地鐵空調系統節能研究

第24卷增刊天津建設科技市政公用建設2014年7月Tianjin Construction Science and TechnologyMunicipal and Public Construction地鐵空調系統節能研究口文/陳娟摘要:我國西北典型地區——烏魯木齊,根據其特殊的氣候條件和地鐵地下車(chē)站各種熱濕負荷,研究分析了滿(mǎn)足夏季室內溫濕度要求可選取的幾種空氣處理方案。詳細比選了機械通風(fēng)、間接蒸發(fā)冷卻、一級蒸發(fā)冷卻等空氣處理方淾的技術(shù)原理與經(jīng)濟指標通過(guò)理論與實(shí)例比選確定烏魯木齊地鐵地下車(chē)站,最佳節能的空氣處理方案關(guān)鍵詞:地鐵;節能;空調為加快建設區域性國際城市的步伐,提升城市功表1標準地下2層島式公共區負荷能和提高城市競爭力,烏魯木齊2015年規劃建設1號線(xiàn)和2號線(xiàn)2條軌道交通線(xiàn)路,線(xiàn)路總長(cháng)47.9k。其參數站廳站臺顯熱潛熱顯熱潛熱中,1號線(xiàn)全長(cháng)26.475km,設置21座地下站。地鐵地下乘客產(chǎn)熱量站公共區及管理與工藝房間,需要設置空氣處理系統(按晚高峰計算6.3326.66.9724.75早高峰校核)來(lái)保證人員舒適與設備需要的溫濕度要求。照明燈具12.6依據西北地區典型的氣候條件,通過(guò)理論與實(shí)例廣告燈箱指示牌18詳細研究比選確定烏魯木齊地鐵地下車(chē)站,最佳節能自動(dòng)扶梯(考慮出357公共區入口)11.7的空氣處理方案。產(chǎn)熱量/垂直電梯3.33.3烏魯木齊氣候特點(diǎn)自動(dòng)售檢票機2.8出入口滲透換熱量5我國西北典型地區一一烏魯木齊,地處亞洲內陸區間對流換熱量大陸性氣候特征顯著(zhù),具有冬夏長(cháng)、春秋短、冬寒夏熱、安全門(mén)傳熱發(fā)熱量日照長(cháng)、溫差大、降水少、氣候干燥的突出特點(diǎn)。即氣溫熱庫年差較大,冬季平均溫度低于同緯度地區,而夏季平均.732.8571.9747熱量小計116.72溫度又高于同緯度地區,和同緯度的世界其他地區相乘客濕負荷比,除了沙漠干早地帶以外,是夏季最炎熱的地區之(按晚高峰計算39.836.9公共區早高峰校核產(chǎn)濕量/圖護結構浸負荷5122烏魯木齊典型地鐵站空氣處理方案kg+出入囗滲透產(chǎn)濕量本研究以烏魯木齊典型地鐵地下2層島式站為區間對流產(chǎn)濕量例,通過(guò)室內外實(shí)際負荷與參數計算,比選做了3種空「熱濕比值/(Jkgy)8593氣處理方案,即:機械通風(fēng)(全新風(fēng)降溫)、間接蒸發(fā)冷卻、一級蒸發(fā)冷卻。從室內舒適度、系統節能、初投資等22設計方案方面顯現了合理優(yōu)化的空氣處理方案1)機械通風(fēng)(全新風(fēng)降溫)。根據站廳站臺顯熱負21參數與負荷荷和室內外通風(fēng)溫差計算全新風(fēng)降溫風(fēng)量。1)室外氣象參數。地理緯度43°47′:夏季大氣壓已知Q=9872kW,Q2=71.79kW,tp=30℃,t=23.7℃力93.21kPa;夏季空調室外計算干球溫度30.1℃,濕計算風(fēng)量L=Q×1000/0.348(trt1)=9873×1000/球溫度16.5℃;焓49.4kJ/kg;相對濕度255%;夏季0.348(30-27.3)=45032(m/h)通風(fēng)室外計算溫度23.7℃。L=Q×1000.348(tpt)=71.97×1000/0.3482)地鐵內部設計參數。站廳、站臺層公共區夏季室3027.3)=32827(mh)內設計溫度30℃。其中:中國煤化工新風(fēng)處理狀態(tài)點(diǎn);3)公共區負荷參數見(jiàn)表1。