蒸发式冷凝机组在地铁车站的应用分析.docx

蒸发式冷凝机组在地铁车站的应用分析吴允昌( 深圳市市政设计研究院有限公司 广东深圳 518026)塔设置的位置协调难度大。缺少冷却塔，传统的水冷螺杆式冷水机组就无法 运行。下面对蒸发冷凝机组应用于此站是否可行进行 分析。摘 要 针对深 圳 地 铁 田 贝站的特殊情况，讨 论 采 用蒸发式冷凝冷 水机组的可行性。从蒸发式冷凝技术、 需解决的问题、投资及运行费用的比较等方面，分析蒸 发式冷凝应用地铁车站的可行性。关键词 地铁; 车站; 蒸发式冷凝; 冷水机组采用蒸发式冷凝机组的可行性蒸发式冷凝技术22 1中图分类号 U231 5文献标志码 A2 1 1蒸发式冷凝工作原理蒸发式冷凝器以水和空气作为冷却介质，它利用水的蒸发带走气态制冷剂的冷凝热。在工作时，冷却水由水泵送至冷凝管组上部的喷 嘴，均匀地喷淋在冷凝排管外表面，形成一层很薄的水 膜，高温气态制冷剂由冷凝排管组的上部进入，被管外 的冷却水吸收热量而冷凝成液体从下部流出，吸收热 量的水一部分蒸发为水蒸气，其余落在下部的集水盘 内，供水泵循环使用，风机强迫空气以 3 5 m / s 的速 度掠过冷凝排管促使水膜蒸发，强化冷凝管外放热，并 使吸热后的水滴在下落的进程中被空气冷却，蒸发的 水蒸气随空气被风机排出，未被蒸发的水滴被脱水器 阻挡住而落回水盘。水盘中设浮球阀，自动补充冷却 水量。结构上将冷凝器和冷却塔合二为一，省略了冷却 水从冷凝器到冷却塔的传递阶段; 充分利用水的蒸发 潜热来 冷 却 工 艺 流 体，用水量为水冷式 冷凝器 的45 % 50 % 。图 1 是蒸发式冷凝技术原理。2 1 2蒸发式冷凝冷水机组形式蒸发式冷凝水机组分为 3 种形式: 整体式冷冻水 空调系统、分散式冷冻水空调系统、分体式冷媒直膨空 调系统。1) 整体式冷冻水空调系统: 将压缩机、冷凝器、蒸 发器等 组 合 在 一 起，冷 量 范 围 230 1 200 kW，65 350 RT。文章编号1672 6073( 2012) 04 0119 04地铁车站概况随着地铁建设的网络化，换乘车站越来越多，但确 定地面风亭及冷却塔的位置将更加困难，特别是在市 中心繁华的地带。田贝站是深圳地铁 7 号线的换乘站，与地铁 3 号 线在此形成 T 字( 站厅层) 换乘，沿市政道路布置，呈东 西走向; 车站北面是办公楼、工业厂房，南面是学校，东 面是 3 号 线 田 贝 站。 现 该 站 已 建 成，没 有 考 虑 冷 源 共享。该站为地下 3 层双柱三跨 12 m 岛式站台车站，地 下 1 层为站厅层，地下 2 层为设备层，地下 3 层为站台 层，车站的环控机房位于设备层中部。现车站的小里 程端的 2 个活塞 / 机械风亭设置于人行道上( 局部占 用) ，大里程端的活塞 / 机械风亭设置于学校内，车站的 新排风亭设置于车站中部，各设 1 座。此站附近用地紧张，市政用地有限，风亭已占用了 人行道区域，没有冷却塔设置的位置; 同时，考虑对周 围商铺、人行及景观的影响，车站的风亭基本采用低矮 敞开的形式，冷却塔无条件设置在风亭上方，现场冷却1收稿日期: 2011 10 21修回日期: 2011 11 03作者简介: 吴允昌，男，主要从事地铁工程通风空调设计，ds wuyc163 com119都市快轨交通第 25 卷 第 4 期 2012 年 8 月宽 高) 。可在新排风亭间设置蒸发式冷凝冷水机组机房，将冷水机组、水泵、集水器、分水器等放置在机房 内，图 2 是冷凝新排风井总平面图。表 1蒸发式系统与传统风冷式、水冷式系统能耗的比较420 500120 200110 125程即可图 1 蒸发式冷凝技术原理2)分散式冷冻水空调系统: 将压缩蒸发机组与蒸发式冷凝器分开设置。3) 分体式冷媒直膨空调系统: 蒸发式冷凝器 + 蒸 发压缩送风机组，蒸发式冷凝器 + 压缩机组 + 蒸发送 风机组，蒸发式冷凝压缩冷凝机组 + 蒸发送风机组。本站采 用 整 体 式 冷 冻 水 空 调 系统。2 1 3优点蒸 发 式冷凝空调机组 本产品采用蒸发式冷凝技术，不需要配置冷却水塔，在城市景观 上，解决了冷却水塔室外安装影响 市容以及噪声、“飞水”影响周边居 民的问题。本产品采用蒸发式冷凝技术， 标准工况下系统能效比高，明显优 于冷水机组能源效率的国家最新等 级指标级水平，比水冷机组节能15% 以上，更比一般风冷机组节能35% 以上，具体可见表 1。