讨论地铁空调系统冷却技术

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1、讨论地铁空调系统冷却技术摘要针对地铁空调冷却水系统的特殊请求,提出了喷雾间接蒸发冷却器与喷雾间接蒸发冷却冷凝器两种计划,扼要剖析了两种计划的工作原理和节能效果,计算标明,采用喷雾冷却设备替代1台600m3/h机械通风冷却塔时,在不思索冷却塔运转费用的根底上,仅冷却塔补水水费一项每年就可节约17万元。关键词地铁喷雾冷却冷水机组喷雾间接蒸发冷却冷凝器0引言近年来,我国鼎力开展城市轨道交通,特别鼓舞地铁的开展,继北京、上海、广州、深圳多条地铁线开通运营后,很多大型城市正在或行将修建地铁,由于地铁站空调系统需求

2、对冷却水停止降温,因而,在地铁建立中不可防止会触及冷却塔的设置问题。由于地铁线路所经过的区域多是城市繁华地带,空中上设置冷却塔的空间有限或基本没有,将冷却塔装置在空中上不只影响城市景观和规划,而且给四周环境带来噪声污染和卫生隐患。因而,研讨地铁专用的冷却器替代目前设置在空中的冷却塔,对处理地铁冷却塔设置的问题具有理想意义。目前地铁空调冷却水系统中所采用的冷却塔是针对设置在室外停止设计制造的,分为横流式和逆流式两种,冷却塔体积宏大,塑料填料间距很小,装置于地铁排风通道中必然影响地铁排风;为防止冷却水被外界

3、空气污染,冷却水不宜与外界空气接触,因而,普通开式冷却塔不宜用于地铁空调系统,而封锁式冷却塔和蒸发式冷凝器由于换热效率等问题而不合适在地铁站中运用,本文提出新型闭式喷雾冷却器和新型喷雾冷凝器两种计划,并对其停止扼要剖析。1喷雾冷却技术研讨成果自Maclaine-cross和Banks树立间接蒸发冷却计算模型以来,国内外专家学者以此为根底对喷雾间接蒸发冷却技术停止了大量的研讨。杨强生等人基于Merkel方程,实验研讨了喷雾空气冷却器的传热传质过程,经过回归的办法得到容积散质系数的关联式[1]。梅国晖等人研

4、讨了高温外表喷雾冷却传热系数、气水雾化喷嘴最佳气水比和放射方向对喷雾冷却换热的影响,研讨标明,喷雾冷却过程存在最佳气水比,但最佳气水比不是固定不变的,它随着水压的增加而减小;在低水流密度下,放射角90°处喷雾传热系数最大,其他放射角度的传热系数大致以放射角90°处对称,在高水流密度下,随放射角度增加而显著增加[2-4]。刘振华经过数值计算办法讨论了液滴与空气速度比和喷雾条件之间的互相关系,以为在自在射流状况下,速度比的变化使流体构成在喷嘴左近的非稳定区和下游的稳定区,在均一流状况下则不存在非稳定区,在稳

5、定区内速度比与模型类别、喷雾间隔和初始速度无关;在喷雾间隔大于0.5m后,可以为速度比进入稳定区,其大小取决于液滴直径和空气冲击速度,空气冲击速度越大,速度比越接近1,液滴直径越小;液滴直径小于100μm,可以为速度比等于1,对工程计算没有影响[5]。JunghoKim详尽研讨了喷雾冷却的传热机理和目前喷雾冷却模型的优缺陷,研讨了物体外表外形、喷雾倾斜角度和重力对喷雾冷却的影响[6]。最近,美国国度航空航天局的EricA.Silk等人研讨了3种强化外表的喷雾冷却效果和放射倾斜角度(放射轴向与物体外表法向

6、夹角)对喷雾冷却的影响,在喷雾温度为20.5℃时,剖析了冷却水管采用3种不同肋片外表对冷却效果的影响,研讨标明,相关于平外表而言,直肋片外表热流密度最大,且放射倾斜角度为30°时,热流密度可进步75%[7]。2喷雾冷却与淋水冷却的比拟2.1能耗比拟开式喷雾通风冷却塔由于采用喷雾安装,改动了机械通风冷却塔的工艺构造,不需求淋水填料,所需的风机功率很小以至不需求风机,因而,俭省设备的初投资和运转维护费用,表1是一种喷雾冷却塔与机械通风冷却塔能耗比拟[8]。2喷雾冷却与淋水冷却的比拟2.1能耗比拟开式喷雾通风

7、冷却塔由于采用喷雾安装,改动了机械通风冷却塔的工艺构造,不需求淋水填料,所需的风机功率很小以至不需求风机,因而,俭省设备的初投资和运转维护费用,表1是一种喷雾冷却塔与机械通风冷却塔能耗比拟[8]。从表1能够看出,当冷却水量从75m3/h增加到700m3/h时,在没有思索普通冷却塔配套设备能耗和运转费用的根底上,喷雾冷却塔与相应规格的机械通风冷却塔相比,综合节能效率在30%~50%之间,喷雾冷却效益显著。喷雾冷却器设置在地铁排风通道内,水雾与冷却器外表的换热量最终必需由通道内排风带走,因而,空气的温湿度决

8、议了冷却器的换热效果,而通道内空气的温湿度与室外空气温湿度差异很大,因而,完成相同排热量所需冷却器的体积相对会大一些,相应设备功率会增大,这样,不可防止地要增加局部能耗和初投资及运转费用。由于冷却塔设置在地铁排风通道内,必然会形成通道的排风断面减小,排风阻力增大,由部分阻力计算公式可知,部分阻力与通道的部分阻力系数和速度的二次幂的乘积成正比,当通道排风断面减小一半时,则部分阻力将为原来的4倍,因而,要完成相同排风量,排风机的功率可能会增大。