地铁空调系统节能研究-论文.pdf

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第24卷增刊天津建设科技市政公用建设2014年7月TianjinConstructi0nScienceandTechnology地铁空调系统节能研究口文／陈娟摘要：我国西北典型地区——乌鲁木齐，根据其特殊的气候条件和地铁地下车站各种热湿负荷，研究分析了满足夏季室内温湿度要求可选取的几种空气处理方案。详细比选了机械通风、间接蒸发冷却、一级蒸发冷却等空气处理方案的技术原理与经济指标。通过理论与实例比选确定乌鲁木齐地铁地下车站，最佳节能的空气处理方案。关键词：地铁；节能；空调为加快建设区域性国际城市的步伐，提升城市功表1标准地下2层岛式公共区负荷能和提高城市竞争力，乌鲁木齐2015年规划建设1号参数区域站厅站台线和2号线2条轨道交通线路，线路总长47．9km。其显热潜热显热潜热中，1号线全长26．475km，设置2l座地下站。地铁地下乘客产热量(按晚高峰计算6．3326．66．9724．75站公共区及管理与工艺房间，需要设置空气处理系统早高峰校核)来保证人员舒适与设备需要的温湿度要求。照明灯具12．612依据西北地区典型的气候条件，通过理论与实例广告灯箱、指示牌1818自动扶梯(考虑出35详细研究比选确定乌鲁木齐地铁地下车站，最佳节能公共区入口)．711．7产热量／垂直电梯3．33．3的空气处理方案。kW自动售检票机211乌鲁木齐气候特点．8出入口渗透换热量51．25我国西北典型地区——乌鲁木齐，地处亚洲内陆，区间对流换热量1520大陆性气候特征显著，具有冬夏长、春秋短、冬寒夏热、安全门传热发热量5热库-4日照长、温差大、降水少、气候干燥的突出特点。即气温小计98．7327．8571．9744．75年差较大，冬季平均温度低于同纬度地区，而夏季平均全热量小计126．58116．72温度又高于同纬度地区，和同纬度的世界其他地区相乘客湿负荷(按晚高峰计算39．836．9比，除了沙漠干旱地带以外，是夏季最炎热的地区之公共区早高峰校核)产湿量／围护结构湿负荷1．512(kg·h-1)出入口渗透产湿量一52乌鲁木齐典型地铁站空气处理方案区间对流产湿量本研究以乌鲁木齐典型地铁地下2层岛式站为小计36．348．9例，通过室内外实际负荷与参数计算，比选做了3种空热湿比值／(kJ·kg)125538593气处理方案，即：机械通风(全新风降温)、间接蒸发冷却、一级蒸发冷却。从室内舒适度、系统节能、初投资等2．2设计方案方面显现了合理优化的空气处理方案。1)机械通风(全新风降温)。根据站厅站台显热负2．1参数与负荷荷和室内外通风温差计算全新风降温风量。1)室外气象参数。地理纬度43。47；夏季大气压已知=98．72kW，=71．79kW，te=30℃，t：=23．7℃力93．21kPa；夏季空调室外计算干球温度30．1oC，湿计算风量=×1ooo／o．348(te-ty)=98．73×1ooo／球温度16．5℃；焓49．4kJ／kg；相对湿度25．5％；夏季0．348(30—27．3)=45032(m。／h)通风室外计算温度23．7℃。LN：×1ooo／o．348(tp-t)=71．97×1ooo／o．3482)地铁内部设计参数。站厅、站台层公共区夏季室(30—27．3)=32827(m。／h)内设计温度30℃。其中：I}r为室外空气状态点；s为新风处理状态点；3)公共区负荷参数见表1。L为表冷器(喷淋)出风点；为站厅状态点；Ⅳ为站台状 市政公用建设第24卷增刊孛晨辉，等：吉兆桥健康监测分析研究与应用MunicipalandPublicC0nstruction应能力，采取措施控制对桥梁结构造成的不利影响。