地铁通风空调系统技术分析

　　摘要：随着社会的发展，人类生活水平的不断提高，对方便快捷的出行方式提出了更高的要求，同时为了经济建设和环境治理的需求，国家正致力于大力发展轨道交通事业。人类的交通从地上走到了地下，在这种转变过程中，暖通空调系统也面临着新一轮的挑战。对未知领域的探索，让我们不得不思考。只有不断的思考才能发现问题，解决问题，完善自我。本文就地铁通风空调系统设计的优缺点，谈一点自己的看法。

      关键词：地铁通风空调保温风管热回收、变频变流量、系统节能 

　　1 车站公共区大系统 

　　车站大系统采用一次回风系统，机房设于车站设备管理用房区内，主要设备由组合式空调箱、回排风机、小新风机和相应的控制风阀组成。具有小新风空调、全新风空调、全通风三种运行模式。当空调季节室外新风焓值大于车站回风混合点焓值时，采用空调新风运行；当室外新风焓值小于车站回风混合点焓值但新风温度大于空调送风点温度时，采用全新风空调运行，站厅、站台回风经回排风机直接排至室外；当室外新风温度小于空调送风点温度时，系统转入通风运行。 

　　此设计采用了一次回风系统，在满足设计新风量的前提下，采用部分回风，避免了大量的新风冷负荷。同时利用温度和焓值两个参数作为空调运行模式切换的参考数据，达到根据实际需要切换运行模式，比较准确，同时达到了节能的目的。 

　　但实际运行中，发现了一些问题：（1）风管的保温采用防火材料（岩棉）保温，由于送风温差较大，容易产生冷凝水，致使岩棉脱落等困扰。根据目前地铁的岩棉保温的缺点，目前正在大力推广采用双面彩钢酚醛复合风管作为替代品，目前少数地铁站已经尝试，虽然初投资高于岩棉保温，但基本没有维护保养费用产生，使用效果佳。（2）设计中有部分风管穿越端门外，与隧道相邻安装，存在风管保温易脱落的隐患，虽然目前设计要求风管保温外增加了防火板，但防火板的施工工艺依然存在隐患，目前已发现部分破裂的现象。所以若从根本上解决问题，就要在设计中避免保温风管与隧道相通，以防保温或防火板坠落侵限。（3）由于夏季的一天的温差相对较大，再加上人流量的不稳定，导致公共区大部分时间只能达到部分冷负荷运行，这样会导致送风机不能达到最高效率运行，为了克服此缺点，使系统更加节能，建议增加变频装置，根据公共区冷负荷的时时变化，变频调节风量，以达到节能目的。 

　　2 车站设备区小系统 

　　地铁设备区的小空调系统，由于专业设备房较多，办公用房和管理用房分设不同小系统。设备房设置空调一次回风系统，同时设置通风系统，防排烟系统；重要设备房如车控室、通信电源室、通信设备室、综合监控设备室、信号设备电源室、商用通信设备室、警用通信设备室等设置备用冷源，以防在过渡季节及空调季节设备房的应急使用，进一步确保由于冷水机组故障无法制冷所带来的重要设备房的隐患。管理用房采用风机盘管加新风系统设置。 

　　从使用效果来看：（1）各风管支路缺少风阀，导致风量无法调节平衡，造成使用功能效果很差。建议增加各设备房送风支路风管或风阀的手动调节装置，以便风量平衡的调节；（2）办公用房的新风直接取自室外，冬季时，由于地铁没有设计制热功能，导致室外的冷风直接吹至室内，造成了办公用房温度太低，办公人员无法接受进行投诉的现状。鉴于此种情况，建议增加热回收装置，使办公用房新风与设备房小系统的排风热交换，提高新风的送风温度，达到室内的舒适度要求。同样夏天也可以通过热回收降低新风温度，降低室内的冷负荷。从而达到节能的目的。（3）在划分管理用房和设备用房时，习惯性的把车控室划为设备用房，由于车控室和其他设备房共用一套备用冷热源系统，冷热源系统设计选择的热泵系统，在过渡季节造成了使用的矛盾，车控室管理人员感觉冷要开制热，而设备房由于散热量大要开制冷，造成管理上的不便，在此我建议把车控室划归为管理用房，在后续地铁从设计上避免此类事情的发生。 

