《浅谈蒸发冷却空调在地铁的适用性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈蒸发冷却空调在地铁的适用性（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浅谈浅谈蒸发冷却空调在地铁蒸发冷却空调在地铁的的适适用性用性 盛晓文 黄翔 屈元 (西安工程大学，环境与化学工程学院，陕西，西安，710048) 摘摘 要：要：针对目前地铁站存在设置冷却塔影响城市美观，以及空调通风系统中能耗大等问题，根据蒸发冷却在我国不同区域地下建筑分区模型， 讨论蒸发冷却技术在地铁站的适用性， 并通过具体工程实例，对其进行理论分析。在所分析案例可知，在地铁站运行蒸发冷却空调技术不仅节约空调能耗和运行费用，还可以有效地改善空气品质。 关关键键词词：蒸发冷却空调 地铁站 节能 能耗分析 Initial discussion on the application of the e
2、vaporative air conditioning in subway By Sheng Xiaowen， Huang Xiang， Qu Yuan (School of Environmental & Chemical Engineering , Xian University of Polytechnic, Xian, China 710048) Abstract For now，in view of existing the cooling tower is on the ground of the railway station，impact the urban landscape
3、 ；and the problem that air conditioning and ventilation system of high energy consumptions and so on. According to evaporative cooling for underground engineering in different districts models on China. Discussion the applicability of evaporative air conditioning on railway station, through the spec
4、ific engineering example, with a theoretical analysis present as well. From case analysis, in the subway station operation evaporative air conditioning technology, not only save energy consuming and operation cost for air conditioning, but also improve air quality effectively. Keywords evaporative a
5、ir conditioning， railway station， energy conservation， energy consumption analysis 0 引言 随着经济的迅速发展， 地铁成为城市公共交通网络的重要交通方式之一。 由于地铁沿线通常是在城市最繁华的地区，地铁站附近更是寸土寸金，在地铁站地面上设置冷却塔，不仅成本高昂，而且影响城市景观和环境，带来极大的噪声污染和卫生隐患1。目前我国地铁交通系统作者简介：盛晓文，女（1990-） ，研究生，陕西省西安市金花南路 19 号 206 信箱，710048，E-mail：。基金项目：本课题受利用干燥空气可再生能源的节能生态型蒸冷
6、却空调机组开发（项目编号：2010K01-109） ，陕西省科学技术研究 发展计划项目（工业攻关计划） ，2010.7-2012.12 运行能耗巨大， 通风空调系统的能耗已经达到了地铁交通总能耗的40左右； 地铁站空调系统只要减少耗能30，就能减少整个地铁交通系统12的运行成本2。 由此可见， 基于降低造价和节省能源的目的考虑， 按规范规定地铁通风方式应采用自然通风。而蒸发冷却空调技术是一种环保、高效、经济的冷却方式3，应用于地铁站具有重大的经济意义。 1 蒸发冷却技术在地铁站空调系统中应用现状 在地铁站空调设计中，为了解决冷却塔的问题，目前蒸发式冷凝方式应用于地铁建筑中。蒸发式冷凝器是对冷却
7、塔进行了改进，使之体积变小，便于放入地铁车站中。与传统的风冷以及水冷方式相比有节能、节水、占地面积小等优点4，但蒸发式冷凝器和传统的中央空调相似仍采用制冷剂。 而蒸发冷却通风空调相比于蒸发式冷凝器在不设置冷却塔的基础上，采用水作为制冷剂，利用干空气能，无需制冷能耗来实现空调降温，在节能的同时还具有加湿、净化空气等功能，因此在地铁站的通风空调系统中具有广阔的应用前景。 2 蒸发冷却在我国各区域地下建筑中的适用性分析5 地下空间建筑，特别是深埋地下建筑，具有较好的封闭性，内部湿负荷大，热负荷受工程内部人数及设备开启状况影响较大， 可忽略地表环境通过围护结构的传热影响， 这些决定了深埋地下建筑在室外
8、计算气象参数的选取上与地面建筑有很大不同。 2.1 分区模型的建立 根据热湿负荷及室内设计状态确定室内送风状态点， 以送风状态点的干球温度、 湿球温度、含湿量为基线，将湿空气分为6个区域，见图1、表1。区域I为直接送风参数区，其余5个区域的空气需处理到区域I才能作为送风。 可以看出， 区域空气通过直接蒸发冷却即可达到要求，属于直接蒸发冷却区；区域空气则必须通过间接蒸发冷却才能处理到区域或I，属间接蒸发冷却区；其余3个区域空气无法通过蒸发冷却进行处理，属于蒸发冷却不适用区，但又各有特点。区空气干湿球温度均较低，但含湿量高，对于一些相对湿度要求不高的地区，该区域空气可直接作为送风；区空气经过DEC