经验。2)通过对桥梁结构变形、变位等响应的监测与评7结语价分析，掌握结构在长期运营中的状态。对结构线形以通过对吉兆桥结构的健康监测，可以实时、准确掌及主桥墩台沉降等信息进行监测，收集桥梁正常运营握桥梁运营状况，为安全运营、降低运营维护成本提供时线形变化的数据。科学技术依据，同时为今后设计、建设此类结构桥梁提3)通过对桥梁结构振动响应的监测分析，掌握结供长期科学参考数据，为桥梁健康监测系统研究积累构动力性能，论证其抗风、抗震稳定性，研究结构固有经验。动力特性参数的演变，分析结构疲劳损伤，预报结构可口■能存在的隐患或质量衰退等。4)记录大桥在重大载荷及突发事故时的响应，如台风、地震、超重交通载荷以及撞击载荷等并以此为基口中图分类号：U446．2础，研究大桥构件是否存在损坏。口文献标识码：C5)监测系统结合使用过程中通过对桥梁结构的检口文章编号：1008—3197(2014)S1—45—03测和检查，及时查明结构现存缺陷，为养护维修提供决口DOI编码：10．39694．issn．1008—3197．2014．S1．020策科学依据，以达到用有限养护资金获得最佳养护效口收稿日期：2013—06—04果，确保结构安全运营的目的。口作者简介：孛晨辉／男，1979年出生，工程师，天津市海河建设6)通过桥梁运营状态下的力学性能进行监测，验证发展投资有限公司，从事工程管理工作。设计、施工的效果，为大型桥梁的健康监测积累数据及口田坤厌津市海河建设发展投资有限公司。(上接第33页)方案。虽然它在设备功率和初投资上略高于机械通风3．2优化分析(全新风降温)，但它是满足规范舒适度的人性化设计；1)室内舒适度。地铁规范夏季站厅、站台室内舒适与间接蒸发冷却相比，在设备功率和初投资上仅接近度的底线为设计温度30℃；相对湿度40％~60％。分析它的50％，而且舒适度高于它。以上3种空气处理方案，在室内设计温度30℃时，机械综上所述，在西北干旱地区的空气处理设计中，应通风(全新风降温)室内相对湿度25．5％，空气相当干充分利用当地有利的气象条件，采用一级蒸发冷却空燥，远达不到规范底线且该方案不能有效控制室内温气处理系统，不使用人工冷源，发挥空气与水直接接触时的热湿交换，实现高效率的等焓降温的空气处理湿度；间接蒸发冷却室内相对湿度站厅32．6％；站台过程，为经济环保节能的空调系统。37．3％，空气比较干燥，接近规范底线且该方案能有效控口■制室内温湿度；一级蒸发冷却室内相对湿度站厅47．7％；站台50．3％，空气舒适度满足规范参数且该方案能有效参考文献：控制室内温湿度。[13GB50157-2003，地铁设计规范[s]．2)系统节能。比较3种空气处理方案设备功率，间[2]GB50736-2012，民用建筑采暖通风与空气调节设计规范[S]接蒸发冷却耗电最大，机械通风耗电是它的28．1％；一级蒸发冷却耗电是它的48．7％。3)初投资。3种空气处理方案初投资，间接蒸发冷口中图分类号：U231．5却初投资最大，除土建造价比其他2方案多约220万元口文献标识码：C口文章编号：1008—3197(2014)Sl一32—02外，机械通风初投资是其37．2％；一级蒸发冷却初口DOI编码：10．3969／j．issn．1008—3197．2014．S1．014投资是其50％。口收稿日期：2013—10—144结论口作者简介：陈娟／女，1955年出生，高级工程师，中铁上海通过理论与实例详细研究比选确定乌鲁木齐地铁设计院集团有限公司，从事地铁环控系统设计地下车站采用一级蒸发冷却，为最佳节能的空气处理工作。47