單端送風空調系統在地鐵車站的研究與應用

趙禮正

（北京城建設計發展集團有限公司重慶分院 重慶 400000）

引言

對于地鐵來說，通風空調系統運行能耗約占地鐵運營能耗的30%，僅僅低于列車的牽引系統，具有巨大的節能潛力；另外通風空調設備較大、較多，機房與設備布置對車站土建規模具有重大影響。對傳統方案進行優化，減少能源浪費，節約土建投資，對于我國軌道交通事業可持續發展具有重大意義。

1 傳統車站公共區通風空調系統方案介紹與弊端分析

根據《地鐵設計規范》，站廳與站臺的室內設計溫度并不一致，傳統封閉站臺門制式的雙端一次回風空調系統各負擔一半公共區的空調負荷，不利于加大送風溫差、減小送風量的節能做法；同時設備大端為公共區服務的風管需穿越50多米長的設備管理用房區，徒增輸送能耗，且加劇設備區管線的布置及檢修難度[1]，見圖1。

2 單端送風通風空調系統方案介紹

單端送風通風空調系統將公共區通風空調機房設置于車站一端，并分設公共區與設備管理用房空調水系統。車站站廳公共區和站臺公共區分別設置一套一次回風全空氣空調系統，兩套一次回風空調系統均設置于靠近公共區的設備小端，見圖2。

在公共區一次回風系統集中布置于設備小端的同時，車站冷凍機房利用建筑的高大空間就近設置夾層機房。同一機房內，公共區冷源采用兩臺冷機，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔亦設兩臺，與冷機一一對應；設備區、出入口通道冷源采用兩臺冷機，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔亦設兩臺，與冷機一一對應[2]，見圖3，4。

3 單端送風通風空調系統的技術優點

單端送風通風空調系統使大系統、水系統集中設置在一起，整體空間更節約、運行能耗較低、安全可靠性高，技術優點詳下：

①將站廳、站臺一次回風空調系統分別設置，集中布置于設備小端，盡量靠近為其服務的公共區，減小了風系統輸送能耗。送風管路系統阻力采用靜壓復得法計算，利用風管分支（分流三通或四通）處復得的靜壓，來克服該管段的阻力。傳統雙端送風系統最不利管路阻力為201.77Pa；單端送風系統最不利管路阻力為176.90Pa。

②減小了公共區空調冷凍水的輸送能耗。通過計算空調冷凍水系統阻力，單端送風空調系統公共區冷凍水最不利管路阻力為18.10m水柱，而雙端送風空調系統冷凍水最不利管路阻力為25.69m水柱，采用單端送風空調系統的標準車站公共區單臺冷凍水泵配電功率僅為5.5kW，冷凍水泵每年可以節約4.7萬kW.h的耗電量[3]。

③實現了所有大型設備的落地安裝，方便了運營維護人員的檢修工作。

④設置雙臺冷機和低功率水泵的設備區空調水系統，較好的滿足了空調季節非運營時段的設備區低空調負荷需求，節能效果明顯。

⑤因為設置夾層機房，暗挖站通風空調總機房面積可達947.5㎡，但機房加上風道所占站廳主體結構的總長度反而降低到50m，對比業內通風空調專業往往需要占用60m的站廳長度，單端送風空調系統對于暗挖車站節省了約10m的車站長度，降低投資約300萬[4]。

4 單端送風空調系統的拓展性

單端送風空調系統具有良好的拓展性，可以在此基礎上做進一步的研究。主要體現在以下兩點：

①傳統制式的封閉站臺門雙端通風空調系統，公共區必須采用雙風機一次回風空調系統，單端送風空調系統因為其靠近服務區域的特性，可以進一步擴展為單風機一次回風空調系統，車站公共區空調季風機能耗將進一步降低，控制因為風機和風閥的減少將變得簡便。

②在公共區一次回風空調系統集中布置于設備小端，并獨立設置冷源之后，設備區變電所采用機械通風和空調房間采用變頻多聯機系統具有了現實的可操作性，整個車站通風空調系統設備配電功率將進一步降低[5]。

5 結論

綜上所述，單端送風空調系統降低了車站能耗、節約了土建規模、方便了運營服務，為地下站采用更多形式的冷源提供了方便，具有良好的社會經濟效益，充分體現了創新對軌道交通可持續發展的促進作用。