图 2冷凝新排风井总平面图2 2 2机组的整体吊装及运输通道如前所述，本站为地下 3 层站台车站，地下 1 层为站厅层，地下 2 层为设备层，地下 3 层为站台层。现冷 水机房的位置位于车站站厅层中部的附属结构内，靠 近公共区，不能通过轨道运输的方式解决运输问题; 车站排风亭为 8 000 mm 3 300 mm，设备的尺寸约为4 000 mm 2 300 mm 3 000 mm( 长 宽 高) ，可通 过车 站 排 风 亭 运 输 设 备，图 3 是 冷 水 机 组 的 运 输 路径。需解决的问题蒸发式冷凝冷水机组放置于地下，需解决如下的 问题。2 22 2 1蒸发冷凝式冷水机组的机房位置蒸发式冷凝冷水机组机房需设置在靠近新、排风道，以便将热量排出。如前所述，车站的新、排风亭设 置在中部，现新、排风亭的距离约为 20 m、净宽 7 3 m。 车站通风空调系统的冷负荷约为 1 050 kW，若采用 2 台整体式蒸发式冷凝冷水机组，每台为 525 kW，每台设 备的尺寸约为 4 000 mm 2 300 mm 3 000 mm ( 长 冷凝排风对车站其他排风系统的影响2 2 3该站的排风井、环 控 机 房 在 车 站 中 部，车 站 大、小系统的排风分别接至设备层( 地下 2 层) 的排风道，120冷凝方式 风冷式 水冷式 蒸发式冷凝温度 / 454038单位冷量 / ( m3 / h)风机风量 / ( m3 / h)视楼层而冷却水泵能耗 定，最少 3 5 m 扬扬程需 20 m单位冷量冷0 0260 0380 014凝能耗 / kW系统 COP2 5 3 23 2 3 84 2 4 8蒸发式冷凝35% 以上 15% 以上 对比节能蒸发式冷凝机组在地铁车站的应用分析2 2 4机组及冷凝排风产生的噪声处理上述车站的大、小系统的新排 风井与冷水机组的冷凝新排风井分 开设置，在冷凝新排风井上设消音 器( 见图 4 ) ，对机组及冷凝排风进 行 噪 声 处 理，以 满 足 GB 30962008声环境质量标准的要求。人员检修通道的设置2 2 5由于冷水机房靠近站厅层的公共区，环控机房在设备层，如要通过 设备层的环控机房进入站厅层的冷 水机房检 修 就 十 分 不 便。可 在 站 厅层冷水机房与站厅层公共区的 隔墙 处 设 防 火 门，以 满 足 日 常 维 护、检修的需要( 见图 3) 。图 3冷水机组运输路径附属施工对设备安装工2 2 6期的影响需与结构专业沟通，避免附属 施工的滞后对设备安装、调试工期 产生 影 响，最 终 影 响 线 路 的 正 常 开通。投资及运行费用的比较3图 4冷水机组冷凝通风平面图3 1初投资水冷式冷水系统 与 蒸 发 式 冷 水系统的初投资比较见表 2。由此可见，蒸发式冷水系统的 初投资比水冷式冷水系统的初投资 增加约 140 万元。3 2运行的费用水冷式冷水系统与蒸发式冷水系统的运行耗能比较见表 3。系统运行每天按 18 h 计算，每年按 365 天计算，系统同时使用系数取 0 6，电费标准图 5冷水机组冷凝通风剖面图冷水机房位于站厅层( 地下 1 层) ，若冷水机组的冷凝排风( 约 100 000 m3 / h) 直接排至排风井，对其他排 风系统会产生背压影响。采用车站大、小系统的排风井与冷水机组的冷凝 排风井分开，可解决此问题。同样，车站大、小系统的 新风井与冷水机组的冷凝新风井分开。图 4 是冷水 机组冷凝 通 风 平 面 图，图 5 是 冷 水 机 组 冷 凝通风剖 面图。0 7 元 / kW，则 20 年节省的费 用: ( 340 269 )365 20 0 6 0 7 = 391 8( 万元) 。由此可见，建设期总投资增加约为 126 万元，运营期 系统的运行费用明显减少，约为 392 万元( 按 20 年计) 。 综上所述，笔者介绍了蒸发式冷凝技术，讨论了采 用蒸发式冷凝技术需解决的问题，对投资及运行费用进行比较分析，说明蒸发式冷凝机组应用于该站是可行的。 