摘要：風機盤管廠家（https://www.yuexinly.com/contact/） 介紹風機盤管系統(tǒng)在地鐵類建筑中的具體應用形式；以天津某地鐵站為例，分析了風機盤管系統(tǒng)應用的可行性和經(jīng)濟性，以期為風機盤管系統(tǒng)在地鐵類建筑中的應用提供參考。
關(guān)鍵詞：風機盤管系統(tǒng)； 地鐵站； 可行性； 經(jīng)濟性
中圖分類號：TU831.4 文獻標識碼：B 文章編號：1006- 8449（2009）05- 0061- 03
0 引言
地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)，是地鐵系統(tǒng)初投資和運行能耗的主要部分之一。由于地鐵內(nèi)部的巨大空間和負荷，常規(guī)的地鐵環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計思路是采用全空氣系統(tǒng)，風管、空調(diào)機房占用大量地下空間，導致土建成本增加；采用空氣長距離輸送冷熱，效率低，導致運行能耗巨大，據(jù)稱廣州地鐵 1 號線（無屏蔽門）1999 年夏季營運收入的 2/3 用于交電費，而其中環(huán)控系統(tǒng)能耗在總能耗中占相當大的比例。環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計的合理性已經(jīng)嚴重影響到地鐵建設(shè)和運營經(jīng)濟性。
針對上述問題，北京城建院李國慶等人在廣州地鐵二號線江南西站的建設(shè)中提出空氣－水系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在建設(shè)上可以將空調(diào)機組化整為零，利用土建結(jié)構(gòu)中的廢棄空間布置風機盤管，從而大大減少設(shè)備用房面積，降低土建投資；運行上能充分利用風機盤管控制上的靈活性，有效降低環(huán)控系統(tǒng)運行能耗。目前該系統(tǒng)已經(jīng)在江南西站的建設(shè)中得到了很好的應用，并取得了很好的工程實踐效果。本文將針對天津某地鐵樞紐工程，研究上述空氣-水系統(tǒng)應用的可行性與經(jīng)濟性。
1 風機盤管（https://www.yuexinly.com/）系統(tǒng)簡介
通常的地鐵站臺環(huán)控方案由于采用集中全空氣空調(diào)系統(tǒng)方式，每個站臺均需要留有較大的設(shè)備機房面積。同時，對于暗挖形式的地鐵站臺，其多采用盾構(gòu)開挖形式，形成拱形的站臺斷面，如采用集中空調(diào)送風方式，難免造成大量的廢棄空間。
目前的地鐵站臺的全空氣空調(diào)系統(tǒng)或采用定風量的送風形式，而地鐵環(huán)控系統(tǒng)具有日負荷及全年負荷變化較大的特點，定風量的空調(diào)送風方案必然造成大量的能源浪費；或針對地鐵站臺負荷的特點，對風機進行變頻調(diào)速，但初投資較高。
空氣－水系統(tǒng)在建設(shè)上可以將空調(diào)機組化整為零，利用土建結(jié)構(gòu)中的廢棄空間布置風機盤管，從而大大減少設(shè)備用房面積，降低土建投資；運行上能充分利用風機盤管控制上的靈活性，有效降低環(huán)控系統(tǒng)運行能耗。
1.1 空調(diào)機組（https://www.yuexinly.com/product/）水系統(tǒng)
為減少暗挖的土建施工量，節(jié)約機房面積，主環(huán)控系統(tǒng)的冷水系統(tǒng)可以采用地面集中制冷方式。風機盤管產(chǎn)生的冷凝水，由專門排水系統(tǒng)排走。地鐵水系統(tǒng)原理如圖 1 所示。
1.2 風系統(tǒng)
室外新風經(jīng)由室外風亭、豎井風道和送風風道，與風機盤管回風混合后經(jīng)過處理送入車站各部分。
夏季通風系統(tǒng)負責供應-小新風，站內(nèi)全部負荷以及新風負荷由分散在各處的風機盤管承擔；在過渡季室外新風焓值小于車站排風焓值、大于空調(diào)送風點焓值時，可直接利用室外新風冷量，主系統(tǒng)停止風機盤管供冷，由中部風亭直接送入新風，氣流流動途徑為站臺、站廳和地鐵站口，直至排出。地鐵風系統(tǒng)原理如圖 2 所示。
1.3 風機盤管案例（https://www.yuexinly.com/case/）送風末端
末端裝置是否合理擺放會極大地影響暗挖施工的土方量。暗挖形式為不開挖大面積地鐵車站站臺。它在車站部分利用若干通道連接兩側(cè)站臺，因此兩側(cè)站臺為拱形結(jié)構(gòu)。對于傳統(tǒng)的集中空調(diào)系統(tǒng)，地鐵車站通常只利用拱形結(jié)構(gòu)的-大矩形部分，因此拱形的上部和站臺一側(cè)的側(cè)面空間只好增加裝修，用建筑材料抹平；同時為了在吊頂內(nèi)擺放環(huán)控系統(tǒng)，又需要增加拱形結(jié)構(gòu)的高度，專門開挖出擺放空間，浪費了大量的空間。
