城市軌道交通地下車站集中供冷研究.pdf

1、近年來，我國(guó)以地鐵為主要形式的城市和城際軌道交通進(jìn)入高速發(fā)展期。作為重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施，地鐵車站往往設(shè)置在建筑和人群密集的地段。由于噪音、熱濕排放對(duì)環(huán)境的影響，這些地段地下車站空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔或其他排熱設(shè)施的設(shè)置已成為困擾地鐵建設(shè)的一個(gè)難題。為此，多個(gè)地下車站集中供冷方案引起了業(yè)界的關(guān)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(diǎn)，又具有其自身的特殊性。因此在設(shè)計(jì)和選擇地鐵車站的輸配系統(tǒng)方案時(shí)，需要結(jié)合其特點(diǎn)來考慮諸如冷站選址、冷量輸配

2、系統(tǒng)的形式及輸配動(dòng)力的匹配選擇、輸配距離和輸配溫差確定等關(guān)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(chǎn)熱量的計(jì)算方法，以及列車產(chǎn)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(diào)負(fù)荷的相關(guān)性。計(jì)算了典型車站供冷季逐時(shí)空調(diào)負(fù)荷并分析了其特征，獲得了典型地下車站空調(diào)冷負(fù)荷的時(shí)間頻數(shù)分布。分析發(fā)現(xiàn)，小型車站，日間運(yùn)行模式下車站負(fù)荷主要取決于室外空氣參數(shù)的變化(即新風(fēng)負(fù)荷)，大型車站的負(fù)荷變動(dòng)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(fù)荷主要為車站設(shè)備發(fā)熱等固定負(fù)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(jì)算理論模型，包括管道外表面與隧道空氣的對(duì)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(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、隧道空間的得熱和隧道通風(fēng)的特點(diǎn)，以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、列車運(yùn)行散熱與隧道空氣溫度、壁面溫度的相互關(guān)系，構(gòu)

4、建了計(jì)算隧道區(qū)間空氣溫度和壁面溫度的迭代計(jì)算方法，并以成都地區(qū)的全年逐時(shí)室外氣象參數(shù)為基礎(chǔ)，計(jì)算獲得了地鐵隧道區(qū)間逐時(shí)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(jì)算。并提出了地鐵空調(diào)輸配系統(tǒng)的全壽命周期經(jīng)濟(jì)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(duì)地鐵集中冷站輸配系統(tǒng)進(jìn)行了能耗分析，并對(duì)二次水泵分用、合用兩種方案進(jìn)行了對(duì)比，得到合泵方案在泵耗、初投資上均優(yōu)于分泵方案的結(jié)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(duì)三個(gè)和四個(gè)地下車站集中供冷的情況分別，按照全壽命周期法進(jìn)行計(jì)算分析。發(fā)現(xiàn)，在采用“分泵”輸配形式的情況下，即使將集中冷站設(shè)置在負(fù)荷中點(diǎn)，與“合泵”方案相比并不節(jié)能。并根據(jù)計(jì)算結(jié)果給出了單位供冷距離冷量損失指標(biāo)和單位供冷距離泵耗增加指標(biāo)。分析了較長(zhǎng)供冷距離下水力平衡的問題的解決方案，提出主要采用動(dòng)態(tài)平衡閥解決水力失調(diào)問題。
　　 對(duì)該輸配系統(tǒng)按照5℃、8℃、10℃三種輸配溫差分別進(jìn)行分析計(jì)算，得到輸配系統(tǒng)能