NO4 项目四车站环控系统78

城市轨道交通车站设备项目四车站环控系统1了解空调系统主要调节参数。2了解空调系统的组成及分类。3掌握压缩式制冷的工作原理。4掌握车站环控系统的组成。5掌握车站环控系统的主要设备。6掌握车站环控系统的控制方式。学习目标章节目录车站环控系统空调系统认知空气温湿度空调系统组成空调系统的分类空调系统冷源空气热湿处理设备空气输送分配设备环控系统的分类与组成环控系统的分类环控系统的组成环控系统的设备控制方式及功能环控系统的设备环控系统的控制方式环控系统的功能项目四车站环控系统项目四车站环控系统轨道交通内部空气环境控制系统，也称为通风空调系统，是指在车站站厅、站台、隧道、设备及管理用房等处进行空气处理的系统。其功能主要是调节指定区域内的空气温度、湿度、气流速度，并控制二氧化碳和粉尘等有害物质的浓度，以满足人体健康及相关设备正常运行的要求。环控系统采用通风或空调系统进行控制，优先采用通风系统方式。位于地面及高架的轨道交通线路，其环控问题比较容易解决，而位于地下的轨道交通线路除了各车站出入口和通风道口与大气沟通以外，可以认为其他部分基本上是与大气隔绝的。只有用人工气候环境才能满足乘客的要求，因此城市轨道交通环控系统主要是针对地下线路的环控问题。环控系统空气的温度和湿度是空调系统最主要的控制参数，温度和湿度是否合适直接影响人体的舒适度与建筑内生产活动的正常进行。4.1.1空气的温湿度4.1空调系统认知（1）温度温度是表示物体冷热程度的物理量。常用摄氏温标、华氏温标和绝对温标表示温度。摄氏温标单位是℃。它是以纯水在一个标准大气压下的冰点为0℃，沸点为100℃，其间分100等份，每一等份定为摄氏一度，记作1℃。我国与俄罗斯等国采用这种温标制。华氏温标单位是℉。英美等国采用这种温标制。绝对温标也称热力学温标，单位是K。在空气调节的过程中，温度是衡量空气环境对人体和生产是否合适的一个重要参数。项目四车站环控系统4.1.1空气的温湿度（2）湿度在自然界中，空气总是或多或少地含有水蒸气，这种空气叫作湿空气。湿度是湿空气的状态参数之一，它表示空气中所含水分的量。在一定温度下，空气只能容纳一定数量的水蒸气，超过一定数量后，多余的水蒸气就会凝结成水从空气中析出。因此，在某一温度下，一定量空气中所含水蒸气的量达到最大值时，这时的湿空气称为饱和空气，对应的状态称为饱和状态。湿空气容纳水蒸气量的限度与温度有关，温度越高，空气能容纳的水蒸气量就越大。如果降低饱和空气的温度，空气中的水蒸气含量也会随之降低，并且多余的水蒸气会冷凝成液态水，根据这一原理，我们利用制冷装置对空气进行冷却去湿处理。项目四车站环控系统4.1.1空气的温湿度（2）湿度湿度的表示方法有绝对湿度和相对湿度两种。绝对湿度是指1m3湿空气中所含水蒸气的质量。相对湿度是指空气中所含水蒸气的质量（湿空气中的绝对湿度）与同温度下空气达到饱和时水蒸气的质量（同一温度下饱和空气的绝对湿度）的比值。空气的湿度常用干球温度计来测量。干球温度计由两支相同的温度计组成。一支是干球温度计，直接测量空气本身的温度（干球温度）；另一支是湿球温度计，在感温球上包湿布（湿球）后测量空气的温度（湿球温度）。在湿空气未达到饱和时，湿球温度计湿布上的水分就会蒸发吸收一部分汽化潜热，所以湿球温度计上的读数要低些。空气的相对湿度越小，水分蒸发就越快，湿球温度降低的幅度就越大。根据这两个温度值就可计算出相对湿度。项目四车站环控系统空调系统一般由冷热源、空气热湿处理设备、空调风系统（空气输送及分配设备）、空调水系统（冷热媒输送设备）和自动控制装置等组成。4.1.2空调系统的组成4.1空调系统认知（1）冷热源空调系统工作所需的冷量和热量分别由冷源和热源提供。冷源用来提供冷量，以对空调房间内的空气进行冷却处理。冷源设备包括冷水机组、冷冻水系统和冷却水系统。冷源的主要设备一般设置在冷冻机房（冷冻站）。热源用来提供热量，以对空气进行加热处理。热源设备包括提供蒸汽或热水的锅炉机组或城市热网、热交换器等。热源设备一般设置在热力站（锅炉房）。对于城市轨道交通的环控系统，这里只讨论冷源设备。项目四车站环控系统空调系统一般由冷热源、空气热湿处理设备、空调风系统（空气输送及分配设备）、空调水系统（冷热媒输送设备）和自动控制装置等组成。4.1.2空调系统的组成（2）空气热湿处理设备对空调系统来说，总存在一些干扰因素使空调房间内的温度、湿度等参数发生变化。我们把干扰因素对室内产生的影响称为负荷，把为保持一定的温度条件而向房间内提供的冷量（热量）称为冷负荷（热负荷），把为维持一定的相对湿度所需要除去的湿量称为湿负荷。空调系统通过排除室内的热湿负荷，使房间内的温度和湿度维持在要求的参数范围内。空气热湿处理设备负责对空气进行过滤和各种热湿处理，包括空气过滤器、换热器、喷水室、加湿器等。其作用是将送风空气处理到一定参数要求下的空气状态。项目四车站环控系统4.1.2空调系统的组成（5）自动控制装置由于空调系统的工况随室内外空气状态的变化而变化，所以要用控制装置对空调系统的有关设备进行调节和控制。项目四车站环控系统（4）空调水系统空调水系统包括冷冻水（空调热水）系统和冷却水系统。冷冻水系统是将冷冻水（热水）从冷（热）源输送至空气处理设备或者风机盘管之类的末端设备。冷却水系统是制冷系统的冷却水装置，包括冷却塔和冷却水管系统。输送水的动力设备是水泵。（3）空调风系统空调风系统主要包括空气输送设备、空气分配装置等。