采用與暗挖形式結(jié)合的空氣-水環(huán)控系統(tǒng)，充分利用了站臺空間的拱形特點。用風機盤管將空調(diào)系統(tǒng)化整為零，布置在拱形結(jié)構(gòu)上部和站臺一側(cè)側(cè)面的廢棄空間內(nèi)。圖 3 為廣州某地鐵站臺剖面圖。在拱形結(jié)構(gòu)上部吊頂內(nèi)擺放送、排風風道，利用側(cè)面廢棄空間擺放風機盤管。風機盤管的送風位置略高于普通人體身高，采用側(cè)上送側(cè)下回的氣流組織形式。給水管、回水管和凝水管可以依據(jù)工程設(shè)計的具體形式靈活布置，考慮冷凝水由重力產(chǎn)生自然流動，凝水管宜布置在站臺下空間內(nèi)。
1.4 運行模式
系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)外溫度及焓值的差值確定所應采用的運行模式 ：當空調(diào)季節(jié)室外新風焓值大于車站排風焓值時，采用-小新風空調(diào)工況；新風送至風機盤管前混合箱合回風混合后經(jīng)盤管冷卻后送出，可以通過改變冷水水溫或水量來改變送風溫度，同時可依據(jù)站臺負荷要求，對風機盤管進行分組調(diào)節(jié)控制。站臺不排風，只有站廳小排風機運行，通過屏蔽門從隧道漏一小部分，其余部分經(jīng)由站廳依靠車站正壓由車站出入口排出。當過渡季節(jié)室外新風焓值小于車站排風焓值、大于空調(diào)送風點焓值時，采用全新風運行；室外新風焓值小于空調(diào)送風點焓值，可關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)入全通風運行，站廳、站臺排風直接排至室外，室外新風經(jīng)送風機從獨立的新風道送入站臺。車站排風風道可兼作排煙風道，排煙時關(guān)閉回排風機，啟動高溫排煙風機進行排煙。
根據(jù)負荷情況，可以調(diào)整風機盤管運行臺數(shù)。例如，當車站負荷減小到設(shè)計負荷的一半以下時，通過分組控制停一半風機盤管，且運行與停運的風機盤管均勻布置，以確保部分負荷工況下站臺氣流場和溫度場的均勻。因此這套系統(tǒng)不僅減小了機房面積，而且有效利用了過渡季和冬季新風，使投資的經(jīng)濟性大大增加。
2 經(jīng)濟性分析
以天津某地鐵站為分析對象，該地鐵車站由建筑主體部分（地下 1~4 層）、地下停車庫及配套區(qū)和附屬部分（出入口通道、出入口及風亭）組成。其中車站主體部分包括公共區(qū)、設(shè)備管理用房區(qū)及服務區(qū)等（包括風道）。車站站廳、站臺全年均為冷負荷，-大冷負荷為7400kW。
2.1 土建成本分析
風機盤管系統(tǒng)-大的優(yōu)點在于減小了空調(diào)機房面積，節(jié)約了大量土建空間（如果采用風機盤管加地面集中制冷機房方式，地鐵內(nèi)冷機機房面積將比同負荷傳統(tǒng)的全空氣系統(tǒng)有更大減小）。全空氣系統(tǒng)中央制冷機房與空調(diào)機房通常需要較大的面積，導致土建投資大大增加。具體所需面積與地鐵車站的負荷等因素有關(guān)。本地鐵站的空機房面積約 7000m 2 （從設(shè)計圖中粗算而得），需多挖土方約 30 000m 3 。如果按照目前國內(nèi)地鐵土方開挖費（明挖）約為 15 元/m 3 的標準計算，可
以節(jié)約土建投資 40 多萬元，如果按暗挖約 5000 元/m 2算，則可以節(jié)約約 3500 萬元。因此，單從能節(jié)省的機房面積計算，就能節(jié)省大量的土建初投資。
2.2 設(shè)備初投資分析
就設(shè)備初投資而言，通常的地鐵車站全空氣空調(diào)系統(tǒng)的初投資主要包括風道材料及設(shè)備、末端散流器、空調(diào)箱和制冷機以及相關(guān)控制設(shè)備。采用風機盤管系統(tǒng)地鐵車站初投資主要包括風道材料及設(shè)備、末端散流器、風機盤管以及水管路系統(tǒng)。表 1 給出了兩種系統(tǒng)形式的設(shè)備初投資情況（不含管道），從中可以看出，兩種系統(tǒng)形式的主要設(shè)備初投資相差不大，風機盤管的水系統(tǒng)管道較全空氣復雜，但全空氣系統(tǒng)的風管初投資要大得多。因此，總的來說，兩種系統(tǒng)形式的設(shè)備初投資差不多，風機盤管要比全空氣系統(tǒng)略低。
表 1 設(shè)備初投資比較（不含管道） 單位（萬元）
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系統(tǒng)形式
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水側(cè)
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風側(cè)
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總計
