蒸发冷却式直膨空调在地铁车站冷源系统中的应用

于采用紫铜管连接,管材费用３８ 万元.总体而言,
蒸发冷却式直膨空 调 系 统 的 设 备 总 投 资 相 比 蒸 发
冷却式冷水空调系统节省 ２４ 万元,见表 ５.
表 ５ 两种空调系统设备初投资对比
项目
冷水机组
蒸发冷凝室外机
空调末端设备
系统铜管管材
冷冻水系统设备
施工及安装费用
总费用
蒸发冷却式
冷水空调系统
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２)采用制冷剂直接蒸发制冷的高效技术,蒸发
温度更高,其制冷系统的蒸发温度在 ９~１２ ℃ ,而蒸
发冷却式冷水空调系统的蒸发温度仅为 ２~５ ℃ .
３)压缩机内置于直膨型空调末端箱体内,地铁
车站按需供冷,在车站夜间运营或系统部分负荷运
行时,节能效果更显著.
根据表 １ 中车站内工程计算负荷,统筹整合了
车站内公共区、人员管理用房、设备用房的负荷,对
两方面对蒸发冷却式直膨空调在地铁车站冷源系统中的应用进行分析.结果表明,与蒸 发 冷 却 式 冷 水 机 组
相比,蒸发冷却式直膨空调在地铁车站冷源系统的应用上更具优势,不仅可以减少机房 面 积 及 土 建 投 资,还
能节省设备初投资和运行维护费用,同时运营也变得更简单.
关键词 地铁;直膨式空调机组;蒸发冷却式;无冷却塔;节能
３８．
２５
１８．
３０
３０７５
照明配电室 １
２５．
５０
３．
４５
６００
照明配电室 ３
２１．
１５
３．
４５
６００
环控电控室 １
１１６．
８５
４１．
７０
７０５０
屏蔽门控制室
３４．
０５
１０．
６５
１７９０
通信设备室
１０２．
１５
８２．
５０
１３６５０
照明配电室 ４
１９．
０５
３．
４５
６００
警用通信设备室
３３．
４５
２９．
７０
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却式冷水空调系统 与 蒸 发 冷 却 式 直 膨 空 调 系 统 的
应用特点,对方案优 劣 势、投 资 及 运 行 费 用 进 行 比
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车站内公共区机房设计负荷、设计风量见表 １.
原始方案采用２ 套蒸发冷却式冷水空调系统,
第３期
６
９
莫修栋 等:蒸发冷却式直膨空调在地铁车站冷源系统中的应用
表 １ 某地铁站工程计算负荷
车站公共区
面积/m
２４１８．
６０
设计负荷/kW
设计风量/(m３/h)
综合设备监控室
３７．
２０
１３．
８０
１７２５
图 ２ 蒸发冷却式直膨空调系统原理
直膨型空调末端设备的选型见表 ２.
７
０
第 ２１ 卷
图 ３ 蒸发冷却式直膨空调系统布置平面图
表 ２ 直膨型空调末端设备参数
机组
AHUＧA０１
AHUＧB０１
KT
ＧA０１
KT
ＧA０２
KT
ＧB０１
KT
ＧB０２
总计
额定
冷量/kW
４２５．
０
４２５．
０
２２１．
冷却式冷水空调系统相比,蒸发冷却式直膨空调系
统省去了冷冻水系统,制冷剂以压缩机为动力送至
直膨型空调末端.
蒸发冷却 式 直 膨 空 调 系 统 在 地 铁 车 站 的 应 用
(见图 ３)是一种新型的技术,对比 蒸 发 冷 却 式 冷 水
空调系统[２],其主要特点在于:
１)取消冷冻水系统,简化了传热过程.
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１ 工程概况
北方地区某地铁 站,沿 市 政 道 路 布 置,呈 东 西
收稿日期:
２０２０
Ｇ
０３
Ｇ
０８,修回日期:
２０２０
Ｇ
０４
Ｇ
２２
作者简介:莫修栋,主要从事暖通空调节能方面的研究.
该车站公共区域 的 冷 负 荷 为 ８５０kW,设 备 及
管理用房冷负荷 为 ４１４kW,总 负 荷 为 １２６４kW.
护对象相对较多,导致维护成本略有增加.
根据 所 在 地 气 候 条 件,制 冷 季 按 ２８０ 天 计 算,
行维护费用节省约 １２ 万元.
３)从设备运 营 上 看,蒸 发 冷 却 式 直 膨 空 调 系
统更简洁、设备数量减少,维护检修工作量减小.