空气输送设备包括风机（输送空气的动力设备）、风道，以及调节阀、防火阀、消声器、风机减振器等配件，其作用是将经过处理的空气按照预定要求输送到各个房间，并从房间抽回或排出一定量的空气。空气分配装置包括各种送风口（如百叶风口、散流口）和回风口，其作用是合理地组织室内气流，以保证空调区域内有均匀的温度、湿度、气流速度和洁净度。项目四车站环控系统2）工艺性空调工艺性空调以满足室内的生产、科研等工艺过程为目的。例如，在电子、光学仪器、精密制造装配车间、电子计算机房、手术室等场所安装的空调。如果空气参数不能满足要求，往往会导致工作无法进行或者产品质量得不到保证。1）舒适性空调舒适性空调以满足人的舒适性要求为目的。舒适性空调调节室内空气参数，营造适宜人们工作生活的室内氛围，从而有利于提高工作效率或维持良好的健康水平。4.1.3空调系统的分类4.1空调系统认知（1）根据空调系统的用途分类根据空调系统的用途，可将空调系统分为舒适性空调和工艺性空调。1）集中式空调系统集中式空调系统的冷热源集中设置在冷冻站和热力站，并且所有的空气处理设备及通风机也都集中在空调机房，空气通过集中处理后，再送往各个空调房间。4.1.3空调系统的分类（2）根据空气处理设备的集中程度根据空气处理设备的集中程度，可将空调系统分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统。集中式空调系统项目四车站环控系统集中式空调系统的空气处理设备和制冷设备集中布置在机房内，便于集中管理和集中调节；过渡季节可充分利用室外新风，减少制冷机运行时间；可以严格控制室内温度、湿度和空气洁净度；对空调系统可以采取有效的防震消声措施；延长使用寿命。项目四车站环控系统4.1.3空调系统的分类但由于所有空气都在空调机房的空调箱中处理，风道过粗、过长，布置复杂，因此集中式空调系统具有机房面积大、占用建筑空间较多、风道安装工作量大、施工周期较长、风管系统各支路和风口的风量不易平衡等缺点。对于房间热湿负荷变化不一致或运行时间不一致的建筑物，集中式空调系统运行不经济。2）半集中式空调系统半集中式空调系统的冷热源集中设置在冷冻站和热力站。但空气调节由分散在各个房间的空调末端设备（如风机盘管）来就地实施。冷热源提供的冷量（热量）经由冷冻水（热水）系统输送到空调末端设备。全水系统、空气-水系统、水源热泵系统、诱导器系统、风机盘管系统等均属于此类。集中式空调系统和半集中式空调系统两者的冷源、热源都是由集中设置的冷冻站、锅炉房或热交换站供给。因此，通常把集中式空调系统和半集中式空调系统称为中央空调系统。4.1.3空调系统的分类（2）根据空气处理设备的集中程度3）分散式空调系统分散式空调系统把空气处理设备、风机及冷热源都集中在一个箱体内，分散安装在各个房间，就地进行空气调节。常用的有窗式空调器和柜式、壁挂式空调器等。项目四车站环控系统全空气系统冷剂系统全水系统空气-水系统介质分类全空气系统是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。集中式空调系统、全空气诱导器系统属于全空气系统。由于空气的比热和密度都比较小，所以这种系统需要的空气量多，风道断面尺寸大。如果空调房间的热湿负荷全部由冷水或热水来负担，则称为全水系统。风机盘管系统属于全水系统。由于水的比热及密度比空气的大，所以在室内负荷相同时，需要的水管断面尺寸比风道小。不过靠水只能消除余热和余温，达不到通风换气的目的。如果空调房间的负荷由空气和水共同负担，则称为空气-水系统。诱导器系统和风机盘管加新风系统均属于空气-水系统。它的优缺点介于全空气系统和全水系统之间。冷剂系统是指空调房间的负荷由制冷剂直接负担的系统。安装在空调房间或其邻室的空调机组属于冷剂系统。空调机组按制冷循环运行可以消除房间余热、余湿；空调机组按热泵循环运行可为房间供暖，因此使用更灵活、方便。（3）根据负担室内热湿负荷所用的介质不同分类项目四车站环控系统2）直流式空调系统直流式空调系统全部使用室外新风，空气进入空调系统，因而室内空气得到百分之百的交换。舒适性高，但能耗大、运行不够经济，一般只在特殊的有毒车间、放射性实验室得到应用。（4）根据空调系统使用的空气来源分类1）封闭式空调系统封闭式空调系统全部使用室内再循环的空气。最节能，但是卫生条件也最差，它只适用于无人操作，只需保持空气温度、湿度的场所及很少有人进入的库房。4.1.3空调系统的分类直流式空调系统封闭式空调系统项目四车站环控系统（4）根据空调系统使用的空气来源分类3）回风式空调系统回风式空调系统，也称混合式系统。该系统使用的空气一部分为室外新风，另一部分为室内回风。它具有既经济又符合卫生要求的特点，回风式空调系统使用比较广泛。在工程上，根据使用回风次数的多少将回风式空调系统分为一次回风系统和二次回风系统。4.1.3空调系统的分类回风式空调系统项目四车站环控系统一次回风式空调系统实际工程中广泛使用的一次回风式空调系统如图所示。从室外引进到室内的新鲜空气，称为新风。通过新风机或风口将新风吸入室内，吸入的新风与室内的回风在混合段混合，通过空气过滤器处理空气中的杂质及有害物质，然后经过加湿器对空气进行加湿（空气湿度达标，则可不进行加湿），再经过表冷器对空气进行冷却除湿处理。经过上述处理后空气被送到室内，可以消除室内的冷负荷和湿负荷。