某地铁车站采用蒸发式冷凝空调系统形式的选择

李文博

某地铁车站采用蒸发式冷凝空调系统形式的选择

李文博

（中国铁路设计集团有限公司 天津 300251）

地铁车站通风空调设备中冷却塔占用地面空间，与周边地块开发之间的矛盾日益突出。为了解决这一矛盾，车站取消冷却塔，空调的冷源则无法选用水冷螺杆式冷水机组。通过比选两种蒸发式冷凝空调系统形式，并根据工程实际特点，最终选定整体式蒸发冷凝机组作为替代冷源。

地铁；水系统；蒸发冷凝机组

0 工程简介

该工程为地下两层岛式站台车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。站台宽13.6m，有效站台计算长度为140m。车站周边现状开发比较成熟，该站所在的南北向道路为城市主干道，北侧主要为商业、居住用地，西侧主要为市政、商业用地，南侧和东侧主要为商业、居住用地。共设置2组风亭（8个风亭），均为低矮敞口风亭，其中1号风亭组设置在超市地块内，2号风亭组设置在体育场地块内。

车站原有水系统方案为地铁中常用的系统模式，主要由螺杆式冷水机组、冷却塔、冷却泵、冷冻泵等设备组成。因车站周边无摆放冷却塔位置，决定更改原设计方案，取消冷却塔。通过了解目前国内地铁线路采用蒸发冷凝机组的情况，选择了两种系统形式进行方案比选。

1 方案分析

1.1 蒸发冷凝机组类型简介

图1 整体式蒸发冷凝系统原理图

（1）整体式蒸发冷凝冷水机组[1]

整体式蒸发冷凝冷水机组仅代替了车站空调水系统中的冷水机组、冷却塔及冷却水系统(包括冷却水泵)，机组将冷却水泵、冷却塔和冷水机组集成为一体，系统无需再另外设置冷却水泵和冷却塔。被代替的部分设备布置比较灵活，对车站冷冻机房稍做调整即可满足要求。

（2）隧道嵌装式直膨型蒸发冷凝机组

隧道嵌装式直膨型蒸发冷凝机组将蒸发式冷凝机组与空气末端进行结合，实现了冷媒在末端设备内直接蒸发，节省了冷水循环系统，在一定程度上实现了节能。系统无需冷冻水和冷却水循环系统，省去了冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵等。设备按大、小系统要求分别布置在车站两端，蒸发式冷凝装置放置在排风通道排热风机外侧，压缩装置放置在机房或风道内，空气处理装置放置在机房内。

图2 隧道嵌装式直膨型系统原理图

（3）特点对比

将两种空调系统应用于本站的土建影响，以及机组、系统特点的不同之处进行简要分析，具体见表1。

表1 特点对比表

1.2 初投资及运行费用对比

车站左端公共区系统负荷405kW，设备管理用房系统负荷558kW；右端公共区系统负荷405kW，设备管理用房系统负荷31kW；出入口与换乘通道负荷110kW。参照厂商提供的相关参数，设备及系统初投资、运行费用见表2～4。

表2 初投资对比表

表3 运行费用对比表

注：空调开启时间4个月，每天运行16小时，小系统空气处理机组负荷率按照100%，其余负荷率按照60%；电费1.0元/度。

表4 耗水量对比表

注：空调开启时间4个月，每天运行16小时，水费3.6元/t。

通过以上各项对比可以看出，两种机组方案的系统初投资彼此无明显优势，从运行费用及耗水量比较可以看出方案2较方案1节能。

1.3 土建影响对比

蒸发冷凝式机组的使用可减少冷却塔对地面景观的影响，减少冷却塔噪声的影响以及减少地面拆迁面积等。而地铁车站中地下空间土建投资很高，若需大幅度增加机房或风道的面积，则违背了设置该机组的初衷，图3～5为两种方案平面布置图。两种方案对现有土建条件的影响分析如表5所示。

通过两种机组方案对土建方案的影响对比可知，方案2较方案1节省冷冻机房面积。但本站基本无附属风道，若延长风道长度，土建投资增加较多，且风亭延伸需占用周边地块，影响较大。

图3 整体式蒸发冷凝机组平面布置图

图4 直膨式蒸发冷凝机组平面布置图（左端）

图5 直膨型蒸发冷凝机组平面布置图（右端）

1.4 分析小结

本着“安全可靠、功能合理、经济适用、节能环保、技术先进”[2]的总体目标，通过以上对设备本身特点、初投资及运行费用等的分析，直膨型蒸发冷凝系统比较节能，但考虑该系统的不可备用性，以及对比两种蒸发冷凝系统形式对土建的影响，综合考虑本工程的实际特点后，最终采用整体式蒸发冷凝机组作为替代冷源。

2 结束语

蒸发式冷凝系统对解决车站通风空调系统冷却塔放置困难的问题是一个很好的选择，但应根据实际工程特点选择最佳的替代方案。目前蒸发冷凝机组应用于地铁工程中并不普遍，该随着该工程项目的推进，笔者会持续关注该机组的应用效果，对其实际运行能耗、运营维护等做进一步分析。

[1] 李德辉.蒸发冷却技术在地铁工程中的应用探讨[J].中国铁路,2012,(5):106-110.

[2] GB5 0157—2013,地铁设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,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，硕士研究生，工程师，Email：435080092@qq.com

2018-09-03