深圳车公庙综合交通枢纽空调冷源系统方案研究

深圳车公庙综合交通枢纽空调冷源系统方案研究

李俊飞

中铁四院集团西南勘察设计有限公司云南昆明650220

摘要：节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。车公庙综合交通枢纽工程建筑面积巨大，换乘型式复杂，配备了大量的设备系统，其能源的消耗贯穿于整个运营过程。通风空调作为耗能大户，其系统设计及研究，就显得尤为重要。为响应国家政策，降低系统能耗，支持该工程更好更快建设，此文针对空调冷源系统设备选型进行了研究，得出结论：（1）对该枢纽工程内的7、9、11号线空调水系统采用冷源共享、二次泵变流量系统的形式更加节能和经济。（2）此研究成果主要体现在首次单站采用二次泵变流量水系统供冷，这无疑将为类似工程提供很好的参考价值和借鉴作用。

关键词：车公庙枢纽；水系统；二次泵变流量；能效等级

1前言

节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。车公庙综合交通枢纽工程中配备了大量的设备系统，设备系统对能源的消耗贯穿于整个运营过程，耗能量巨大。通风空调作为耗能大户，其中水系统的能耗又占了通风空调能耗的30%以上，其系统设计及研究，就显得尤为重要。

2工程概况

车公庙综合交通枢纽位于车公庙片区的中心地带，深南大道与香蜜湖立交的交叉路口，为以轨道交通为主的，包括既有1号线、规划11号线、7号线、9号线的综合换乘站。枢纽还包括周边配套的公交、出租及社会车辆停靠站、自行车停车场及周边道路改造等内容，其中轨道交通车站部分总建筑面积为69294㎡。枢纽范围内1号线车站为已运营车站，沿深南大道路中绿化带敷设，为地下2层10m单柱岛式站台车站；11号线沿深南大道平行1号线敷设，设置于深南大道南侧路下，为地下2层13.5m双柱岛式站台车站；7、9号线车站为地下三层双岛四线换乘车站，设置在香蜜湖路与深南大道交叉口西侧，与1、11号线区间垂直相交，四线在深南大道和香蜜湖路口换乘。1号线车站与11号线车站通过站厅侧墙开洞平行换乘，7、9号线为两两同台平行换乘，1、11号线与7、9号线通过换乘大厅换乘。

3枢纽通风空调系统简介

城市轨道交通工程中，通风空调系统主要分为四个系统[1]：1、隧道通风系统；2、公共区通风空调系统（即大系统）；3、设备管理用房通风空调系统（即小系统）；4、空调冷源系统（即水系统）。

空调水系统为本工程公共区、设备及管理用房空调系统以及新建出入口提供冷源。经计算，枢纽总冷量为6170kW，各分项计算冷量见表1。水系统设备主要包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔和分集水器[2]。这些设备作为能耗大户，是我们此次研究的重点。下面的分析针对水系统设备选型方案来展开。

4空调冷源系统设计方案对比分析

4.1制定方案

冷水机组与冷冻水泵是水系统冷冻水循环中最关键的两个环节。其选型主要涉及四个方面：1）系统方案；2）设备容量；3）设备台数；4）设备能效等级。根据这几方面，制定如下的两个水系统方案，同时，根据两个方案设定的异同，确定三个分析对象：系统方案、变频技术和能效等级。

4.2方案的功能性、可实施性、经济性分析及定量计算

根据确定的三个分析对象，对选型方案进行节能、投资、规模三个方面的定量计算。

（1）系统方案的定量计算

其中，地下50m2空间约增加土建投资100万。从初投资分析，方案二节省投资84万，略有优势。

（2）变频技术的定量计算

在轨道交通领域，值得一提的是水系统变频技术的发展。国内地下车站的空调水系统以前基本采用一次泵定流量闭式循环水系统，随着深圳地铁2号线首次全线采用一次冷水泵变频开始，利用冷水泵的变频作为节能的手段才渐渐崭露头脚。而除了冷站集中供冷采用了二次泵变流量闭式循环水系统以外，作为单个的地下车站，并未有选用二次泵的实例，这为本工程设计工作的开展既加大了难度也提供了很好的挑战平台。

方案一与方案二最大的不同点，就在于6台冷冻水泵二次泵的设置。《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）[3]有描述，“系统较大、阻力较高、各环路负荷特性或压力损失相差悬殊时，应采用二次泵系统；二次泵宜根据流量需求的变化采用变速变流量调节方式。”一次泵、冷水机组一一对应设置，二次冷水泵台数按系统的分区和每个分区的流量调节方式确定，每个分区设置2台[4]。图1即二次泵变流量水系统原理图。

方案二较之方案一，二次变频泵设备费仅增加约30万，可带来的节能效益约每年省电30%。按照深圳电价，年节省运营成本120万，运营一年即可收回投资。因此，从节能政策及经济效益分析，方案确定选用为二次泵变频空调水系统。