回风机的作用是从室内吸出空气，其中的一部分空气用于再循环，称为回风，回风与新风混合，经处理后再送入房间；另一部分直接排到室外，称为排风。实际工程中回风机可以设置，也可以不设置。通过调节新风阀、回风阀和排风阀的开度，可以调节新风和回风的比例。项目四车站环控系统4.1.4空调系统的冷源空调系统冷源有天然冷源和人工冷源两大类。空调系统通常使用人工冷源。中央空调的冷源常称为冷冻站，所在的房间称为冷冻机房。冷冻站包括冷水机组、冷却水循环系统和冷冻水循环系统三个部分。空调系统冷源冷水机组蒸汽压缩式制冷系统制冷压缩机冷凝器蒸发器节流机构制冷剂吸收式制冷系统冷却水及冷冻水循环系统冷却水泵冷却塔冷冻水泵分水器和集水器项目四车站环控系统（1）冷水机组冷水机组由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀以及电气控制设备组成。其主要功能是为空调末端提供足够的具有所需温度的冷冻水流量。在空调的制冷系统中，冷水机组通常有四种类型，分别为往复式制冷机、螺杆式制冷机、离心式制冷机和吸收式制冷机。其中前三种属于蒸汽压缩式制冷机，蒸汽压缩式制冷机组是空调系统中应用最广泛的制冷设备。4.1.4空调系统的冷源4.1空调系统认知1）蒸汽压缩式制冷系统工作原理制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物体的热量并汽化成蒸汽，压缩机不断地将产生的蒸汽从蒸发器中抽出，并进行压缩，经压缩后的高温、高压蒸汽被排到冷凝器后向冷却介质（水、空气等）放热冷凝成高压液体，再经节流阀降压后进入蒸发器，再次汽化，吸收被冷却物体的热量，如此周而复始地循环。项目四车站环控系统（1）制冷压缩机。制冷压缩机通过电动机将电能转化为机械能，压缩制冷剂蒸汽，迫使制冷剂在制冷系统中冷凝、膨胀、蒸发和压缩，周期性地不断循环，起到压缩和输送制冷剂的作用。蒸汽压缩式制冷系统工作原理4.1.4空调系统的冷源蒸汽压缩式制冷系统由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构等组成（如图）。项目四车站环控系统①制冷压缩机按整体结构可分为全封闭式压缩机、半封闭式压缩机和开启式压缩机。全封闭式压缩机主要用于电冰箱、空调器、冷藏箱等小型制冷设备；半封闭式压缩机的压缩机和电动机安装在一个铸件机身内，机身两端面和气缸盖（顶面）制成可拆卸式，检修较方便；开启式压缩机的压缩机和电动机分为两部分，其间用联轴器或用皮带传动进行连接。制冷压缩机可分别按整体结构和工作原理进行分类。4.1.4空调系统的冷源②制冷压缩机根据工作原理可分为容积式压缩机和离心式压缩机两种。容积式压缩机是靠改变工作腔容积实现吸气、压缩、排气等过程。活塞式压缩机、回转式压缩机、螺杆式压缩机均属于容积式压缩机；离心式压缩机是靠高速旋转的叶轮使蒸汽压力升高并完成输送蒸汽的任务。项目四车站环控系统（2）冷凝器。冷凝器的作用是把压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽，通过散热冷凝为液体。制冷剂从蒸发器中吸收的热量和压缩机产生的热量，被冷凝器周围的冷却介质吸收而排出系统。冷凝器根据所使用冷却介质的不同可分为风冷式冷凝器和水冷式冷凝器。4.1.4空调系统的冷源②水冷式冷凝器。水冷式冷凝器用水冷却，其传热效率比风冷式高。中央空调系统中一般采用水冷式冷凝器。为节约用水，冷却水通常循环使用，需配备冷却塔、水泵及管路组成冷却水循环系统。①风冷式冷凝器。风冷式冷凝器是利用常温的空气来进行冷却的。按空气在冷凝器盘管外侧流动的动力，可分为自然对流式和强迫对流式两种形式。自然对流式无风机噪声，传热效率低，仅适用于制冷量很小的家用冰箱等场合；强迫对流式一般装有轴流风机，传热效率高，应用广泛。项目四车站环控系统4.1.4空调系统的冷源（4）节流机构。节流机构的功能是将冷凝器输出的高压制冷剂冷凝液降压变为蒸发器所需的低压冷凝液（含少量蒸汽），使制冷剂在低温下沸腾汽化吸热制冷。将节流机构做成阀式，还可调节制冷剂的循环流量，从而实现制冷量的调节。节流机构的形式很多，常用的有毛细管、热力膨胀阀和电子膨胀阀等。（3）蒸发器。蒸发器的作用是通过低温低压制冷剂液体在其内蒸发（沸腾）变为蒸汽，吸收被冷却物质的热量，使物质温度下降，达到人工制冷的目的。蒸发器分为冷却液体（水）的蒸发器和冷却空气的蒸发器。冷却空气的蒸发器又分为自然对流和强制对流两种形式。在中央空调系统中，一般以水作为载冷剂。水在蒸发器中被吸收热量，温度降低，然后被送到建筑物的空调末端。项目四车站环控系统（5）制冷剂。制冷剂是制冷机进行能量转换的工作物质，它在密闭的制冷系统中循环流动，通过自身状态的变化与外界发生热能交换，从而实现制冷的目的。蒸汽压缩式制冷机中的制冷剂在低温下汽化，从被冷却物中吸取热量，再在高温下凝结，向环境介质排放热量。4.1.4空调系统的冷源②氟利昂的特点及应用。氟利昂是用氟、氯、溴等部分或全部取代饱和碳氢化合物中的氢而生成的新化合物的总称。氟利昂是制冷剂的一个大家族，具有化学性质稳定、不燃烧、无毒、对金属不腐蚀、易液化等优点。但氟利昂也有渗透性强、易泄漏、密度大、流动性差、价格高等缺点。目前，中小型活塞式制冷压缩机、空调机用的螺杆式和离心式制冷压缩机几乎都采用氟利昂作制冷剂。①氨的特点及应用。