某地铁站供冷方案对比分析

某地铁站供冷方案对比分析

刘黔奇

广州地铁设计研究院股份有限公司510030

摘要：地铁站集中式供冷是将邻近几个站的冷冻或冷却系统设备集中设置，由集中冷站向各车站提供所需的冷冻水或冷却水。集中式供冷常常运用在冷却塔设置有一定困难的车站，本文以某地铁站为例，从初投资和耗电量等方面，对比分析新建集中冷站供冷方案和既有集中冷站供冷方案。

关键词：地铁；集中供冷；经济性对比

1概述

某正在设计中的地铁站总负荷为2345.6kW，其中大系统冷负荷（含换乘通道负荷）为1810kW，小系统冷负荷为535.6kW。

现有两个供冷方案进行比选：某新建集中冷站对该站供冷和利用某既有集中冷站对该站供冷。本文将从初投资和耗电量两方面对比分析两种供冷方案。

2某新建集中供冷方案介绍

2.1供冷系统配置

某新建集中冷站为两个车站供冷，两个车站间距为1.2km。

两个车站车站小系统的负荷为1185kW（小系统设计负荷996kW+输送温升损失189kW），约小于总负荷的三分之一，因此考虑集中供冷采用3台相同大小的冷水机组并联运行。冷站采用冷冻水一级泵采用定流量系统，冷冻水二级泵采用变流量系统。冷冻水一级泵与冷水机组一一对应，再由总管连接在集水器、分水器上。冷冻水二级泵从分水器上抽水，通过管网输送至车站末端组合式空调器、柜式空调器和风机盘管。

冷冻水采用10℃大温差，冷水机组冷冻水进出水温度分别为17℃、7℃。经详细计算比较，冷冻水二级泵分为两组，一组供新建站，另一组天河路站。每一组泵均由4台泵组成，其中3台为相同参数的变频泵两用一备，白天营运时为车站大、小系统供应冷冻水，另1台为夜间变频泵，夜间专门为车站小系统供冷冻水。

2.2工程量、初投资以及全年耗电量

新建集中冷站主要制冷设备表如表1所示。

表1集中供冷主要制冷设备表

经计算，新建的集中冷站全年运行电费为254万元，按两个车站的冷负荷比例换算天河路站供冷初投资为339万元，运行电费155.7万。

3既有集中冷站供冷方案介绍

3.1既有集中冷站设计概况

既有集中冷站设地下两层，其中地下二层为制冷机房，地下一层为低压配电房及下沉式冷却塔布置用地。该冷站为六个车站供冷，这六个车站的小系统由风冷机供冷。

现有3台离心机组，制冷量：2110kW。冷冻水系统分为三个部分：

第一部分为冷冻水一次环路，主要由冷冻水一次泵、冷水机组、冷却系统及附属设备构成。主要功能为空调季节根据系统控制的时间表早晨运营前进行系统预冷和晚间利用余冷提前关机，正常运营制备空调冷冻水。

第二部分为冷冻水二次环路，由二次泵、变频器、管网组成。主要实现的功能为通过监视末端的阀门开度、计算末端的负荷，调节变频器和阀门开度，来满足车站实际冷负荷的需求。

第三部分为车站末端。主要由组合式空调器、风机盘管及相应的控制阀门组成。每个车站基本分布在车站两端各有一台组合式空调器，每台组合式空调担负车站公共区域一半的供冷。

我司委托专业测试公司于2018年8月11日至2018年8月28日对既有集中冷站进行了测试，测试内容包括：检测冷冻机房现有设备的运行情况（主机耗电量、主机功率、主机流量、主机冷冻冷却水进出水温度、水泵流量、水泵功率、水泵冷冻水温差、室外气象参数、冷却塔逼近度、冷却塔功率等）；测量本冷站实际供冷量、余量及COP。

得出结论既有集中冷站没有足够的冷量余量为该地铁站供冷，利用该集中冷站供冷则需要进行改造。

3.3既有集中冷站的改造方案

（1）水系统改造

冷水机组和冷却塔仍设置三台，冷冻一次泵、冷冻二次泵和冷却水泵三用一备。

表2既有集中冷站改造后制冷设备表

既有集中冷站改造环控专业初投资为1165.5万元，经计算，该地铁站全年运行电费为155.7万。

（2）配电专业改造

动力配电需对电缆和部分配电柜进行改造，拆除既有2台配电变压器，新购1台2000kVA配电变压器，安装到原1250kVA变压器处，将既有的1250kVA配电变压器安装到原1000kVA变压器处，一二次、控制电缆重新连接，更改35kV馈线整定值、调试，加设防火封堵，并且跟随所需1个月的空载运行、1个月的临管。

供电上述改造总费用为61.3万元。

（3）土建专业改造

为该地铁站供冷的冷冻水管由二级冷冻泵出口接至该地铁站1号风亭组排风口，由排风口进入车站，需要在既有集中冷站到排风井之间新增2m×2m的管廊，管廊长约7米。

新增管廊采用矿山法暗挖施工，小导管超前支护，初支厚度200mm，二衬厚度300mm，每延米约7万元，共49万元。

另设备运输过程中，需对吊装孔洞结构墙体等进行破除和修复，此部分费用约100万元。

4两种供冷方式的经济性对比

两种供冷方式的初投资和年耗电量如表3所示。

表3两种方案经济比较表

5结论

通过上述几点的对比分析，可以得出该地铁站由新建集中冷站供冷和既有集中冷站供冷主要有以下几点结论：

1、既有集中冷站已无冷量余量，故必须对既有集中冷站进行改造，经过实地考察，既有集中冷站有足够的空间进行改造，替换相应机组。

2、根据实际测试结果，既有集中冷站目前的主机运行工况COP≈5.95，换算设计工况COP为≈4.8，主机运行能效良好。

3、既有集中供冷方案的费用比新建集中供冷方案多1125.2万元，但由既有集中冷站供冷，每年能节省电费约78.7万元，从经济性方面考虑，推荐新建集中冷站方案。

4、既有集中冷站是已经投入使用，为确保不影响车站正常运行，改造需在非空调季节完成。既有集中供冷系统位于市中心，该处施工对周边环境有一定影响。

参考文献

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[4]甘平灰.浅谈地铁暖通空调系统的节能问题[J].科技创新与应用，2015（08）

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