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摘要：地铁工程中，空调系统的高效、平稳运行对于营造良好的人工环境尤为关键。本文以地下车站为例，对其集中式空调系统、多联机系统的常规应用方式及特点进行介绍，并以此为基础，分析了模块化集成空调系统、高效冷水机组及BIM技术在地铁工程中的应用趋势和优势。
关键词：地铁；空调系统；集中式空调；多联机；
引言：国内各地区地铁项目的快速建设，在带动城市发展的同时，也不断推动着诸多相关技术的进步，既有单体设备、设施的更新和不断优化，也有多元技术的网络化、模块化、智能化和节能化的迭代进步。空调系统，作为地铁工程的主要耗能单元，设备系统多样、复杂，如何合理调整通风系统、水系统等的共同应用和设备选型，优化系统设计，实现从需求到设备再到设计的闭环考虑，提高技术应用实效，亦显得尤为重要。
1.地铁车站空调系统的基本形式
地铁车站，包括地下车站、地面车站及高架车站，根据其所处的环境均需针对性地设置空调系统。其中地下车站完全处于近乎封闭、潮湿的地下环境中，且地铁的运行对站内环境温度、湿度和空气品质等也会产生影响，为了营造良好的人员环境、设备环境，所需系统更为复杂。本文即以地下车站为分析对象，对其空调系统的组成予以具体分析[1]。
地铁车站的空调系统由空气处理单元、冷源提供单元、空气输送和分配单元以及综合控制等协同作用。就其应用设备的种类而言，包括集中式空调和非集中式空调（多联机）。
1.1 集中式空调系统
地铁车站的集中空调系统兼顾着公共区、设备区人员房间和设备房间的空气调节，设有大系统及小系统。其常规的空调冷源即采用水冷冷水机组，而末端所采用的设备即为组合式空调机组、柜式空调机组。其中，水系统依托空调冷冻水这一中间载冷剂，借助水泵输送至末端空调设备，风系统即将充分混合的新风、回风，通过表冷器有效调控余热和余湿，待满足使用要求后经风管吹送至公共区、设备区，实现空间温度和湿度的调节。
空调水系统由多种设备组成，联动工作，主要包括冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、定压补水装置、末端装置（空气处理机组、风机盘管等）。其中由冷冻泵、室内风机、冷冻水管道等组成冷冻水系统，由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔等组成冷却水系统，应对不同区域、不同环境需求下的热交换[2]。
车站公共区借助组合空调机组内的初效过滤段和静电灭菌净化段，设备用房利用空气处理机组吸入口处均设的初效过滤网，管理用房则在初效过滤网后设置静电灭菌净化装置，实现送风净化。
以标准地下两层车站为例，冷却塔一般设置于地面风亭、出入口附近区域，并结合可利用地面空间环境，设计有地面式或下沉式。除冷却塔外的以上其他设备，则设置于车站站厅层两端的专用设备机房（冷冻机房）内，靠近负荷中心。设备管理用房冷源与车站公共区冷源合设，冷却塔与冷冻机房位于车站的同一侧。其中又以冷水机组、空气处理机组尺寸较大，影响机房的整体布局，兼有诸多风管、水管的交错，也往往使这一机房成为管网密、杂的场所，对于日常的检修、维护和整体使用带来了诸多不便。由此对于设备的综合布置、管网的合理规划则成为系统功能性设计之外的又一重点。
1.2 多联机空调系统
多联机空调系统（VRV）在地铁工程中已得到较大范围的成熟应用，包括人员房间，如车站控制室、多功能室，以及设备房间，如强弱电设备间等区域。正常情况下，设备房间通过一套主用空调系统实现空气调控，当系统的末端、管路、制冷主机、水泵、冷却塔等故障导致系统无法实现正常供冷或设备检修维护时，多联机系统随即介入，以实现房间的连续供冷。