氨传热性能好，流动阻力小，吸水性强，价格低廉，来源充足，是应用较为广泛的中温中压制冷剂，但氨有强烈的刺激性臭味，对铜及铜合金的腐蚀性强，而且空气中含氨量高时遇火会燃烧爆炸。因此，氨目前多在一些工业制冷设备的活塞式制冷压缩机中采用。项目四车站环控系统在空调制冷系统中，压缩式制冷以电为能源，通常以氨或氟利昂为制冷剂；而吸收式制冷则是以热为能源，以水为制冷剂，以溴化锂溶液为吸收剂。溴化锂吸收式制冷循环的基本原理如图所示。2）吸收式制冷系统工作原理该系统由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构等组成。4.1.4空调系统的冷源溴化锂吸收式制冷循环的基本原理项目四车站环控系统来自发生器的高压蒸汽在冷凝器中被冷却为高压液态水，通过节流阀后成为低压蒸汽进入蒸发器。在蒸发器中，冷媒水与冷冻水进行热交换发生汽化，带走冷冻水的热量后成为低压冷媒蒸汽进入吸收器，被吸收器中的溴化锂溶液（又称浓溶液）吸收，吸收过程中产生的热量由送入吸收器中的冷却水带走。4.1.4空调系统的冷源吸收后的溴化锂水溶液（又称稀溶液）由溶液泵送至发生器，通过与送入发生器中的热源（热水或蒸汽）进行热交换而使其中的水发生汽化，重新产生高压蒸汽。同时，由于溴化锂的蒸发温度较高，稀溶液汽化后，吸收剂则成为浓溶液重新回到吸收器中。这一过程，实际上包括了两个循环，即制冷剂（水）的循环和吸收剂（溴化锂溶液）的循环，只有这两个循环同时工作，才能保证整个制冷系统的正常运行。。项目四车站环控系统空调冷却水及冷冻水循环系统空调冷却水及冷冻水循环系统如图所示。图中3台冷水机组的左侧是冷却水系统，由冷却塔、相应的冷却水泵及管道系统组成。冷却水系统的作用是负责向冷水机组的冷凝器提供冷却水。图中3台冷水机组的右侧是冷冻水系统，由冷冻水泵、集水器、分水器、管道系统等组成。冷冻水系统的作用是把冷水机组的蒸发器提供的冷量，通过冷冻水（冷媒）输送到各类冷水用户（如组合式空调机组和风机盘管）。（2）冷却水及冷冻水循环系统4.1.4空调系统的冷源项目四车站环控系统1）冷却塔温度较高的水通过冷却水泵送到冷却塔进行冷却。根据冷却塔内空气流动的动力不同,冷却塔可分为自然通风式冷却塔和机械通风式冷却塔两种。机械通风式冷却塔的结构其中，机械通风式冷却塔的结构（如图）。它主要由风机、电机、减速器、布水器、淋水填料和电机支架等组成。根据空气与水的相对流向不同，冷却塔又可分为逆流式冷却塔（水和空气平行流动，但方向相反）和横流式冷却塔（水和空气互相垂直流动）。4.1.4空调系统的冷源项目四车站环控系统3）冷冻水泵冷冻水带着冷量，到组合式空调机组或风机盘管中的表冷器与室内空气进行热交换，温度升高后再回到冷水机组的蒸发器内，放出热量（吸收冷量），再重新循环，这样构成冷冻水循环系统，在这个冷冻循环系统中的泵称为冷冻水泵。4.1.4空调系统的冷源4）分水器和集水器分水器和集水器属于冷冻水循环部分。分水器向用户分配冷冻水，集水器收集用户冷冻水回水返回制冷机组。2）冷却水泵制冷剂在冷水机组里循环，在冷凝器里所放出的热量是通过冷却水来吸收的，再经过冷却塔把热量释放到室外空气中，然后再回到冷水机组冷凝器进行循环，在这个冷却水循环系统中的泵称为冷却水泵。项目四车站环控系统空气热湿处理设备或器件主要包括空气过滤器、表面式换热器、电加热器、加湿器和喷水室等。4.1.5空气热湿处理设备4.1空调系统认知（1）空气过滤器空气过滤器通常分为初效、中效和高效过滤器三种类型。初效过滤器主要用于过滤粒径为10～100μm的大颗粒灰尘；中效过滤器用于过滤粒径为1～10μm的灰尘；高效过滤器用于对空气洁净度要求较高的净化空调。空气过滤器通常采用超细玻璃纤维、超细石棉纤维等滤料制作而成，在结构上有板式（抽屉式）和袋式两种。空气过滤器项目四车站环控系统4.1.5空气热湿处理设备（2）表面式换热器用表面式换热器处理空气时，工作介质通过换热器的金属表面与空气进行热湿交换而不直接和被处理的空气接触。在表面式换热器中通入热水或蒸汽，可以实现空气的等湿加热过程，这称为空气加热器；通入冷冻水或制冷剂，可以实现空气的等湿冷却或减湿冷却过程，这称为空气冷却器，简称为表冷器。表面式换热器表面式换热器的构造如图（a）所示。为了增强传热效果，表面式换热器通常采用肋片管制作。肋片管如图（b）所示。表冷器的下部应装设集水盘，以接收和排除凝结水。项目四车站环控系统（3）电加热器电加热器是使电流通过电阻丝发热来加热空气的设备，具有结构紧凑、加热均匀、热量稳定、控制方便等优点。但由于耗电费用较高，通常只用在加热量较小的空调机组中。在恒温精度要求较高的空调系统里，电加热器常被作为控制房间温度的调节加热器，安装在空调房间的送风支管上。（4）加湿器1）干蒸汽加湿器。干蒸汽加湿器是利用锅炉等加热设备产生的蒸汽对空气进行加湿处理。干蒸汽加湿器可通过蒸汽调节阀来调节加湿量。2）电加湿器。电加湿器有电热式和电极式两种，适用于小型空调系统。电热式加湿器是在水槽中放入管状电热元件，元件通电后将水加热产生蒸汽；电极式加湿器则是利用三根铜棒或不锈钢棒插入盛水的容器中做电极，当电极与三相电源接通后，靠电流从水中流过产生的热量把水加热形成蒸汽。4.1.5空气热湿处理设备项目四车站环控系统1）新风机组新风机组是处理从室外引入的新风的空气调节设备，其外形如图。机组一般只有一个换热器，冬夏季共用。