却水流量为G=532.8吨/小时，因此制冷机组配备的冷却水塔的补水量为7.6吨/小时。
综合考虑各种因素的影响,因蒸发损失是按最大冷负荷计算的,实际上出现最大冷负荷的时间是很短的,空调系统绝大多数时间是部分负荷下运行的,如果把上述补水量适当减少一点,绝大多数时间都能在控制的情况运行,很短时间内补水超出要求的范围,不会对系统产生危害.，建议冷却水系统的补水量取为循环水量的1～1.6%，则离心式制冷机组冷却水的补水量最少需要5.36吨/小时，同时，130多吨15°C左右的空调凝结水升温至25°C以上能产生制冷量48KW以上，若这些水进入冷却水塔作为补水，可以降低冷凝器的冷凝温度，其计算如下：
(按其每小时冷凝水出水吨数)进入离心式制冷机组冷凝器冷却水流量为G=（G+G）=532.8吨/小时，G为冷却水塔来的水流量，水温32°C，其焓值h=333.78Kj/Kg，空调箱的凝结水流量为G=5.36吨/小时，水温15°C,其焓值h=264.19Kj/Kg。由热平衡计算式：
Gh+Gh=Gh
得：混合后进入冷凝器的水焓值为h=333.Kj/Kg，对应温度为31.75°C。 1/2 1 2 下一页 尾页 |