多联机系统将多台或单台具备相同或不同容量的室内机联立构成单一循环制冷系统。
系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、风机和群控系统组成，其原理与普通蒸汽压缩式制冷系统相同。多联机系统以制冷剂作为直接的传热介质，有效减少换热损失，其COP值要明显优于传统的螺杆机、离心机中央空调系统。
地铁工程中，多联机系统的室外机一般设置于室外地面，近车站出入口或风亭，也可考虑设置于地下排风道等区域，避免对地面用地的影响。设置于房间内部的单冷型、或冷热型室内机集中连接至室外机区域，依托控制系统的运行测控，实现高效运转。
2.地铁车站空调系统设备应用趋势
地铁工程中空调系统的组成并不是设备的简单堆砌和连接，而是要在有限的空间中将传统设备、设施，亦或是新工艺进行精细化整合，在等同于或高于设计目标值的情况下，实现节能高效的运行工况，同时创造友好的人工环境和设备运维空间。本文即从空调系统的集成模块化、高效机组的选用以及BIM技术的介入对于地铁空调系统设备协同应用的趋势予以分析。
2.1模块化集成系统的应用
随着模块化集成系统的快速发展，利用微电脑对空调系统进型调控，借助传感器的设置，配合智能化运行，提高空调的智能程度，计算并实施不同温度、湿度、时间下的优势运行方案已成为空调系统的一种新趋势。
地铁工程中模块化集成系统应用的典型即为集成冷冻站。集成冷冻站的关键是合理规划设备的整体布局，优化集成系统的设置，化零为整，实现子单元设备的最优选型，同时结合应用需求，从软硬件结构和功能呈现上进行深化设计。集成冷冻站的优势在于以群体控制的逻辑，对耗电量进行最优分配，有效放大COP值，在线实时对子单元设备的运行工况因时制宜地进行信息互通、集中调控，实现高效化、集中化的管理。集成冷冻站的设备布置较传统的设备系统更为紧凑、完整，节省机房空间，但不影响使用及运维，可提供友好的运维操作环境和人机界面[3]。
2.2高效冷水机组的应用
高效冷水机组，如磁悬浮离心式冷水机组，在公共建筑、商业建筑中已多有应用，在地铁工程中的应用也呈现出从实践到不断增长的态势。磁悬浮冷水机组中压缩机的轴与轴承无接触，运行摩擦阻力小，噪音低，在无油环境下的换热效果优良，且故障率低；整机设备更为紧凑，占地面积小，在地下机房中具备理想的安装适用性；相比于传统冷水机组，机组能够提供更高的能效比，在充分发挥高效节能作用的同时，再辅以环保型制冷剂的应用，实现绿色环保的使用效果。
2.3 BIM技术的应用
地铁设备系统设计已不断引入BIM技术，但其多限于对于空调、给排水、供配电等系统管网的综合排布，对于冷冻机房内设备、设施及内部管路的考虑尚显不足。通过BIM技术在设备布局、管路排布上进行三维化设计，从系统整备初期，以所见即所得、整体控制的设计模式充分考虑各单元组件的设置环境，为后续控制系统的导入，实现精准联控，提供理想条件，使整套空调系统装置以零散的设备单元实现集成化的工况效果。
3.结论
地铁工程的快速发展，为空调系统的基础应用研究和更新迭代提供了良好的环境。利用并实践模块化系统、高效设备、BIM等新技术、新工艺，从源头优化空调系统在地铁车站中的应用，已成为应用-研究-制造-设计-再应用这一闭环良好运转的关键，也成为空调系统多元化应用发展的支撑。
参考文献：
[1]GB50157 2013，地铁设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2011
[2]李国庆著.城市轨道交通通风空调新技术及应用[M].北京：中国建筑工业出版社.2014.
[3]篮杰，杨礼桢.装配式冷冻站在城市轨道交通工程中的应用分析[J].制冷与空调（四川），2019，（3）：245-250.