冬季送入热水对空气进行加热，夏季送入冷冻水对空气进行冷却。加湿器仅在冬季对新风加湿。新风机组在南方地区作为舒适性空调使用时，往往不包含加湿器。4.1.5空气热湿处理设备（5）喷水室在喷水室中喷入不同温度的水，实现对空气加热、冷却、加湿和减湿。在实际应用中，将所需的器件组装成新风机组、组合式空调机组、风机盘管以及空气幕等形式。新风机组外形新风机组工作原理项目四车站环控系统2）组合式空调机组组合式空调机组是最主要的集中式空调系统，其外形如下图所示。组合式空调机组将各种空气处理设备（加热、冷却、加湿、净化、喷水、挡水、消声和隔热等）和风机、阀门等分别做成箱式的单元，按空气处理过程的需要进行选择、组合，形成一个整体的箱形设备。组合式空调机组外形4.1.5空气热湿处理设备项目四车站环控系统2）组合式空调机组箱内的各种设备可以根据空气调节系统的组合顺序排列在一起，以便能实现各种空气的处理功能。其分段主要有回风段、混合段、预热段、初效过滤段、表冷段、喷水段、蒸汽加湿段、再加热段、送风段、热回收段、消声段和中间段等。分段越多，设计选配就越灵活，在应用中需根据具体应用场所将所需分段进行组合。某组合式空调机组的分段结构如图所示。

机械通风式冷却塔的结构4.1.5空气热湿处理设备项目四车站环控系统3）风机盘管风机盘管由循环风进口及过滤器、风机、盘管、凝结水盘和箱体等器件组成，如图。4.1.5空气热湿处理设备风机盘管风机盘管作为半集中式空调系统的空调末端装置，直接放在空调房间内。工作时，盘管内流动冷冻水（或热水），风机把室内空气吸进机组，经过滤后再经盘管冷却（或加热）送回室内，如此循环达到调节室内温度和湿度的目的。项目四车站环控系统3）风机盘管风机盘管的选型及布置与空调房间的使用性质、建筑形式有关。对于宾馆客房，一般将其布置在进门的过道顶棚内，采用卧式暗装风机盘管机组。这种布置形式美观，不占用房间有效面积，噪声小。4.1.5空气热湿处理设备对于办公室、医院病房等顶棚无安装位置的房间，一般采用立式明装风机盘管机组。将其布置在外墙窗下。立式机组易于安装，维修方便，但需占用房间的有效使用面积。卧式暗装风机盘管机组立式明装风机盘管机组项目四车站环控系统3）风机盘管在一些要求较高的场合，往往采用独立新风系统加风机盘管系统将室外空气集中处理后由管道送入风机盘管所在的房间，其原理如图所示。4.1.5空气热湿处理设备独立新风加风机盘管系统项目四车站环控系统4）空气幕空气幕由空气处理设备、通风机、风管系统及空气分布器组成，也称为风幕机、风幕。空气幕利用条形空气分布器喷出一定速度和温度的幕状气流，借以封闭建筑物的大门、门厅、通道、门洞和柜台等（如图）。空气幕近年来已广泛用于中央空调和通风系统的局部封闭场所，以维持室内的舒适性和洁净性，并减少系统的冷（热）能耗。4.1.5空气热湿处理设备空气幕项目四车站环控系统空气幕的作用有如下两点12作用减少或隔绝外界气流的侵入，以维持室内或工作区域的封闭环境条件，具有隔热、隔冷作用。阻挡外界尘埃、有害气体及昆虫等进入室内，具有隔尘、隔害作用。4.1.5空气热湿处理设备项目四车站环控系统（1）通风机通风机是机械通风和空调机组送风的主要设备，它能使空气增压，推动空气流动。空调系统常用的通风机有离心式风机和轴流式风机。4.1.6空气输送分配设备1）离心式风机进风在叶轮旋转产生的离心力作用下，离开叶轮进入机壳，最后由机壳出口送出。离心式风机具有风压高、风量可调、噪声较低、可将空气进行远距离输送等优点，适用于要求低噪声、高风压的场合。离心式风机项目四车站环控系统2）轴流式风机轴流式风机在工作时，进风的气流方向与风机中心轴平行。轴流式风机安装简单，直接与风管相连，占用空间较小，用途广泛。轴流式风机具有风压较低、风量较大、噪声相对较大、耗电少、便于维修等特点。4.1.6空气输送分配设备离心式风机项目四车站环控系统（2）风管普通空调多用薄钢板、铝合金板、镀锌钢板、玻璃纤维板或预制保温板（两层金属板间加隔热材料）制作风管。某些体育馆、影剧院也用砖或混凝土预制风道。为减少管道的能量损失，防止管道表面产生结露现象，保证进入空调房间的空气参数达到规定值，应有风管保温措施。风管有圆形、矩形和椭圆形等形式。矩形风管容易和建筑配合，但保温加工较困难；圆形风管阻力小，省材料，保温加工方便；椭圆形风管兼有矩形和圆形风管的优点，但需专用设备进行加工，造价较高。4.1.6空气输送分配设备项目四车站环控系统（3）送风口、回风口1）送风口。常用的送风口主要有侧送风口、散流器、孔板送风口、喷射式送风口等形式，将送风状态的空气均匀地送入空调房间。侧送风口安装在空调房间侧墙或风道侧面上，可横向送风，有格栅风口、百叶风口、条缝风口等类型；散流器安装在顶棚上，其送风气流从风口向四周呈辐射状送出；孔板送风口是开有一些圆形小孔的孔板，适用于要求工作区气流均匀、流速小、区域温差小和洁净度较高的场合，如高精度恒温室和平行流洁净室；喷射式送风口是一个渐缩的圆锥台形短管，渐缩角很小，风口无叶片阻挡，噪声小、紊流系数小、射程长，适用于大空间公共建筑的送风，如体育馆等。4.1.6空气输送分配设备2）回风口。回风口由于汇流速度衰减很快、作用范围小，故其吸风速度的大小对室内气流组织的影响很小。回风口的类型较少，常用的有格栅、单层百叶、金属网格等形式，但要求能调节风量和定型生产。项目四车站环控系统北京地铁5号线南起丰台宋家庄站，经天坛东门、崇文门、东单等站，北至天通苑北站。