單端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在地鐵車站的研究與應(yīng)用

趙禮正

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)有限公司重慶分院 重慶 400000）

引言

對于地鐵來說，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗約占地鐵運(yùn)營能耗的30%，僅僅低于列車的牽引系統(tǒng)，具有巨大的節(jié)能潛力；另外通風(fēng)空調(diào)設(shè)備較大、較多，機(jī)房與設(shè)備布置對車站土建規(guī)模具有重大影響。對傳統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化，減少能源浪費(fèi)，節(jié)約土建投資，對于我國軌道交通事業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

1 傳統(tǒng)車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方案介紹與弊端分析

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，站廳與站臺的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度并不一致，傳統(tǒng)封閉站臺門制式的雙端一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)各負(fù)擔(dān)一半公共區(qū)的空調(diào)負(fù)荷，不利于加大送風(fēng)溫差、減小送風(fēng)量的節(jié)能做法；同時(shí)設(shè)備大端為公共區(qū)服務(wù)的風(fēng)管需穿越50多米長的設(shè)備管理用房區(qū)，徒增輸送能耗，且加劇設(shè)備區(qū)管線的布置及檢修難度[1]，見圖1。

2 單端送風(fēng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方案介紹

單端送風(fēng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)將公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)機(jī)房設(shè)置于車站一端，并分設(shè)公共區(qū)與設(shè)備管理用房空調(diào)水系統(tǒng)。車站站廳公共區(qū)和站臺公共區(qū)分別設(shè)置一套一次回風(fēng)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，兩套一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)均設(shè)置于靠近公共區(qū)的設(shè)備小端，見圖2。

在公共區(qū)一次回風(fēng)系統(tǒng)集中布置于設(shè)備小端的同時(shí)，車站冷凍機(jī)房利用建筑的高大空間就近設(shè)置夾層機(jī)房。同一機(jī)房內(nèi)，公共區(qū)冷源采用兩臺冷機(jī)，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔亦設(shè)兩臺，與冷機(jī)一一對應(yīng)；設(shè)備區(qū)、出入口通道冷源采用兩臺冷機(jī)，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔亦設(shè)兩臺，與冷機(jī)一一對應(yīng)[2]，見圖3，4。

3 單端送風(fēng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

單端送風(fēng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)使大系統(tǒng)、水系統(tǒng)集中設(shè)置在一起，整體空間更節(jié)約、運(yùn)行能耗較低、安全可靠性高，技術(shù)優(yōu)點(diǎn)詳下：

①將站廳、站臺一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)分別設(shè)置，集中布置于設(shè)備小端，盡量靠近為其服務(wù)的公共區(qū)，減小了風(fēng)系統(tǒng)輸送能耗。送風(fēng)管路系統(tǒng)阻力采用靜壓復(fù)得法計(jì)算，利用風(fēng)管分支（分流三通或四通）處復(fù)得的靜壓，來克服該管段的阻力。傳統(tǒng)雙端送風(fēng)系統(tǒng)最不利管路阻力為201.77Pa；單端送風(fēng)系統(tǒng)最不利管路阻力為176.90Pa。

②減小了公共區(qū)空調(diào)冷凍水的輸送能耗。通過計(jì)算空調(diào)冷凍水系統(tǒng)阻力，單端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)公共區(qū)冷凍水最不利管路阻力為18.10m水柱，而雙端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)冷凍水最不利管路阻力為25.69m水柱，采用單端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)車站公共區(qū)單臺冷凍水泵配電功率僅為5.5kW，冷凍水泵每年可以節(jié)約4.7萬kW.h的耗電量[3]。

③實(shí)現(xiàn)了所有大型設(shè)備的落地安裝，方便了運(yùn)營維護(hù)人員的檢修工作。

④設(shè)置雙臺冷機(jī)和低功率水泵的設(shè)備區(qū)空調(diào)水系統(tǒng)，較好的滿足了空調(diào)季節(jié)非運(yùn)營時(shí)段的設(shè)備區(qū)低空調(diào)負(fù)荷需求，節(jié)能效果明顯。

⑤因?yàn)樵O(shè)置夾層機(jī)房，暗挖站通風(fēng)空調(diào)總機(jī)房面積可達(dá)947.5㎡，但機(jī)房加上風(fēng)道所占站廳主體結(jié)構(gòu)的總長度反而降低到50m，對比業(yè)內(nèi)通風(fēng)空調(diào)專業(yè)往往需要占用60m的站廳長度，單端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對于暗挖車站節(jié)省了約10m的車站長度，降低投資約300萬[4]。

4 單端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的拓展性

單端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)具有良好的拓展性，可以在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的研究。主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

①傳統(tǒng)制式的封閉站臺門雙端通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，公共區(qū)必須采用雙風(fēng)機(jī)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，單端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)因?yàn)槠淇拷?wù)區(qū)域的特性，可以進(jìn)一步擴(kuò)展為單風(fēng)機(jī)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，車站公共區(qū)空調(diào)季風(fēng)機(jī)能耗將進(jìn)一步降低，控制因?yàn)轱L(fēng)機(jī)和風(fēng)閥的減少將變得簡便。

②在公共區(qū)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)集中布置于設(shè)備小端，并獨(dú)立設(shè)置冷源之后，設(shè)備區(qū)變電所采用機(jī)械通風(fēng)和空調(diào)房間采用變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)具有了現(xiàn)實(shí)的可操作性，整個(gè)車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備配電功率將進(jìn)一步降低[5]。

5 結(jié)論

綜上所述，單端送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)降低了車站能耗、節(jié)約了土建規(guī)模、方便了運(yùn)營服務(wù)，為地下站采用更多形式的冷源提供了方便，具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益，充分體現(xiàn)了創(chuàng)新對軌道交通可持續(xù)發(fā)展的促進(jìn)作用。