地铁中空调系统的应用范文

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VRV空调机组一般制冷运转在-5～43℃之间，制热运转在-15～16℃之间[1]。由于VRV空调系统制热受外界环境温度的限制，使其在严寒及寒冷地区民用建筑冬季供暖运行大打折扣，限制了其在该地区的应用。

地铁设备管理用房通风空调方式的选择

地铁车站设备管理用房通风空调系统一般简称“小系统”，是相对于站厅、站台等公共区的通风空调，既“大系统”而言。小系统目前普遍采用的空调降温方式为全空气空调系统。地铁车站设备管理用房根据其对环境的要求，可分为以下4类：(1)强电房间，包括牵引变电所、降压变电所等。环境要求：0～36℃，相对湿度一般不大于90%。该类房间设备发热量大，且需要24h运行，通常采用通风或直流空调系统。(2)弱电房间，包括通信设备室、信号设备室等。环境要求：24～27℃，相对湿度40%～70%。该类房间设备发热量大，且需要24h运行，通常采用一次回风全空气空调系统。(3)人员房间，包括车站控制室、站长室、警务室等。该类房间发热量较小，主要满足工作人员的环境要求：夏季25～27℃,相对湿度40%～60%；冬季18℃。部分房间需要24h运行，通常采用一次回风全空气空调系统，也可以采用风机盘管+新风系统、VRV+新风系统。(4)其他房间，包括气瓶间、泵房、厕所等。该类房间发热量小，对环境要求比较低，通常只需通风，满足换气次数即可。地铁车站设备用房和管理用房空调由于在室内温度要求和运行时间上存在差异，所以目前设备用房和管理用房的空调系统采取分区设置，这样系统调节方便合理，更加避免了系统合用造成的能源浪费，有利于系统对全年不同运行工况的适应。

管理用房应用VRV空调系统的分析

沈阳地铁由于所处地域的气候特点，为了保证地铁工作人员的工作环境，地铁内的人员管理用房夏季需要供冷，冬季需要供暖。通过对地铁设备管理用房空调系统的分析，地铁管理用房采取前述3种空调系统均能满足夏季的制冷工况，全空气空调系统和风机盘管系统在冬季需要另外设置一套供暖系统，如引入城市热力管线、自建小型锅炉等热源提供供暖热水，但是城市热力及自建锅炉等热源在地铁中是不易实现的，通常都是采用电暖器辅助供暖，效果不佳而且还浪费能源，同时增加了设备投入，系统运行及维护复杂程度增大。VRV热泵型空调系统具有制冷和制热两种功能，只要环境温度满足VRV空调机组运行的要求，就不需另外设置热源，可满足人员管理用房的冬季供暖要求。下面以沈阳地铁二号线某车站为例，介绍VRV空调系统的布置。车站为双层岛式站台车站，人员及弱电房间集中布置在站厅层南端，强电房间布置在站台层南端，站台层两端设置迂回风道。

地铁是相对特殊的一类建筑，地铁地下主体有别于地面建筑，地下主体通常处于土壤的恒温层，受外界气象条件影响小，地铁消耗的电能最终以热的形式分布在地铁环境中，在地铁内部形成很大的内热源。沈阳市最热月平均气温24.6℃，全年平均气温8.4℃，沈阳地铁二号线列车采取6节编组，高峰时开行30对，根据GB50157—2003《地铁设计规范》第12.1.5条规定，地下线环控制式采取开式通风系统。根据室外气象参数的变化，采取机械通风、活塞通风以及闭式运行3种运行模式，保证地铁的热环境，使地下区间隧道最高温度小于35℃，最低温度大于5℃；地下车站最高温度小于30℃，最低温度大于12℃[2]。通过以上的分析，可以将VRV空调系统的室外机布置在车站端部的迂回风道处，利用地铁自身的热环境特点，即可实现VRV空调机组夏季制冷冬季制热所需的环境温度，保证VRV空调机组的正常运行。人员房间主要包括公安安全室、办公室、票务室、储物室、车站控制室等。经过计算，夏季空调冷负荷为30kW，冬季供暖热负荷为33kW，以上冷热负荷均包含室外新风负荷。根据负荷计算及气流组织设计，共设置了8台室内机，一台额定耗电量9.68kW的室外机。将室外机布置在站台层端部的迂回风道处，室内外机最长配管长度为90m，室内外机高度落差9m，均满足机组性能要求。系统凝水排至小系统通风机房的清洗水槽处。每台室内机均带有凝水提升泵，方便将机组的凝水排至凝水干管，避免由于排水管坡度的因素影响车站综合管线布置。另外由于VRV空调系统管道较长，并且接头较多，增加了制冷剂泄漏的可能性，因此，对管道安装要求高。

地铁车站管理用房采用VRV空调系统，在夏季制冷运行过程中，其能耗与采用风冷冷水机组为冷源的全空气系统和风机盘管系统相当，但在冬季供热运行过程中，较直接电热供暖方式具有明显的节能优势，避免高品位能源直接转换为低品位能源的不合理利用，减少二次高品位能源的浪费。由于将VRV室外机布置在地铁主体内，在VRV空调系统运行过程中会对地铁环境进行放热或吸热。由于管理用房负荷较小，这部分热量相对也较小，可以通过合理的运行模式加以调节，不会对地铁的热环境造成很大影响。

系统新风方式的选择

为了保证地铁车站内管理用房的空气品质，给车站工作人员提供一个舒适的工作环境，必要的新风供给量是必不可少的。目前常用的新风处理方式主要有以下3种。

1采用专用新风机处理新风

采用VRV生产厂商制造的专门用来处理新风的室内机，这种新风机按新风工况设计。加大了机组盘管的排数，可将新风处理到室内状态点的等焓线上。但此类新风机风压较高，造价较高，一般在工程中较少采用。

2采用全热交换器处理新风

全热交换器是一种全热空气回收装置，特别适合有排风要求的场合。将室外新风经过全热交换器与室内排风进行热湿交换，可以大大降低新风负荷，非常节能。采用全热交换器虽然可以使室外新风温度、焓值下降，但仍然不能满足新风热湿负荷的要求，室内机仍要承担部分新风负荷。

3采用风机直接将新风送入各房间

该过程室外空气不经任何处理，直接进入房间与室内空气混合，空气处理过程见图1。从图1中可以看出，室外新风的所有显热负荷和潜热负荷均由室内机负担，室内机的热湿负荷加大。但该方式系统简单，同时，风机根据系统需要很容易选到合适的风压。地铁车站管理用房的新风量通常很小，而且无需设置专用的排风设施，因此，地铁车站VRV空调系统的新风通常采用第三种方式处理，经济合理，简单适用。

结语

通过改变VRV空调系统室外机的位置，将其布置在地铁车站内部，利用地铁自身的环境温度特点，为VRV空调系统夏季制冷、冬季制热创造所需的环境条件，使其应用于严寒地区的地铁车站。同时，应将VRV空调系统制冷或制热运行过程中对地铁环境造成的放热或吸热作为内热源考虑到地铁通风系统的热负荷中去。（本文作者：张喜桥单位：辽宁省交通规划设计院）