线路全长约27.6km，其中地下线约16.9km。全线共设有23个车站，其中16个地下站，7个地上站，并设有一个车辆段、一个停车场和一个指挥中心。北京地铁5号线工程空调通风系统制式采用闭式系统，开/闭式运行。空调通风系统由车站公共区空调通风/区间通风系统（大系统）、设备管理用房空调通风系统（小系统）、空调水系统（水系统）和其他区间通风系统（中间风井、洞口空气幕及射流风机）四部分组成。隧道通风系统中车站的公共区在夏季采用空调控制，其余季节通风换气。车站公共区空调通风机与置于车站的区间隧道风机合二为一，即车站空调通风兼顾区间隧道风机的功能，采用变频控制，工况不同时风量不同，从而实现节能运行的目的。地铁运营正常时，通风空调设备排除余热和余湿，为乘客创造一个往返于地面至列车内的过渡性舒适环境。隧道通风机通过送/回风管对车站公共区进行通风换气。当区间夜间通风和区间隧道阻塞时，通过控制组合风阀转换开关实现对区间的通风换气。风机根据运行模式的要求进行正转或反转运行，以达到向车站和区间隧道送风、排风的目的。知识拓展项目四车站环控系统环控系统的分类与组成环控系统的分类环控系统的组成地下车站和区间隧道只有各车站出入口、区间隧道上部的通风竖井以及隧道洞口与室外空气直接相通，单纯依靠自然通风的方式无法满足地铁空间不同区域在不同运行模式下的环境要求。地铁环控系统通过合理有效地组织气流，为乘客和车站工作人员提供适宜的人工环境；同时考虑列车可能在区间隧道内阻塞或发生火灾的不利情况，以便为乘客的安全疏散创造有利条件。4.2环控系统的分类与组成项目四车站环控系统（1）开式系统开式系统是在地铁沿线车站与车站之间设置多座通风竖井，完全借助列车在隧道内运行所产生的活塞效应或采用机械通风的方法，使地铁内空气与外界空气进行气流交换，利用外界空气冷却车站和区间隧道。开式系统多用于当地最热月平均温度低于25℃且客运量较小的地铁系统。（2）闭式系统闭式系统是指地铁车站内空气与外界大气不相互连通，即地铁车站内所有与室外连通的活塞风井及风阀均处于关闭状态，仅通过通风空调系统向车站内提供所需最小量的新鲜空气，利用列车的活塞效应将车站内的空气携带进入区间隧道，以保证隧道的温度处于正常状态。为了满足闭式运行活塞风的泄压，常在车站两端设置迂回风道，在车站的出入口和区间隧道的洞口采用空气幕隔离。4.2.1环控系统的分类4.2环控系统的分类与组成项目四车站环控系统闭式系统的优点是车站和区间隧道的温度与气流速度能在不同的条件下满足设计要求；其缺点是车站夏季的冷却量大，环控机房所需的面积和设备投入较大。闭式系统多用于当地最热月平均温度高于25℃，客运量较大，高峰时间每小时的列车运行对数和每列车车辆数的乘积大于180的地铁系统。闭式系统车站内采用空调系统，在车站两端设置新风竖井和排风竖井，保证空调系统进排风畅通无阻。闭式系统可根据全年气温变化转为开式系统运行。（3）屏蔽门系统在车站站台边缘安装可滑动的屏蔽门，将站台区域和列车运行区域分隔开来，以隔断隧道的热量与车站的空调冷气之间的热交换。站内采用空调系统，隧道采用通风系统，由于屏蔽门把从轨道侧进入车站公共区的热量大部分都隔绝了，站台的空调负荷大幅减少。屏蔽门系统无须设置迂回风道，仅在车站两端设置活塞风井。目前，国内在建和已建成的大部分轨道交通线路采用屏蔽门系统。4.2.1环控系统的分类项目四车站环控系统环控系统一般由隧道通风系统（含防排烟系统）和车站通风空调系统（含防排烟系统）两大部分组成。隧道通风系统包括区间隧道活塞通风系统与区间隧道机械通风系统（两部分构成区间隧道通风系统）、车站区间排热通风系统。车站通风空调系统分为车站公共区通风空调系统（含防排烟系统，简称大系统）、设备及管理用房通风空调系统（含防排烟系统，简称小系统）和空调水系统。4.2.2环控系统的组成4.2环控系统的分类与组成项目四车站环控系统区间隧道活塞通风系统。在车站两端为每一区间隧道设有活塞/机械通风系统，包括活塞风井、活塞风阀、活塞/机械风阀等，目前最常用的活塞风道净面积为16m2。列车行驶产生的活塞风是影响地铁热环境的重要因素之一，其通风原理是利用列车在区间隧道运行时对隧道内空气的前压后吸活塞效应来进行通风换气的，区间隧道的降温和区间列车新风依靠活塞风井进行换气。4.2.2环控系统的组成（1）区间隧道通风系统1）区间隧道通风系统的组成系统（如下图）包括区间隧道活塞通风系统和区间隧道机械通风系统。隧道通风系统项目四车站环控系统区间隧道分为一般长度区间隧道和长区间隧道两种类型。一般长度区间隧道不设中间风井；长区间隧道由于隧道较长，列车在隧道内运行时间长，热量集中，为及时消除隧道内余热、余湿，要在隧道中间加设区间风井和区间风机。区间隧道机械通风系统。为防止隧道内温度过高,尤其是列车阻塞在区间隧道时保证列车空调正常工作，发生火灾时引导乘客疏散，隧道内必须设置机械通风系统。在正常运营时，若活塞风即可满足排热要求，则机械通风系统不必开启。通常在车站两端活塞风道（或中间风井内）设置隧道风机，以便区间冷却，可在事故和火灾通风时运行。地下线路内若设置渡线、存车线、联络线等配线，正线气流较难组织，通常还设置辅助通风设备如射流风机、喷嘴等。4.2.2环控系统的组成项目四车站环控系统2）区间隧道通风系统工作方式区间隧道通风系统早晚运营前后半小时，按预定的运行模式，开启隧道通风系统。