　　3 车站的冷水系统 

　　车站站厅层一端设置一座冷冻机房，内设置水冷螺杆式冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、分水器、集水器等设备，为车站公共区及车站设备管理用房提供冷源。车站公共区水系统采用定水量系统，即冷水机组和冷冻水泵的水量不变，在空调末端设备，如组合式空调机组表冷器的回水管上设置动态平衡电动二通调节阀，在分水器和集水器之间设置压差调节阀，使空调水系统稳定运行，以满足组合式空调机组的送风温度达到设计要求。 

　　冷水系统的使用中存在的问题：（1）冷水系统的定压补水装置采用定压补水泵的方式。此种定压方式的缺点是运行不稳定，维护保养工作量大。建议采用高位膨胀水箱作为定压补水装置，除投资低，维护保养方便，系统压力更加稳定。同时建议增加自来水系统的软化水处理及加药处理装置，来降低水的硬度，达到缓蚀、阻垢、灭菌灭藻的目的。（2）冷冻水系统的定压点设置在集水器上，离冷冻水泵的进口较远，不利于水泵进口压力的稳定，如出现管道堵塞，导致水泵进口负压进气，造成水泵的气蚀。建议把定压点设在物理除污器（水博士）的后端。（3）过渡季节冷水机组无法开启的问题，是由于水温低于机组的设计要求，机组保护停机，对此种情况，建议两点：第一点，在冷却塔集水盘中增设电加热器，以供过渡季节开机时使用；第二点，在设备房室内段冷却水供回水总管路设计短循环，过渡季节开机时，先短循环开机，顺利开机后，慢慢关闭短循环，同时慢慢开启冷却塔蝶阀，最后打开冷却塔风扇。（4）系统采用的一级泵变流量压差旁通阀控制系统克服了一级泵定流量系统缺点，在末端负荷率变化不同步时，它可以较好的实现各用户的“按需供用”。但在一级泵变流量压差旁通阀控制系统中，即使冷负荷需求很少，为了保证冷水机组的安全水流量需求，冷水泵仍然需要“全速”运转，冷水机组的供回水温差将随冷负荷的减小而变的越来越小，冷水泵所做的“功”，被冷水机组消耗的比例也越来越大。造成了系统的不节能现象，针对此种想象，可采用另一种系统方式来克服：一级泵变频变流量系统，增加变频装置。随着冷水机组技术的发展，所能承受水流量变化的范围越来越大，这就给冷水机组的变流量运行提供了很大的空间。一级泵变频变流量系统的运行原理：当用户侧冷负荷需求降低时，通过变频器改变冷水泵的转速，减少冷水系统的供用，从而使得冷水泵的运行能耗得以降低。 

　　4 隧道通风系统 

　　隧道通风系统包括排热系统、隧道风机系统、区间射流风机。（1）针对隧道风机敞口风亭的设置，建议避开绿化灌木区，以防导致树叶、树枝等飘落到隧道风室，进而吹到区间侵限，同时会造成区间水泵赌塞的可能。（2）区间射流风机的设置存在安全隐患。由于区间的湿度很大，射流风机的吊装支架锈蚀严重，而且不方便巡检（需接触网停电），有坠落的风险。建议采取射流风机立时安装的方法，以方便检查和管理，同时降低风险。 

　　结语：地铁的安全正常运行，暖通空调专业的责任重大，作为地铁运营设备维保的一员，必须从设计、施工、运营上深刻思考，才能确保系统的正常、节能、安全的运行，从而保障地铁的正常运营，为社会的公共事业贡献自己的最大力量。 

　　参考文献 

　　[1]中华人民共和国国家标准 《公共建筑节能设计标准》GB501892005[R]. 

　　[2]中华人民共和国国家标准 《地铁设计规范》（GB50157-2013）[R]. 

　　[3]中华人民共和国国家标准 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）[R]. 

　　[4]中华人民共和国国家标准《公共场所集中空调通风系统卫生规范》 （卫生部 WS394-2012）[R]. 

　　[5]中华人民共和国国家标准《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）[R]. 

　　[6]全国勘查设计注册工程师公用设备工程师专业管理委员会秘书处，全国勘查设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材（第三版）[R]