L為表冷器CNMHG態(tài)點(diǎn):N為站臺狀市政公用建設第24卷增刊陳娟:地鐵空調系統節能研究Municipal and Public Construction態(tài)點(diǎn);tp為室內排風(fēng)溫度;t為室外送風(fēng)溫度。制參數點(diǎn),通過(guò)圖2計算冷負荷與風(fēng)量。2)間接蒸發(fā)冷卻。根據全熱、濕負荷和室內外控水蒸氣分壓力/(×10Ta)303540制參數點(diǎn),通過(guò)圖1計算制冷量與風(fēng)量。水蒸氣分壓力/(×102Pa5020%25%30%10 3圖2一級蒸發(fā)冷卻j-d由圖2可知,焓i=68kJ/kg,i=66kJ/kg,i1=50.3圖1間接蒸發(fā)冷卻j-dkJ/kg;d3=7.4g/kg,d1=12.7g/kg;相對濕度小=50.3%由圖1可知,焓i=58.1kJ/kg,i=54.5kJ/kg,id=47.7%;溫度t=t=30℃,t1=7.9℃=285kJ/kg,is=50.3kJ/kg;相對濕度=37.3%,d計算風(fēng)量Lw=Q×3600/1.12(iy-i)=126.58×32.6%;溫度t=ty=30℃,t1=9.7℃。3600/1.12(66-50.3)=25914(m3/h),L=Q×3600/計算風(fēng)量L=Q×3600/1.12(i-1=126.58×1.12(i-i)=116.72×3600/1.12(68-50.3)=2l1963600/1.12(54.5-28.5)=15648(m3/h),L=Q×3600/(m/h1.12(ix-i1)=116.72×3600/1.12(58.1-28.5)=12657耗水量Σd=Σ1×1.12(d1-d/100047110×1.12(m3/h)(12.7-7.4)/1000=280(t/h)制冷量Σ。=Σ×1.12(ii)/3600=28323×1.123優(yōu)化比較分析(50.3-28.5)/3600=192(kW3.1空氣處理方案3)一級蒸發(fā)冷卻。根據全熱、濕負荷和室內外控種空氣處理方案見(jiàn)表2。表2標準地下2層島式車(chē)站公共區環(huán)控3種空氣處理方案計算參數設計方案造價(jià)/萬(wàn)元/c|/%|風(fēng)量/計算耗水量/選用風(fēng)機參數選用水泵參數風(fēng)道(m3·h)t/、a0、K)鋼板/叫設備與鋼板、水管風(fēng)水總價(jià)機械通風(fēng)站廳30917數量:2臺風(fēng)機方案(室外風(fēng)量:40000m3/h259235.1新風(fēng)降溫全壓:860Pa站臺32742功率:15kW數量:2臺單元數量:2臺級蒸發(fā)站廳3047.725914蒸發(fā)冷卻器水量:160t/h冷卻空調280風(fēng)量:3000m。/h揚程:147090Pa252016.8647.16方案站臺050.321196全壓:950Pa功率:11kW功率:15kW冷卻水補水:數量:2臺空調箱數量:2臺70.5間接蒸發(fā)站廳3032.6156481.6風(fēng)量:2000h水量:50-60t/h全壓:1000P揚程:274568~冷卻空調冷凍水補水:功率:15k房與冷314.3數量:1臺冷水機組功率:75站臺3037.312675合計:3.2冷量:232kW冷卻塔水中國煤化工功率:59.5kW功率:2.2CNMHG(下轉第47頁(yè))市政公用建設第24卷增刊孛晨輝,等:吉兆橋健康監測分析研究與應用Municipal and Public Construction應能力,采取措施控制對橋梁結構造成的不利影響。經(jīng)驗2)通過(guò)對橋梁結構變形、變位等響應的監測與評7結語(yǔ)價(jià)分析,掌握結構在長(cháng)期運營(yíng)中的狀態(tài)。對結構線(xiàn)形以通過(guò)對吉兆橋結構的健康監測,可以實(shí)時(shí)、準確掌及主橋墩臺沉降等信息進(jìn)行監測,收集橋梁正常運營(yíng)握橋梁運營(yíng)狀況,為安全運營(yíng)降低運營(yíng)維護成本提供時(shí)線(xiàn)形變化的數據?？