正常运行时，通过列车运动的活塞效应来实现隧道内的通风；列车阻塞于区间时，按与行车一致的方向组织气流，对阻塞区间进行机械通风，保证列车空调冷凝器正常运行；列车发生火灾而停在区间时，按预定的运行模式，按与多数乘客撤离相反的方向送风和排除烟气。由于每端的隧道风机互为备用，运行工况的隧道风机出现故障时，可以切换到备用风机运行。特长区间根据消防疏散的原则，按照事故列车的停车位置，启动区间中部及相应车站端部的隧道风机系统，组织排烟和人员疏散。项目四车站环控系统4.2.2环控系统的组成（1）区间隧道通风系统列车通过及制动等产生的热量是隧道中热量的主要来源。冷凝器、压缩机、冷凝风机等组成的空调系统产生热量进入隧道空气中。车站区间设置的排热系统由排热风机、车轨上部排热风道（OTE）和站台下部排热风道（UPE）组成。车轨上部排热风道上设置成组风口，正对列车空调冷凝器；站台下部排热风道上设置成组风口，正对列车刹车制动装置。系统将列车停站时散发的热量直接排至地面。4.2.2环控系统的组成（2）车站区间排热通风系统站台排热通风系统项目四车站环控系统车站公共区通风空调系统（3）车站公共区通风空调系统1）大系统的设备组成与布置大系统一般由组合式空调机组、空调新风机、回/排风机、消声器、各种风阀、混合风室和风管等部分组成。大系统主要设备一般集中、对称地分布于车站站厅层两端的环控通风机房，机房内一般分别设置一台或两台组合式空调机组，每台机组对应一台回/排风机；车站每端设置一台空调新风机，提供车站公共区的新风量。4.2.2环控系统的组成项目四车站环控系统2）大系统的运行模式大系统为定风量双风机一次回风系统，在车站两端各设一套，分别负担半个车站公共区，具有小新风空调、全新风空调、全通风等三种运行模式。4.2.2环控系统的组成（1）小新风空调。当外界空气焓值大于车站空调大系统回风空气焓值时，采用小新风空调运行，此时关闭风阀1、6，全开风阀2、5，调节联动风阀3、4，一部分进行排风排出车站，另一部分进行回风循环使用。（2）全新风空调。当外界空气焓值小于或等于车站空调大系统回风空气焓值时，采用全新风空调运行，此时关闭风阀2、3、6，全开风阀1、4、5，组合式空调器处理室外新风后送至车站公共区域，排风则全部排至车站外。（3）全通风。当外界空气温度小于空调送风温度时，停止水系统的冷水机组运行，采用全通风运行，此时关闭风阀2、3、6，全开风阀1、4、5，室外空气经过组合式空调器送至车站公共区域，排风则全部排至车站外。项目四车站环控系统（1）站台层发生火灾时的排烟（如图）。此时，停止车站冷水系统，控制风管相关风阀的开/闭，向站厅层送风，停止向站台层送风，站台层进入排烟状态。这样站台层对站厅层形成负气压，阻止了烟雾向站厅层蔓延，并形成了楼梯（扶梯）通道的逃生气流通道。4.2.2环控系统的组成3）大系统的排烟当城市轨道交通车站站台层和站厅层发生火灾时，空调大系统要进入排烟模式，具体操作及原理如下。站台层发生火灾时的排烟项目四车站环控系统4.2.2环控系统的组成（2）站厅层发生火灾时的排烟（如图所示）。此时，停止车站冷水系统，控制风管相关风阀的开/闭，向站台层送风，停止向站厅层送风，站厅层进入排烟状态。这样站厅层对地面、站台层形成负气压，阻止了烟雾向站台层蔓延，并形成了地面楼梯通道的逃生气流通道。站厅层发生火灾时的排烟项目四车站环控系统（4）设备及管理用房通风空调系统车站设备及管理用房的空调通风系统（兼排烟系统），简称小系统。如图所示，小系统由空调器、回/排风机、消声器、调节阀及风管等部分组成。小系统设备一般位于车站站厅层两端的环控机房和小系统通风机房内4.2.2环控系统的组成车站设备及管理用房的空调通风项目四车站环控系统空调水系统指车站制冷空调循环水系统，由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、集水器、分水器、膨胀水箱、输水管道等设备组成。空调水系统为车站公共区及车站设备管理用房空调器提供冷源（冷冻水）。项目四车站环控系统4.2.2环控系统的组成（5）空调水系统（1）环控系统的设备作为客运量大、列车运行密度高的城市轨道交通系统，要求环控系统通风空调工程设备可靠性高；地下车站和区间隧道大多位于地下十几米深，相对封闭和潮湿，要求环控系统通风空调设备防潮性好，使用寿命长；作为大容量公共交通系统，要求环控系统通风空调设备的防灾防火、安全性高。城市轨道交通环控系统常用的主要设备有风机、空气处理机、风阀、消声器、冷水机组、水泵、冷却塔等，这里主要介绍风机、空气处理机、风阀、消声器和冷水机组。4.2.3环控系统的设备、控制方式及功能4.2环控系统的分类与组成环控系统是城市轨道交通工程中的一个重要组成部分，环控系统各级控制功能的实现，是靠轨道交通环控系统的设备来保证的。项目四车站环控系统1）风机地铁通风空调工程中的风机包括隧道风机、射流风机、推力风机、大小系统送排风风机和防排烟风机。风机主要分为轴流风机、离心风机两大类，以轴流风机为主。轴流风机的工作原理是当叶轮在电机带动下旋转时，空气从风机进风口轴向吸入，叶轮上叶片的旋转推力对空气做功，使得空气能量增加并沿风机轴向流动排出。地铁一般采用专用地铁轴流风机，它是地铁车站和隧道区间内通风的主要设备，具有大风量、高风压、高效率、可逆转、切换时间短、抗腐蚀性强、运行可靠、耐高温、防喘振、安装方便、运行平稳等特点。