某高架車站熱回收型多聯機空調系統介紹

文/馮其明 中鐵第一勘察設計院集團有限公司青島分公司 山東青島 266000

現如今，節能已成為全社會的共識和責任。空調系統能耗在各類建筑能耗中均占有相當的比例，對城市軌道交通車站而言，在提高空調舒適性、保證車站設備系統正常運行的同時，降低空調能耗是空調技術發展的方向和動力。高架車站具有多種強弱電設備房間，部分房間設備散熱量巨大，為保證設備的正常運行，全年需要采用通風空調系統降溫，能耗很高。

1、工程概況

本工程位于青島市，為高架二層島式車站，地面一層為站廳層及設備用房，地上二層為站臺層。車站總建筑面積為4715m2，其中站廳層設備管理區面積1679m2，主要包括管理用房、強電房間、弱電房間等。

2、三管制熱回收多聯機系統的設計

三管制熱回收多聯機系統如下圖所示，室外機通過冷媒吸氣管（低壓氣管）、冷媒排氣管（高壓氣管）、冷媒液管與冷熱轉換器連接，每臺室內機通過氣管、液管與冷熱轉換控制器連接，實現制冷和制熱模式的切換，對于每個冷熱轉換器下連接的多臺室內機，則只能實現一種運行模式。三管制熱回收多聯機系統可實現同一個空調系統同時為不同房間供冷或供熱，可將有供冷需求的房間中的熱量搬運到有供熱需求的房間中。

圖1 三管制熱回收多聯機系統

本站站廳層人員管理用房與弱電設備用房共用一套可同時供冷供暖的熱回收多聯機空調系統。該空調系統在冬季可將弱電設備房間的設備散熱量運送到管理用房，既能解決部分設備房間消除余熱的問題，又能為人員房間提供熱量。

本站站廳層強電設備房間主要包括：35KV開關柜室、0.4KV開關柜室、中壓逆變室、電動隔離開關室、整流變壓器室等。因強電設備房間室內溫度要求不高于38℃，本工程所有強電房間全年均采用機械通風系統降溫，無需設置空調系統。本站站廳層弱電設備房間主要包括：光伏發電控制室、UPS集中電源室、AFC設備室、綜合監控設備室、警務設備室、信號設備室、信號電源室、通信設備室、民用通信監控室、站臺門設備室、照明配電室、控制室等。各弱電房間內設備散熱量約104 kW。

為保證弱電設備正常工作，各弱電房間需使用設置的空調系統或者機械通風系統維持室內溫度不高于27℃。青島地區高架車站的弱電設備房間，一般做法是同時設置多聯機空調系統、機械通風系統，且為安全起見，多聯機系統亦設置兩套獨立的系統，每套系統承擔冷負荷的60%。夏季室外氣溫較高、濕度較大時，開啟空調系統降溫，冬季及春秋季室外氣溫較低時開啟機械通風系統消除室內余熱，相對節能運行。

本站站廳層人員管理用房主要包括：車站控制室、站長室、站務室、AFC票務室、工務用房、信號值班室、會議交接班室、警務室、女更衣室、安檢用房、男更衣室等。各房間冬季室內設計溫度20℃，空調供熱負荷約15kW。

可以看出，本工程設備房間的散熱量遠大于人員房間冬季熱負荷需求，因此弱電設備的散熱量除提供一部分給人員房間供熱外，剩余熱量仍需通過機械通風方式消除。本工程采用的三管制多聯機空調系統，相對于常規多聯機空調系統每年運行費用約節省4500元，而該三管制多聯機空調系統造價比常規多聯機空調系統高約30%，近10萬元，在空調系統的15年壽命期內，并不能收回成本。建設方堅持該高架車站采用三管制熱回收多聯機空調系統，并作為全線節能示范亮點之一，想必主要追求難以用金錢量化的社會效益。

由于設備房間較大的散熱量與人員房間較小的熱負荷不匹配的原因，本工程采用三管制熱回收多聯機空調系統的經濟效益并不明顯，但在車站有物業開發用房有冬季供熱需求時，確保后期無使用糾紛的前提下，可考慮冬季物業開發用房從車站設備房間取熱。

另外，一些現代辦公、商業等民用建筑中各區域空調負荷根據朝向不同而不同，許多建筑物內部還有大量電氣設備散熱，所以在同一建筑中，經常會遇到需要同時制冷、制熱的情況。在規模較小的建筑中解決這一問題時，三管制熱回收式多聯機系統相對傳統四管制中央空調系統等是有優勢的：室外機可靈活安置，節省機房面積及管線安裝空間，施工安裝包含后期的運行維護都較為方便。而且三管制熱回收多聯機系統在接近熱回收狀態下，也就是當室內側供冷和供熱負荷相當時，室外側可以停止換熱，把能量完全回收，相當于壓縮機既輸出制冷量，又提供制熱量，來滿足室內不同房間的供冷、供熱需求，其能效比接近普通多聯機系統的兩倍。

3、結論和建議

城市軌道交通工程中強弱電設備用房的設備散熱量巨大，如何將室內余熱合理利用、避免能源浪費意義重大。三管制熱回收多聯機系統適用于需要同時供冷供熱且冷熱負荷相當的場合，除了城市軌道交通行業，也可應用于一些空調系統可內外分區的民用建筑中。不過由于該空調系統較傳統多聯機空調系統造價要高，采用此方案前應經過合理的技術經濟性分析。

參考文獻：

[1]彥啟森，石文星，田長青.空氣調節用制冷技術[M].第三版：中國建筑工業出版社，2004

[2]楊昌智，孫一堅.一種直接的冷、暖同時可供式空調系統[J].制冷學報，1994，04：35-39

[3]詹躍航.熱回收型多聯機空調系統節能分析[J].制冷與空調，2014，10：62-64.