水冷直膨空调技术在轨道交通车站空调的应用

水冷直膨空调技术在轨道交通车站空调的应用

黄冠英1梁志平2赖凤麟3

广东西屋康达空调有限公司

摘要：基于传统轨道交通空调系统运行存在的缺点，本文提出了新型的水冷直膨空调系统，并成功在南宁市轨道交通2号线的明秀路车站对原有空调系统进行了试用。经过一年的能耗测试对比分析，相对于传统系统，新系统可节能22.8%，同时节省了宝贵的地下面积，降低了车站的初投资。

关键词：轨道交通车站空调；水冷直膨空调技术；运行分析；节能

0前言

近年来，国内轨道交通得到了飞速发展，截止到2015年，已有40个城市获得轨道交通的建设批复，预计到2020年规划在建总里程将达10000多公里，实际投入运行里程将达6000公里【1】。尽管轨道交通是低能耗交通工具，但随着轨道交通建设的快速发展，扩大运行规模与节约能源之间的矛盾越来越突出。尽快找到大幅降低城市轨道交通运行能耗的方法，已成为保持中国城市轨道交通高速度可持续发展必须解决的重要问题之一。

据统计，深圳地铁过去十年的具体运行数据显示【2】，牵引能耗占地铁总能耗的37%，而在车站用电里，在相邻城市的广州某地铁站环控能耗占整个车站能耗的76%（其中空调系统用电占76%，特殊用电10%，照明插座占8%，动力用电占6%）。基于上述数据，车站环控系统节能十分重要，降低轨道交通能耗关键是降低地铁空调系统的能耗。为此，本文提出了一种新型节能、节省占地面积、施工简单便捷的轨道交通空调系统——水冷直膨式空调系统，以解决当前地铁能耗巨大的问题。

1新型水冷直膨式空调系统

目前，传统的地铁空调系统一般都采用冷水机组+末端的空调方式，即冷水机组产生7℃的冷水，空调冷水作为中间载冷剂被输送至空气处理机组的表冷器与空气热湿交换，冷凝去湿后的处理空气送入空调区域进行热湿处理，去除室内的余热量和余湿量，表冷器的出水为12℃再回到冷水机组循环冷却，其系统原理如图1所示。

图2水冷直膨式空调系统原理图

相对于传统的空调系统，新系统省去了冷冻水输送环节，直接通过主机的冷媒与被处理空气进行换热，即减少了中间换热环节，又提高了蒸发温度，节省了冷冻水循环泵的能耗，省去了冷冻泵房和冷冻水输送管件和施工，实现了主机根据使用端的环境要求自动控制的快速反应调节，大大节省了由于传统空调系统BAS调节滞后导致的能耗。表1给出了新系统与传统系统的优势对比情况：

2案例分析

2.1车站概况

在南宁市轨道交通2号线明秀路车站，采用了全新的水冷直膨式空调系统。车站为地下两层岛式车站，中间为公共区，两端为设备区。车站总长度218m，标准段宽21.7m，北端最宽处为78m，南端最宽处为33.4m。车站预留换乘5号线的条件，车站负一层预留换乘通道，站厅层公共区面积为2965m2，站台层公共区面积为1415m2。图3和图4分别给出了改造车站的地下一层和地下二层平面图。

图3地下一层站厅图

图4地下二层站台图

2.2车站空调系统

明秀路站通风空调系统由隧道通风系统（含防排烟系统[4，5]）、车站公共区通风空调系统（含防排烟系统，简称车站大系统）、车站设备管理用房通风空调系统（含防排烟系统，简称车站小系统[6]）和空调冷源系统组成。

南宁地铁2号线除明秀路站外的其它车站采用的是传统冷水主机+末端的形式：冷凝侧采用开式冷却塔[3，4]冷却，供回水温度为32/37℃；地下设置单独机房，配置2台水冷主机、2用1备冷冻水泵和2用1备冷却水泵；同型号车站大系统采用组合式空调机组2台：A端1台，B端1台；车站小系统[5]采用柜式空调机组：A端5台，B端1台。大小系统配置的设备型号见表2所示。

图6B端空调布置图

2.2运行对比分析

2.2.1节能效果

明秀路地铁站采用水冷直膨式空调系统后，现已经正式投入运行，根据现场预先布置的自动数据采集监测系统，车站空调全年运行耗电约99.8万度电；采用传统的水冷主机+空调箱的形式，空调全年运行耗电约129.2万度电。新系统相对于常规系统，全年运行节能约22.8%，如按1元1度电计算，每年可以节约电费29.4万元。

2.2.2节省空间

采用新系统后，原冷水机组及冷冻水泵及相应冷水管路全部取消，原冷冻机房面积为65m2。按典型车站土建地下空间的土建概算费用为：1.2万元/m2，节约土建费用为：1.2×65=78万元。

3结语

针对于传统轨道交通空调存在的弊端，本文根据轨道交通空调系统的运行特点，提出了新型的水冷直膨式空调系统，并成功应用到南宁市轨道交通2号线的明秀路车站。通过一年的运行能耗测试，结果显示，相对于传统的空调系统，新系统可节能29.5%，同时可以节约宝贵的地下机房面积，可谓是一举两得。

参考文献：

[1]2016-2020年中国城市轨道交通行业全景调研与发展战略研究咨询报告，中国产业研究院

[2]从实际运行数据出发开展地铁站节能工作，江亿，中国轨道交通，2015（08）

[3]水冷冷媒直膨式变风量空气处理机组郑文伟.CN，CN202024421U[P].2011.

[4]冷却塔在地铁设计中的实例研究[J].周静，郭磊.制冷与空调（四川）.2014（04）

[5]地铁车站空调系统冷却塔设置方式对地面环境影响分析[J].梁艳，唐春华.隧道建设.2014（03）

[5]6北京地铁复八线通风空调系统综合节能改造[J].顾庆宜.都市快轨交通.2012（05）