18 121都市快轨交通第 25 卷 第 4 期 2012 年 8 月表 2 不同系统的初投资比较表 3 不同系统的运行耗能比较kW初投资备注发式 ”增 加 110 万 元，土 建土建0110冷水机组1 050 kW，选 2 台冷水机 组，每台的冷量为 525 kW，下面参考文献1 GB 501572003 地铁设计规范S 北京: 中国计划出版 社，2003: 50 552 深圳市市政设计研究院有限公司 深圳地铁 7 号线蒸发 式冷凝机组可行性研究报告R 深圳，20113 刘纪华，任守宇，焉丽霞 蒸发冷凝式家用中央空调的应 用J 制冷与空调，2006( 3) : 93 944 李志明，杨 红 波 蒸 发 式 冷 凝 在制冷工艺上的应 用J制冷空调与电力机械，2003( 6) : 30 325 袁建新 蒸 发式冷凝器的应用分 析J 制 冷，2000，19( 2) : 85 866 晏 刚，马 贞 俊，周 晋，等 蒸 发式冷凝器的设计与应用 DN200，单价 按 1 365 元 / m、费用设备统的设备 与 管 材 基 本 一 致，风机010J制冷与空调，2003( 3) : 43 45结构式7 张景卫，朱 冬 生，蒋 翔，等 蒸发式冷凝器及其传热 分 析 3 2 m 3 0 mJ化工机械，2007，34( 2) : 110 114( 编辑: 郭 洁)Evaporative Condensing Units Applied in a Metro StationWu Yunchang( Shenzhen Municipal Engineering Design and Research Institute Co ，Ltd ，Shenzhen 518026)Abstract: In view of the concrete situation of a Shenzhen metro station, the p ap er discusses the feasibility of ap p ly ing evap orative condenser water chillers in the station from the asp ects of evap orative condensing technique, existing p roblems and investment and op eration costs.Key words: metro; station; evap orative condensing; water chiller櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲( 上接第 118 页)Design of Train-borne Integrated Supervisory Control System of Rail TransitJiang Weizhong( NARI Technology Development Co ，Ltd ，Nanjing 210061)Abstract: T his article introduces the basic comp osition of T rain-borne Integrated Sup ervisory Control Sy stem (T ISCS) for Shanghai metro Line 10 and describes the design of software and functions of this sy stem. It also p rop oses the imp lementing methods of T ISCS for p assenger p rotection, telematics and p assenger monitoring from the ground control center under the unmanned vehicle mode.Key words:rail transit ; train-borne sy stem; Integrated Sup ervisory Control Sy stem; unmanned vehicle mode; network;Shanghai metro Line 10122水冷式 / 蒸发式 /万元 万元相 对 于 水 冷 式 而 言，“蒸 面积增加约 110 m2该站的计算冷负荷 为60 280 2的设备费用以此为基础 冷却塔 5 3 20水 管 管 材 采 用 内 筋 嵌