综 上 所 述,将 蒸 发 冷 却 式 直 膨 空 调 系 统 应 用
在使用过程中发现 传 统 的 冷 源 系 统 存 在 占 地 面 积
地下 ２ 层双柱三跨岛式车站.其中,地下 １ 层为站
居民区.车站总长 １９６．
５ m,标准段总宽 ２７ m,为
大、耗 水 量 高、漂 水、噪 声 污 染 等 一 系 列 问 题. 轨
厅层,地下 ２ 层 为 站 台 层,环 控 机 房、冷 水 机 房 均
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道交通行业快速发 展,地 铁 车 站 越 来 越 多,在 城 市
位于站厅 层. 由 于 车 站 位 于 城 市 中 心 区,冷 却 塔
中心区域确定一个 车 站 的 地 面 风 亭 及 冷 却 塔 的 摆
布置困难.
放位置更加困难,特 别 是 在 繁 华 地 带,容 易 受 到 地
面空间、周边城市景观、环境控制等因素的制约.
空调系 统 每 天 运 行 １８h,负 荷 率 ６０％ ,电 费 ０．
７
于地铁车站,不但能 够 节 省 建 设 投 资,还 能 够 节 约
元/千瓦时. 采 用 蒸 发 冷 却 式 直 膨 空 调 系 统 可 降
运营维护费用.因此 采 用 蒸 发 冷 却 式 直 膨 空 调 系
低地铁车站 内 运 营 期 间 耗 电 量,年 节 省 电 费 约 １０
统方案是可行的.
万元.运行维护成本按照设备初投资的 ５％ 计 算,
结果见表 ６.
表 ６ 运行维护费用对比
万元
项目
蒸发冷却式
冷水空调系统
蒸发冷却式
直膨空调系统
运行费用
６９．
５
５９．
４
维护费用
１７．
１
１５．
４
４ 结论
通过对北方某地铁 站 采 用 ２ 种 不 同 空 调 方 案
的对比,从技术性与经济性２ 个方面分析了蒸发冷
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在地 铁 行 业 的 发 展 初 期,普 遍 采 用 传 统 水 冷
与冷却塔 的 形 式 对 车 站 内 的 冷 源 系 统 进 行 散 热,
走向,车站北侧是居 民 区 和 学 校,南 侧 是 商 业 街 和
SCOP 计算结果如表 ３ 所示.
表 ３ 两种空调系统的冷源综合制冷性能系数
参数
名义制冷量/kW
冷凝温度/℃
蒸发温度/℃
压缩机功率/kW
冷却水泵功率/kW
冷却风机功率/kW
冷冻水泵功率/kW
总功率/kW
冷源综合制冷性能系数
SCOP/(W/W)
蒸发冷却式
冷水空调系统
蒸发冷却式
直膨空调系统
６４５０
环控电控室 ３
３１．
５０
１６．
３５
２７７５
环控电控室 ２
１２９．
４５
４２．
００
７２００
总计
１２６４
２２２５９５
图 １ 蒸发冷却式冷水空调系统布置平面图
其中蒸发冷却式冷 水 机 组 与 冷 冻 水 系 统 占 用 了 全
部的冷水机房面积.图 １ 所示为蒸发冷却式冷水空
调系统布置平面图.
采用蒸发冷却式直膨空调系统对原方案进行优
化,取消冷冻水系统的冷冻水泵、集水器、分水器、水
管路及阀门以及冷却水系统中的冷却塔、冷却水泵
等设备[１],减少换热环节.
２ 技术性分析
蒸发冷却式直膨空调系统主要由压缩机(一般
内置于空调末端箱体)、蒸发式冷凝器(室外机)和直
膨型空调末端(室内机)组成.室外机与室内机之间
通过铜管连接,构成制冷 剂 循 环(见 图 ２).与 蒸 发
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８０
注:地下明挖车站土建造价按 １００００ 元/米２ .
３
２ 设备初投资
采 用 蒸 发 冷 却 式 直 膨 空 调 系 统,相 比 蒸 发 冷
却式冷水空 调 系 统,节 省 了 冷 冻 水 泵、集 水 器、分
水器、冷冻水管路及阀门等设备投资５５ 万元,并相
应减少了施工及安装费２８ 万元.直膨空调系统由
调系统可以减少土建 投 资 ８０ 万 元、设 备 初 投 资 节
须对空调 系 统 室 内 外 机 进 行 维 护,减 少 了 维 护 工
省 ２４ 万元,项目投资共计节省 １０４ 万元,设备年运
作量及材 料 成 本;而 蒸 发 冷 却 式 冷 水 空 调 系 统
[
５]
须同时维护 冷 水 机 组、冷 冻 水 系 统、空 调 末 端,维
区域名称
２
８５０．
００
１４９６００
区域名称
照明配电室 ２
面积/m２
设计负荷/kW
设计风量/(m３/h)