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冷機
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泵
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冷卻塔
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空調(diào)箱
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風機
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百葉
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風機盤管
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全空氣
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1000.0
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46.3
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175.0
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226.8
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43.3
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12.0
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1503.4
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風機盤管
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1000.0
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46.3
|
175.0
|
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6.9
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130.0
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1358.2
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2.3 運行成本分析
為了便于比較，運行能耗的計算基于以下條件：風機盤管系統(tǒng)的與全空氣系統(tǒng)只在送風末端不同。風機盤管系統(tǒng)的送風末端不變頻，只有三擋可調(diào)（以下結(jié)果為風機維持-高擋運行的能耗），但其新、回風風機皆可變頻。
圖 4、圖 5 所示為-小新風模式和-佳新風模式下的能耗計算結(jié)果。從圖中可以看出，風機盤管系統(tǒng)的運行能耗要比全空氣系統(tǒng)的運行能耗更少。
3 結(jié)語
和傳統(tǒng)的全空氣系統(tǒng)相比，風機盤管系統(tǒng)雖然存在著如安裝維修和清洗工作量大、系統(tǒng)控制更復雜等問題，但風機盤管系統(tǒng)明顯有著初投資小、運行能耗低等優(yōu)點，而且由于其在公共建筑中的廣泛運用，我們已積累了不少較為可行的經(jīng)驗與方法，這些都為風機盤管應用于地鐵環(huán)控系統(tǒng)提供了充分的依據(jù)。
參考文獻：
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風機盤管系統(tǒng)與其他設(shè)備系統(tǒng)的區(qū)別
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風機盤管漏水常見原因與清洗方法 https://www.yuexinly.com/news/technology21.html
風機盤管廠家加工生產(chǎn)流程 https://www.yuexinly.com/news/technology22.html
風機盤管安裝時需要添加波紋管
http://m.r-pi.cn/goods/show-37593.html
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http://m.r-pi.cn/goods/show-38220.html
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