李文博

某地鐵車站采用蒸發(fā)式冷凝空調系統(tǒng)形式的選擇

李文博

（中國鐵路設計集團有限公司 天津 300251）

地鐵車站通風空調設備中冷卻塔占用地面空間，與周邊地塊開發(fā)之間的矛盾日益突出。為了解決這一矛盾，車站取消冷卻塔，空調的冷源則無法選用水冷螺桿式冷水機組。通過比選兩種蒸發(fā)式冷凝空調系統(tǒng)形式，并根據(jù)工程實際特點，最終選定整體式蒸發(fā)冷凝機組作為替代冷源。

地鐵；水系統(tǒng)；蒸發(fā)冷凝機組

0 工程簡介

該工程為地下兩層島式站臺車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層。站臺寬13.6m，有效站臺計算長度為140m。車站周邊現(xiàn)狀開發(fā)比較成熟，該站所在的南北向道路為城市主干道，北側主要為商業(yè)、居住用地，西側主要為市政、商業(yè)用地，南側和東側主要為商業(yè)、居住用地。共設置2組風亭（8個風亭），均為低矮敞口風亭，其中1號風亭組設置在超市地塊內(nèi)，2號風亭組設置在體育場地塊內(nèi)。

車站原有水系統(tǒng)方案為地鐵中常用的系統(tǒng)模式，主要由螺桿式冷水機組、冷卻塔、冷卻泵、冷凍泵等設備組成。因車站周邊無擺放冷卻塔位置，決定更改原設計方案，取消冷卻塔。通過了解目前國內(nèi)地鐵線路采用蒸發(fā)冷凝機組的情況，選擇了兩種系統(tǒng)形式進行方案比選。

1 方案分析

1.1 蒸發(fā)冷凝機組類型簡介

圖1 整體式蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)原理圖

（1）整體式蒸發(fā)冷凝冷水機組[1]

整體式蒸發(fā)冷凝冷水機組僅代替了車站空調水系統(tǒng)中的冷水機組、冷卻塔及冷卻水系統(tǒng)(包括冷卻水泵)，機組將冷卻水泵、冷卻塔和冷水機組集成為一體，系統(tǒng)無需再另外設置冷卻水泵和冷卻塔。被代替的部分設備布置比較靈活，對車站冷凍機房稍做調整即可滿足要求。

（2）隧道嵌裝式直膨型蒸發(fā)冷凝機組

隧道嵌裝式直膨型蒸發(fā)冷凝機組將蒸發(fā)式冷凝機組與空氣末端進行結合，實現(xiàn)了冷媒在末端設備內(nèi)直接蒸發(fā)，節(jié)省了冷水循環(huán)系統(tǒng)，在一定程度上實現(xiàn)了節(jié)能。系統(tǒng)無需冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，省去了冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵等。設備按大、小系統(tǒng)要求分別布置在車站兩端，蒸發(fā)式冷凝裝置放置在排風通道排熱風機外側，壓縮裝置放置在機房或風道內(nèi)，空氣處理裝置放置在機房內(nèi)。

圖2 隧道嵌裝式直膨型系統(tǒng)原理圖

（3）特點對比

將兩種空調系統(tǒng)應用于本站的土建影響，以及機組、系統(tǒng)特點的不同之處進行簡要分析，具體見表1。

表1 特點對比表

1.2 初投資及運行費用對比

車站左端公共區(qū)系統(tǒng)負荷405kW，設備管理用房系統(tǒng)負荷558kW；右端公共區(qū)系統(tǒng)負荷405kW，設備管理用房系統(tǒng)負荷31kW；出入口與換乘通道負荷110kW。參照廠商提供的相關參數(shù)，設備及系統(tǒng)初投資、運行費用見表2～4。

表2 初投資對比表

表3 運行費用對比表

注：空調開啟時間4個月，每天運行16小時，小系統(tǒng)空氣處理機組負荷率按照100%，其余負荷率按照60%；電費1.0元/度。

表4 耗水量對比表

注：空調開啟時間4個月，每天運行16小時，水費3.6元/t。

通過以上各項對比可以看出，兩種機組方案的系統(tǒng)初投資彼此無明顯優(yōu)勢，從運行費用及耗水量比較可以看出方案2較方案1節(jié)能。

1.3 土建影響對比

蒸發(fā)冷凝式機組的使用可減少冷卻塔對地面景觀的影響，減少冷卻塔噪聲的影響以及減少地面拆遷面積等。而地鐵車站中地下空間土建投資很高，若需大幅度增加機房或風道的面積，則違背了設置該機組的初衷，圖3～5為兩種方案平面布置圖。兩種方案對現(xiàn)有土建條件的影響分析如表5所示。

通過兩種機組方案對土建方案的影響對比可知，方案2較方案1節(jié)省冷凍機房面積。但本站基本無附屬風道，若延長風道長度，土建投資增加較多，且風亭延伸需占用周邊地塊，影響較大。

圖3 整體式蒸發(fā)冷凝機組平面布置圖

圖4 直膨式蒸發(fā)冷凝機組平面布置圖（左端）

圖5 直膨型蒸發(fā)冷凝機組平面布置圖（右端）

1.4 分析小結

本著“安全可靠、功能合理、經(jīng)濟適用、節(jié)能環(huán)保、技術先進”[2]的總體目標，通過以上對設備本身特點、初投資及運行費用等的分析，直膨型蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)比較節(jié)能，但考慮該系統(tǒng)的不可備用性，以及對比兩種蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)形式對土建的影響，綜合考慮本工程的實際特點后，最終采用整體式蒸發(fā)冷凝機組作為替代冷源。

2 結束語

蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)對解決車站通風空調系統(tǒng)冷卻塔放置困難的問題是一個很好的選擇，但應根據(jù)實際工程特點選擇最佳的替代方案。目前蒸發(fā)冷凝機組應用于地鐵工程中并不普遍，該隨著該工程項目的推進，筆者會持續(xù)關注該機組的應用效果，對其實際運行能耗、運營維護等做進一步分析。

[1] 李德輝.蒸發(fā)冷卻技術在地鐵工程中的應用探討[J].中國鐵路,2012,(5):106-110.

[2] GB5 0157—2013,地鐵設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.

Selection of Evaporative Condensation Air Conditioning System for a Metro Station

Li Wenbo

( China Railway Design Corporation, Tianjin, 300251 )

The cooling tower occupies the ground space in the ventilation and air-conditioning equipment of the metro station, and the contradiction between the development of the surrounding land is increasingly prominent. In order to solve this contradiction, the station cancels the cooling tower, and the cold source of the air-conditioning can not choose water cooled chiller with screw compressor. By comparing two types of evaporative condensation air conditioning system, according to the actual characteristics of the project, the integral evaporative condensing unit is selected as the alternative cooling source.

metro; water system; evaporative condensing unit

U231.5

A

1671-6612（2019）04-421-04

李文博（1986.9-），女，碩士研究生，工程師，Email：435080092@qq.com

2018-09-03