城市軌道交通地下車站集中供冷研究.pdf

1、近年來，我國以地鐵為主要形式的城市和城際軌道交通進入高速發(fā)展期。作為重要的公共基礎設施，地鐵車站往往設置在建筑和人群密集的地段。由于噪音、熱濕排放對環(huán)境的影響，這些地段地下車站空調系統(tǒng)的冷卻塔或其他排熱設施的設置已成為困擾地鐵建設的一個難題。為此，多個地下車站集中供冷方案引起了業(yè)界的關注。集中供冷系統(tǒng)具有一般區(qū)域供冷系統(tǒng)的主要特點，又具有其自身的特殊性。因此在設計和選擇地鐵車站的輸配系統(tǒng)方案時，需要結合其特點來考慮諸如冷站選址、冷量輸配

2、系統(tǒng)的形式及輸配動力的匹配選擇、輸配距離和輸配溫差確定等關鍵問題。
　　 本文首先以某城市軌道交通地下車站為原型，分析了地鐵車站列車綜合產熱量的計算方法，以及列車產熱量在屏蔽門和非屏蔽門兩種不同的車站形式下與車站空調負荷的相關性。計算了典型車站供冷季逐時空調負荷并分析了其特征，獲得了典型地下車站空調冷負荷的時間頻數分布。分析發(fā)現，小型車站，日間運行模式下車站負荷主要取決于室外空氣參數的變化(即新風負荷)，大型車站的負荷變動主要取

3、決于室外空氣變化和人流量的變化。而夜間工況下的負荷主要為車站設備發(fā)熱等固定負荷，因此比較穩(wěn)定。
　　 建立了地鐵集中冷站冷量輸送管道的冷量損失模型。首先建立了傳熱計算理論模型，包括管道外表面與隧道空氣的對流換熱模型和管道外表面與隧道空間壁面的輻射換熱模型。確定了流體溫升與冷量損失分析的管道分段模式。分析了地鐵地下空間圍護結構傳熱、隧道空間的得熱和隧道通風的特點，以及圍護結構傳熱、列車運行散熱與隧道空氣溫度、壁面溫度的相互關系，構

4、建了計算隧道區(qū)間空氣溫度和壁面溫度的迭代計算方法，并以成都地區(qū)的全年逐時室外氣象參數為基礎，計算獲得了地鐵隧道區(qū)間逐時空氣溫度和壁面平均溫度，用于輸配系統(tǒng)冷量損失模型計算。并提出了地鐵空調輸配系統(tǒng)的全壽命周期經濟分析方法。以某城市軌道交通地下車站集中冷站供冷工程為原型，對地鐵集中冷站輸配系統(tǒng)進行了能耗分析，并對二次水泵分用、合用兩種方案進行了對比，得到合泵方案在泵耗、初投資上均優(yōu)于分泵方案的結論。
　　 討論了冷量輸配系統(tǒng)的形式

5、與冷站的位置優(yōu)化問題。對三個和四個地下車站集中供冷的情況分別，按照全壽命周期法進行計算分析。發(fā)現，在采用“分泵”輸配形式的情況下，即使將集中冷站設置在負荷中點，與“合泵”方案相比并不節(jié)能。并根據計算結果給出了單位供冷距離冷量損失指標和單位供冷距離泵耗增加指標。分析了較長供冷距離下水力平衡的問題的解決方案，提出主要采用動態(tài)平衡閥解決水力失調問題。
　　 對該輸配系統(tǒng)按照5℃、8℃、10℃三種輸配溫差分別進行分析計算，得到輸配系統(tǒng)能