地鐵空調(diào)負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性分析及系統(tǒng)優(yōu)化

1、摘 要】通過對廣州地鐵某車站設(shè)備區(qū)的研究，分析全年逐時(shí)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算和空調(diào)機(jī)組運(yùn) 行負(fù)荷的動(dòng)態(tài)變化狀況，得岀地鐵車站設(shè)備區(qū)空調(diào)實(shí)際負(fù)荷特性及機(jī)組冷凍水述、出水溫差、 設(shè)備區(qū)室內(nèi)溫度、室內(nèi)焙值等各項(xiàng)性能參數(shù)的變化規(guī)律，并以此對地鐵車站設(shè)備區(qū)通風(fēng)空調(diào) 負(fù)荷的常用工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行模式進(jìn)行評估，對地鐵設(shè)備區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提出優(yōu)化建議、改進(jìn) 措施以及可行和節(jié)能的系統(tǒng)運(yùn)行方案?！娟P(guān)鍵詞】逐時(shí)牢調(diào)負(fù)荷；動(dòng)態(tài)特性；地鐵車站設(shè)備區(qū)；系統(tǒng)優(yōu)化0引言根據(jù)近年來地鐵實(shí)際運(yùn)營數(shù)據(jù)顯示，地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在地鐵能耗達(dá)到40% 50%1。木論文將在大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對廣州地恢某車站的設(shè)備區(qū)進(jìn)行全年逐時(shí)空調(diào)負(fù)荷計(jì) 算，通過計(jì)算結(jié)果與

2、實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，得出地鐵車站設(shè)備區(qū)空調(diào)負(fù)荷特性，并 以此對地鐵車站設(shè)備區(qū)通風(fēng)空調(diào)負(fù)荷的常用工程計(jì)算方法進(jìn)行評估，提出優(yōu)化建議和改述措 施及口j行的節(jié)能運(yùn)行方案，為地鐵車站設(shè)備區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)，減低地鐵 車站設(shè)備區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗，達(dá)到環(huán)保節(jié)約、節(jié)能減排的效果。1地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)工程簡介木文所研究的車站是廣州地鐵某島式站臺(tái)型標(biāo)準(zhǔn)車站。車站設(shè)備管理用房區(qū)的通風(fēng)空 調(diào)和防排煙系統(tǒng)，簡稱小系統(tǒng)，主要為車站工作人員提供舒適的工作環(huán)境和為車站設(shè)備提供 適宜的運(yùn)行環(huán)境，分為車站控制室等主要管理用房、通信室等氣體消防保護(hù)房i'可、衛(wèi)生間等 三部分。2車站設(shè)備區(qū)空調(diào)系統(tǒng)工程

3、設(shè)計(jì)分析2.1廣州地區(qū)氣象參數(shù)變化特性根據(jù)廣州典型氣象（設(shè)計(jì)典型）年逐吋報(bào)表，廣州氣象參數(shù)變化特性可參見圖lo2.2空調(diào)冷負(fù)荷設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)備區(qū)冷負(fù)荷組成室外設(shè)計(jì)參數(shù)：廣州市地鐵空調(diào)室外計(jì)算干球溫度按地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范2,空調(diào)室 外計(jì)算濕球溫度采取26.9°c。室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按遠(yuǎn)期夏季晚高峰運(yùn)營條件計(jì)算站 內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，按遠(yuǎn)期甲高峰運(yùn)營條件訃算新風(fēng)量。地鐵車站空調(diào)為舒適性空調(diào)3,4,管理及設(shè)備川房室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：匸2536°c,相對濕度為3560%。設(shè)備區(qū)通風(fēng)牢調(diào)負(fù)荷結(jié)構(gòu)見圖2502.3風(fēng)系統(tǒng)與冷凍水系統(tǒng)設(shè)備區(qū)風(fēng)系統(tǒng)包括：柜式空調(diào)機(jī)、回/排風(fēng)機(jī)、電動(dòng)風(fēng)閥、與空調(diào)相關(guān)的防火閥和防

4、 火排煙閥。車站控制筲理室等第一類房間采用空氣水系統(tǒng)6。通信室等第二類房間采用全 空氣系統(tǒng)。衛(wèi)生間等第三類厲間采用全通風(fēng)系統(tǒng)。設(shè)備區(qū)的冷凍水系統(tǒng)分成南北兩套，主要組成如下：冷水機(jī)組和外圍水路（包括冷卻 塔、冷凍水泵、冷卻水泵、電動(dòng)水閥、分水器和集水器），均采用一次泵末端變流量系統(tǒng)。3設(shè)備區(qū)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析本文抽取了地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)某年8月份的機(jī)組運(yùn)行記錄并対其進(jìn)行詳細(xì)的空 調(diào)負(fù)荷特性分析。3.1空調(diào)機(jī)組形式車站設(shè)備區(qū)空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組采川兩臺(tái)柜式空調(diào)機(jī)組ahu-b101與ahu- b201,送風(fēng)量人于等于排煙量的50%7o3.2室內(nèi)平均溫度tn控制效果分析車站設(shè)備區(qū)室內(nèi)參數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按遠(yuǎn)期