4.2.3环控系统的设备、控制方式及功能项目四车站环控系统132风机大小系统送排风风机和防排烟风机（1）送排风风机分为大系统和小系统风机。车站大系统风机包括新风机、回/排风机，设于车站两端机房或设备层内，用于车站公共区通风空调；车站小系统风机包括送排风机、回/排风机，设于车站两端机房或设备层内，用于车站管理用房及设备用房区域的通风空调。（2）防排烟风机为轴流风机，设于车站两端机房或设备层内，用于车站公共区、车站管理用房及设备用房区域的排烟。推力风机为正反转轴流风机，设置于区间机房内，用于加强某一段隧道内通风。推力风机用于火灾或发生阻塞时，为加强局部区间隧道通风，根据系统设计不同运行模式要求风机正转或反转，通过喷嘴将空气高速射入需加强通风的区间隧道，推动隧道内空气向设定方向流动。射流风机是一种特殊的双向（正反转）轴流风机，其前后端均自带消声风筒，悬挂在隧道顶部或两侧，如图4-29所示。运行时，将隧道内一部分空气从风机一端吸入，经叶轮加速后，由风机的另一端高速射出，使隧道内空气向设定方向流动，其用于调节区间内某一段压力、通风量及辅助排烟。4隧道风机为轴流风机，设于车站两端的设备房、区间通风机房内，用于区间隧道、站台隧道通风、防排烟。隧道风机可分为可逆转耐高温轴流风机（简称TVF风机）、单向运转耐高温变频轴流风机（排热风机）、回/排风机、可逆转耐高温变频轴流风机（排热/隧道风机）。项目四车站环控系统1）风机射流风机主要由叶片、电机、风机机壳、轮毂、轴、轴承、电机支撑板、消声器等部件组成（如下图所示）。4.2.3环控系统的设备、控制方式及功能项目四车站环控系统空气处理机组合式空调机组柜式空调器风机盘管在地铁通风空调工程中，组合式空调机组是用于车站公共区的空气处理设备。它由箱体、混合段、粗效过滤段、表冷挡水段、风机段（含检修门）、消声段、出风段和若干个中间段组成，用以完成对空气的过滤、冷却、消声，新风处理和新、回风混合等功能，完成工艺所要求的空气处理过程。地铁通风空调工程使用的风阀包括调节阀和防火阀。由于地铁通风空调工程的特殊性，风阀要求具有较高的可靠性、耐用性和安全性。柜式空调器用于车站管理用房及设备用房，由表冷器、风机、粗效过滤器、箱体等组成，一般采用吊装方式。2）空气处理机4.2.3环控系统的设备、控制方式及功能项目四车站环控系统单体风阀主要由阀体、叶片、传动机构、执行器等若干部分组成，用在车站大、小系统相对截面不大的风道或风管上来调节送风或排风量，控制方式为手动和电动。3）风阀地铁通风空调工程使用的风阀包括调节阀和防火阀。由于地铁通风空调工程的特殊性，风阀要求具有较高的可靠性、耐用性和安全性。调节阀的工作原理是通过电动、手动调节风阀叶片的开启角度和开、闭状态，调节风量。调节阀包括单体风阀和组合风阀。组合风阀主要由风阀底框、多个单体风阀、传动机构、执行器等四个部分组成，用在区间隧道通风系统、站内隧道通风系统和车站大系统中来调节送风或排风量，控制方式为电动。4.2.3环控系统的设备、控制方式及功能项目四车站环控系统70℃防火阀。正常运行时阀体呈开启状态，发生火灾时管道内气体温度达到70℃时熔断关闭，手动关闭，手动复位，输出开、关电信号类防火阀，并在一定的时间内能满足耐火稳定性及耐火完整性，起隔烟阻火的作用。3）风阀防火阀防火阀主要由阀体、叶片、温度熔断器、传动机构、执行器等部分组成。其工作原理是通过温度熔断器自动或手动、电动关闭风阀叶片，隔离防火区。不同温度下防火阀的工作原理如下。280℃防火阀。正常运行时阀体呈开启状态，发生火灾时管道内气体温度达到280℃时熔断关闭，手动关闭，手动复位，输出开、关电信号类防火阀，并在一定的时间内能满足耐火稳定性及耐火完整性，起隔烟阻火的作用。70℃排烟防火阀。70℃排烟防火阀为常开，温度达到70℃时熔断关闭，手动关闭，24V电信号关闭，手动复位，输出开、关电信号类防火阀，服务于气体保护房间的小系统风管穿过该房间的隔墙处。4.2.3环控系统的设备、控制方式及功能项目四车站环控系统4）消声器消声器是允许气流通过，同时又使气流中的噪声得到有效降低的消声设备。目前国内地铁通风系统中选用的消声设备一般以阻性消声器为主。阻性消声器的工作原理是利用声波在敷设于气流通道内多孔性吸声材料中传播，因摩擦将声能转化为热能而散发掉，使沿管道传播的噪声随距离而衰减，从而达到消声降噪的目的。5）冷水机组冷水机组是为地铁车站空调大、小系统提供冷源的设备。地铁通风空调工程常用的冷水机组有螺杆式冷水机组和离心式冷水机组。车站制冷供冷系统可采用分散设置和集中设置。分散式供冷是各站点独立设置自己的冷水系统，各站的冷冻站只提供本站所需的冷冻水；集中式供冷则是将邻近几个站的冷冻或冷却系统设备集中设置，由集中冷站向各车站提供所需的冷冻水或冷却水。4.2.3环控系统的设备、控制方式及功能项目四车站环控系统螺杆式冷水机组利用螺杆式压缩机中一对相互啮合的阴、阳转子在机壳内旋转时产生的周期性容积变化而完成吸气、压缩与排气过程。其组成部件主要有螺杆式压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀以及其他控制元件，具有结构紧凑、运行平衡可靠、易损件少、制冷效率高、使用寿命长等特点。螺杆式冷水机根据其螺杆式压缩机不同，又可以分为单螺杆式和双螺杆式两种。5）冷水机组螺杆式冷水机组螺杆式压缩机中的阴、阳转子4.2.3环控系统的设备、控制方式及功能项目四车站环控系统离心式冷水机组