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辐射供冷空调系统在地铁改造工程中的技术经济分析韩勇

发表时间：2020/6/1 来源：《基层建设》2019年第35期作者：韩勇

[导读] 摘要：本文针对地铁通道改造工程的问题，结合辐射供冷的特点，对地铁通道采用常规风机盘管空调系统与辐射供冷空调系统两种方案进行了论述。

        广州地铁设计研究院股份有限公司广州 510010
        摘要：本文针对地铁通道改造工程的问题，结合辐射供冷的特点，对地铁通道采用常规风机盘管空调系统与辐射供冷空调系统两种方案进行了论述。结果表明，在处理好辐射表面结露问题的前提下，辐射供冷空调系统可降低运行能耗，并且降低运维费用。
        关键词：辐射供冷；风机盘管；地铁通道；能耗
        1引言
        近年来，随着我国经济社会的不断发展，城市地铁建设里程不断增加，有效缓解了城市交通拥挤的问题。与此同时，地铁通风空调系统能耗约占地铁运营总能耗的40%[1]，因此，采用节能环保型的空调系统是地铁节能的有效措施。对于已经建成的地铁出入口通道，在早晚客流高峰期，地铁运营部门会采取相应的客流控制措施，导致大量乘客聚集在通道内，此时有必要对通道采取空调降温措施以满足人体的热舒适要求。目前，市场上有一种辐射供冷空调系统的产品，可安装于天花或墙面，笔者以广州某地铁站的出入口通道改造工程为例，对常规风机盘管空调系统与辐射供冷空调系统从能耗、运行维护、施工难度以及改造成本等方面进行了分析。
        2工程概况及改造方案
        2.1工程概况
        本改造工程为广州某地铁站的一个出入口通道，通道面积为800平方米，层高为3.9米，早晚高峰期会出现乘客排队进站的现象。现通道内未设置通风空调设施，夏季通道内温度过高。
        2.2改造方案
        （1）常规风机盘管空调系统方案
        1）设计参数
        a.室内设计参数：干球温度30℃
        b.计算冷负荷：154kW
        2）空调方案
        空调末端采用风机盘管，每台风机盘管冷量为10.8kW，风量为1550m3/h，共设置15台。冷源接入车站大系统集中供冷冷源，冷冻水供回水温度为7.9/14.1℃。
        （2）辐射供冷空调系统方案
        1）设计参数
        a.室内设计参数：干球温度28℃；相对湿度≤65%
        b.计算冷负荷：100kW
        2）空调方案
        空调末端采用低温辐射板，结合通道内已有吊顶敷设，为降低通道内的相对湿度避免结露，并设置7台双级表冷空调机组用以除湿，每台风量为1000m3/h。针对该方案，辐射板厂家拥有辐射板表面温度调节自控装置，以防止辐射板结露凝水[2]。冷源接入车站大系统集中供冷冷源，冷冻水供回水温度为7.9/14.1℃。
        3技术经济分析
        3.1能耗分析
        针对上述两种空调方案，由于车站现有集中冷源较难区分两者的耗能情况，故考虑用相同冷量下冷水机组的装机容量来等效计算，水泵、冷却塔等设备功率按照冷水机组冷量配比估算[3]。
        （1）风机盘管空调系统设备功率如下表1所示：

        3.2运行维护分析
        风机盘管空调系统运维工作主要包括：回风箱过滤网的清洗更换，盘管换热器的清洗更换，风机的维修更换，凝结水盘的清理等。由于风机盘管数量较多，导致维护工作较多。
        相对于风机盘管系统，辐射供冷空调系统的冷辐射板没有运行部件，维护工作较少，使用寿命较长。其运维工作主要在双级表冷空调机组，双级表冷空调机组风量较小，清洗、清扫工作量也相应较少，总得来说，辐射供冷空调与风机盘管空调系统相比可以节省约三分之二的设备维护工作量。风机设备后期运动件维修更换费用是一笔不小的数目，而且维护费用逐年增加，使用寿命基本是十年左右，而辐射天花无损耗器件，正常室内使用寿命可以超过二十年，大幅度减少维护费用。
        3.3改造施工分析
        风机盘管空调系统需要拆除吊顶进行管线敷设及设备安装，施工完成后将吊顶恢复原样。辐射供冷空调系统需要拆除吊顶进行管线敷设，保持原吊顶装修风格下，在天花镂空处补充独立吊装辐射冷天花。两种空调方案冷源均需接入集中供冷过站主管，并进行相应的管路敷设。从施工难度上来看，两种方案差别不大。
        3.4改造成本分析
        经过工程量统计概算，风机盘管空调系统改造方案总造价约为68.1万元，辐射供冷空调系统方案总造价约为93.4万元。两种方案的静态差额投资回收期如式（1）所示。
        Pa==5.3年                       (1)
        其中:风机盘管系统维护费用及故障更换费用约2万元/年；辐射供冷系统维护费用及故障更换费用约0.5万元/年；每kW•h的电费按0.6元计。
        综上，辐射供冷空调系统总投资比风机盘管空调系统总投资高约25.3万元，其静态差额投资回收期约为5.3年。
        4结论
        辐射供冷空调技术相对于传统风机盘管空调技术具有较好的热舒适性，冷热较为均匀，在保证相同舒适度的情况下，辐射供冷空调具有较好的节能效果。辐射供冷板具有结露凝水的风险，且辐射供冷空调系统总成本较风机盘管空调系统总成本高，但其运维工作量及运维费用比风机盘管空调系统要少，故在综合考虑投资成本及运用自控装置解决结露问题的前提下，辐射供冷空调为该类工程改造提供了一种可行的方案。
        参考文献：
        [1]曾过春.地铁通风空调系统节能的新进展分析[J].科技资讯，2014，12(12):60-61.
        [2]张叶,陈超，等.既有办公建筑大堂地板辐射供冷供暖系统节能改造方案可行性研究[J].暖通空调，2010，40(3):56-60.
        [3]李晓菲.风机盘管在地铁通风空调系统中的应用[J].四川建材，2019，45(6):166-167.