茖W(xué)技術(shù)依據,同時(shí)為今后設計、建設此類(lèi)結構橋梁提3)通過(guò)對橋梁結構振動(dòng)響應的監測分析,掌握結供長(cháng)期科學(xué)參考數據,為橋梁健康監測系統研究積累構動(dòng)力性能,論證其抗風(fēng)、抗震穩定性,研究結構固有經(jīng)驗動(dòng)力特性參數的演變,分析結構疲勞損傷,預報結構可能存在的隱患或質(zhì)量衰退等。4)記錄大橋在重大載荷及突發(fā)事故時(shí)的響應,如臺風(fēng)、地震、超重交通載荷以及撞擊載荷等并以此為基口中圖分類(lèi)號:U462礎,研究大橋構件是否存在損壞?？谖墨I標識碼C5)監測系統結合使用過(guò)程中通過(guò)對橋梁結構的檢口文章編號:10083197(2014)1-4503測和檢查,及時(shí)查明結構現存缺陷,為養護維修提供決口D。編碼:10.3969is.⑩o0-3197201481020策科學(xué)依據,以達到用有限養護資金獲得最佳養護效口收稿日期:2013060果,確保結構安全運營(yíng)的目的?？谧髡吆?jiǎn)介:李晨輝偶男,1979年出生,工程師天津市海河建設6)通過(guò)橋梁運營(yíng)狀態(tài)下的力學(xué)性能進(jìn)行監測,驗證發(fā)展投資有限公司,從事工程管理工作。設計施工的效果,為大型橋梁的健康監測積累數據及田坤天津市海河建設發(fā)展投資有限公司00000006000600600060(上接第33頁(yè))方案。雖然它在設備功率和初投資上略高于機械通風(fēng)32優(yōu)化分析(全新風(fēng)降溫),但它是滿(mǎn)足規范舒適度的人性化設計;1)室內舒適度。地鐵規范夏季站廳、站臺室內舒適與間接蒸發(fā)冷卻相比,在設備功率和初投資上僅接近度的底線(xiàn)為設計溫度30℃;相對濕度40%~60%。分析它的50%,而且舒適度高于它。以上3種空氣處理方案,在室內設計溫度30℃時(shí),機械綜上所述,在西北干旱地區的空氣處理設計中,應通風(fēng)(全新風(fēng)降溫)室內相對濕度25.5%,空氣相當干充分利用當地有利的氣象條件,采用一級蒸發(fā)冷卻空燥,遠達不到規范底線(xiàn)且該方案不能有效控制室內溫氣處理系統,不使用人工冷源,發(fā)揮空氣與水直接接觸濕度;間接蒸發(fā)冷卻室內相對濕度站廳32.6%:站臺時(shí)的熱濕交換,實(shí)現高效率的等焓降溫的空氣處理37.3%,空氣比較干燥,接近規范底線(xiàn)且該方案能有效控過(guò)程,為經(jīng)濟環(huán)保節能的空調系統制室內溫濕度;一級蒸發(fā)冷卻室內相對濕度站廳47.7%;站臺50.3%,空氣舒適度滿(mǎn)足規范參數且該方案能有效參考文獻:控制室內溫濕度。[]GB50157-2003,地鐵設計規范[S]2)系統節能。比較3種空氣處理方案設備功率,間2JGB50736-2012,民用建筑采暖通風(fēng)與空氣調節設計規范s]接蒸發(fā)冷卻耗電最大,機械通風(fēng)耗電是它的28.1%;級蒸發(fā)冷卻耗電是它的48.7%。3)初投資。3種空氣處理方案初投資間接蒸發(fā)冷口中圖分類(lèi)號:U2315卻初投資最大,除土建造價(jià)比其他2方案多約220萬(wàn)元口文獻標識碼:C外,機械通風(fēng)初投資是其372%;一級蒸發(fā)冷卻初口文章編號:10083197(201481-32-02投資是其50%?？贒o編碼:10.3969isn.1008-31972014S10144結論收稿E期:2013-10-14口作者簡(jiǎn)介通過(guò)理論與實(shí)例詳細研究比選確定烏魯木齊地鐵中國煤化工工程師中鐵上海乜鐵環(huán)控系統設計地卜車(chē)站采用一級蒸發(fā)冷卻,為最佳節能的空氣處理CNMHG