5、夏季晚高峰運(yùn)營條件計(jì)算站內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，按遠(yuǎn)期早 高峰運(yùn)營條件計(jì)算新風(fēng)量?？照{(diào)機(jī)組ahu-b101的溫度傳感器t-301-401設(shè)置在環(huán)控電 控室內(nèi)的回風(fēng)口末端，以壞控電控室內(nèi)的回風(fēng)溫度作為整個(gè)系統(tǒng)所有房間的室內(nèi)溫度測量數(shù) 據(jù)。溫度傳感器測點(diǎn)處“標(biāo)準(zhǔn)溫度值t”的計(jì)算方法：t=al t站廳+a2t站臺(tái)（1）其中：ak a2為站廳和站臺(tái)設(shè)計(jì)送（或冋）風(fēng)百分比；t站廳、t站臺(tái)為站廳和站臺(tái)空 調(diào)設(shè)計(jì)溫度。根據(jù)溫度傳感器所測的“實(shí)際回風(fēng)溫度t”與“標(biāo)準(zhǔn)溫度t”相比鮫，當(dāng)t值相對 少t發(fā)牛差值時(shí)溫度傳感器對變頻器發(fā)出信號(hào)對柜式空調(diào)機(jī)組、車站回排風(fēng)機(jī)、空調(diào)新風(fēng) 機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。下面抽取8刀份設(shè)備區(qū)ahu-b10

6、1空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中室內(nèi)平均溫度tn的運(yùn)行記錄來分析該參數(shù)的變化規(guī)律，同時(shí)還選取了其屮某一天的數(shù)據(jù)作分析，見圖3、圖4。根據(jù)以上特性分析可看出，宗內(nèi)平均溫度tn整體基本保持在24°c左右波動(dòng)，波動(dòng) 范圍在土（）.5°c，比設(shè)計(jì)溫度偏低。說明設(shè)備區(qū)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制裝置對室溫的設(shè)定參數(shù)較 低，設(shè)定值不符合室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求。另外室內(nèi)實(shí)際冷負(fù)荷要低于設(shè)計(jì)冷負(fù)荷，空調(diào)系統(tǒng)基木處 于低于設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行工況，空調(diào)柜機(jī)供冷（水）量人于需冷（水）量，造成送風(fēng)溫度偏低、 室溫偏低。3.3空調(diào)機(jī)組冷凍水進(jìn)、出水溫差at變化特性分析下血抽取8月份系統(tǒng)運(yùn)行過程中的溫度記錄對冷凍水進(jìn)出水溫度的分布情況進(jìn)行詳

7、 細(xì)分析。為了更清楚表示出冷凍水溫度變化情況，每段分別作出兩種曲線規(guī)律圖，一是冷凍 水進(jìn)水溫度、出水溫度、兩者溫差這三個(gè)性能參數(shù)在同一圖上的規(guī)律圖，一是柜機(jī)冷凍水進(jìn) 出水溫差單獨(dú)一項(xiàng)性能參數(shù)的變化規(guī)律，同時(shí)還選取了其小某一天的數(shù)據(jù)作分析，見圖5、 圖6、圖7。從圖中可看出，冷凍水進(jìn)、出水溫度均偏高，而冷凍水進(jìn)出水溫差較人。3.4室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)n的焙值hn變化特性分析對于設(shè)備區(qū)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)通常以該系統(tǒng)某房間的溫濕度值作為冷 量調(diào)節(jié)的參考依據(jù)，即以室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)焙值hn與設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)焙值hn'的差值來作為改變冷 凍水量的判斷原則。恰傳感器h-301-201設(shè)置在環(huán)控電控室內(nèi)的冋風(fēng)口末端。下而抽

8、取8份系統(tǒng)運(yùn)行過程中的記錄對焙值的情況進(jìn)行詳細(xì)分析，同吋還選取了其 中某一天的數(shù)據(jù)作分析，見圖8、圖9o根據(jù)特性分析可看出，設(shè)備區(qū)室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)n的焙 值hn人概在759kj/kg之間，普遍大于室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)焰值70kj/kgo4結(jié)論上述研究分析結(jié)果表明：（1）從空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的特性分析表明，設(shè)備發(fā)熱量是設(shè)備區(qū)空調(diào)負(fù)荷的主要組成 部分。因此，更深入且有效地測定設(shè)備發(fā)熱量是實(shí)現(xiàn)設(shè)備區(qū)空調(diào)節(jié)能的蟲要環(huán)節(jié)。（2）室內(nèi)平均溫度tn整體偏低，表明兩點(diǎn)：一是設(shè)備區(qū)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制裝置對 室溫的設(shè)定參數(shù)較低，設(shè)定值不符合室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求；二是設(shè)備區(qū)實(shí)際冷負(fù)荷要低于設(shè)計(jì)冷負(fù) 荷，空調(diào)系統(tǒng)基本處丁低于設(shè)計(jì)負(fù)荷運(yùn)行工況，空調(diào)柜機(jī)供冷（水）量大于需冷（水）量, 造成送風(fēng)溫度偏低，室溫偏低。（3）機(jī)組冷凍水進(jìn)水溫度整體偏高，波動(dòng)輔度較大，表明空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng)，冷水機(jī) 組水流量調(diào)節(jié)控制裝置設(shè)置參數(shù)如進(jìn)水溫度、出水溫度、進(jìn)出水溫差存在問題，造成水流量 過小、波動(dòng)較大的情形。應(yīng)在水量調(diào)節(jié)問題上采取一定措施進(jìn)行止確的控制，將設(shè)定參數(shù)調(diào) 節(jié)至正確位置，使水量的大小能隨著需求冷量的變化而相應(yīng)變化。（4）設(shè)備區(qū)室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)n的焙值hn普遍大于室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)焙值。山空氣焙值 計(jì)算公式h （1 .01 1.84d）t 2500d8,焙值受到含濕量d與溫度t兩個(gè)因素的共同彫響。在 前而室內(nèi)平均溫