9、设备处理后，也可能进入区，可以作为二次空气，用于IEC系统中处理一次空气(送风)；V区空气干球温度低于送风干球温度，但湿球温度较高，对于某些对湿度要求不高空间，可在加大送风速度(152 ms)的条件下直接作为送风，也可以除湿后送入工程；IV区空气高温高湿，蒸发冷却设备一般仅作为附属设备。 图 1 地下建筑蒸发冷却的区域模型 表1 地下建筑蒸发冷却分区 参数特点 蒸发冷却类型 区域 gt got，dod 直接送风区 区域 gtgot,stsot DEC区 区域 stsot,dod IEC区 区域 dod,gtgot 蒸发冷却不适合区域 区域 gtgot,stsot 蒸发冷却不适合区域 区域 st
10、sot,dod 蒸发冷却不适合区域 注：got，sot，od分别为送风状态点得干球温度、湿球温度和含湿量； gt，st，d分别为某地区室外状态选取点的干球温度、湿球温度和含湿量。 22 室外状态参数的选取对分区的影响 大多数深埋地下建筑对送风湿度的要求高于对温度的要求， 一般采用夏季通风温度作为计算干球温度，用不满足200 h的含湿量200d (即近10a来平均每年不保证时间不超过200 h的含湿量值)作为计算含湿量。根据夏季通风温度及200d确定的蒸发冷却分区如图2所示。 图2 室外状态参数取夏季通风温度及200d时的蒸发冷却分区示意图 3 不同蒸发冷却形式的应用 根据规范，空调系统的冷源应
11、优先考虑自然冷源，无条件采用自然冷源时，可采用人工冷源6。 从上述分区图上可以看出我国大约 40%的地区都属于区， 属于直接送风区； 大约有 10%的地区可以用直接蒸发冷却。 在其他的几个区域可采用蒸发冷却与其他方式相结合， 来满足室内空调要求的送风温度。这里主要探讨一下蒸发冷却在、区的适用性。 3.1 直接蒸发冷却 直接蒸发冷却就是空气与水直接接触，利用空气来等焓降温加湿3。在地铁站中，传统机械通风系统的车站送风机用于将室外空气直接送入车站内部， 经通风换气后再由排风机直接排出室外，形式简单、通风量大，运行能耗高，通风温差小，地下空间空气环境温、湿度要求难以控制3。可把直接蒸发冷却器（段）填
12、料放在地铁的送风道中，利用其对进风冷却性能，可以在春、 秋干燥季节或干燥地区的空调季节， 采用直接蒸发冷却器 （段） 替代常规的机械制冷，冷却室外新风， 然后再送入车站中， 以用来改善室内环境7。 采用直接蒸发冷却不仅降温加湿，还将降低了送风量，比传统机械通风系统施工成本较低，还有明显的节能效果。 3.2 直接蒸发冷却+局部蒸发式冷气机 地铁站的主要特点是，人流量大，尤其在上下班期间，人流量更加密集。可在地铁大厅内局部设置蒸发式冷气机承担室内的显热负荷， 而室内的全部潜热负荷、 新风负荷及剩余显热负荷则由蒸发冷却新风系统承担， 实现了温湿度独立控制， 可以满足房间温湿度不断变化的要求。 3.3
13、 间接蒸发冷却+直接蒸发冷却 统计数据表明， 地铁车站中的空调通风系统的耗能占建筑总能耗的3060， 其中处理新风所需能耗又占到空调通风系统能耗的2030， 由此可见， 空调系统中排风系统带走的能量相当可观，地铁空调系统中充分“挖掘”排风系统能量进行回收，来达到节能降耗的要求8。 所谓排风热回收是指在空调系统中设置热回收装置(全热回收或显热回收等)， 通过回收排气中的余热对引入空调系统的新风进行预冷却，来减少空调系统中处理新风带来的能耗8。分别在地铁的送风道设置直接蒸发冷却段， 在排风道中对排风进一步的降温， 然后作为间接蒸发冷却器的二次空气，对新风进行预冷。将排风热回收技术与直接蒸发冷却技术
14、有机地结合，提高全年运行效率。 4 工程实例 4.1 在国内地铁应用的实例9 4.1.1 工程概况 西安地铁 3 号线为西安市城市快速轨道交通线网的主骨架线路， 沿主城区东北至西南方向的主要客流走廊布设，一期工程线路全长 38.4km,共设车站 25 座，其中高架站 6 座。根据景观要求，全部 6 座高架车站的有效站台范围内站厅、站台侧立面全部进行封闭，仅有车站两端与室外相通。所选车站为路中三层测试高架车站，站厅 、站台分别布置于地上二层和三层。车站全长 118m，标准段宽度 21.6m，侧式站台宽为 7.2m。 4.1.2 直接蒸发冷却可行性分析 利用中国建筑热环境分析专用气象数据集10对西
15、安市19852005年近20年间的气象参数筛选、分析、整理得出，西安市最热月平均温度26.7，6、7、8三月的月平均温度接近和超过25，全年相对湿度在30%72%，具有全年气温变化幅度大、相对湿度小、夏季炎热干燥等气候特点。进分析计算确定，夏季通风室外计算干球温度30.7、湿球温度23.3、空气含湿量16.1干.kgg、夏季通风室外相对湿度54%。 4.1.3 高架车站直接蒸发冷却通风降温系统设计 结合西安夏季空气相对湿度小、 炎热干燥的气候特点， 结合所选具体车站工程的建筑布局特点，通过车站负荷计算和设备选型计算确定在站台层两端的 4 间管理用房顶上分别布置 1台换热效率 88%、 迎面风速 3.0sm、 循环风量为 22000hm3的直接蒸发冷却器 （共布置 4 台） 。如图 3 所示。 图 3 高架车站站台直接蒸发冷却通风降温系统平面布置（单位：mm） 4.1.4 直接蒸发冷却通风降温系统初投资及能耗分析 所选高架车站选用直接蒸发冷却器的主要性能参数为：循环风量22000hm3，风机电机功率3.0kW,循环水泵功率0.
