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介绍地铁地下车站设备与管理用房功能介绍、空调通风系统划分
更新时间: 09:03:18
   引言:  地铁地下车站设备与管理用房是供地铁车站通信、信号、供配变电、气灭、通风与空调、给排水与消防等各种设备与车站管理人员使用的各种功能空间。地铁地下房间与一般房间不同,主要表现为房间密闭,强、弱电设备房间均属于工艺性降温型空调系统,设备发热大,且一般全天运行;人员管理房间属于舒适性空调房间,一般18小时运行;所有设备与管理房间使用时间、功能、设备运行参数等条件不同。  根据《公共建筑节能设计标准》(GB )5.3.1规定:使用时间、温度、湿度等要求条件不同的空气调节区,不应划分在同一个空调系统中。一般设备与管理用房空调系统共划分为三个系统,分别是:弱电房间通风空调系统、强电房间冷风降温通风空调系统与人员管理房间通风空调系统。以常用的6列B型车辆编组的标准车站为例,强电房间根据车站的情况一般为1 ~ 5个,全部布置在站台层或站台、站厅层分别布置;弱电房间一般有约10个,大部分房间布置在站厅层,少部分布置在站台层;人员管理房间根据车站的规模数量不等,标准车站约5 ~ 8个,大部分房间布置在站厅层。  地铁地下车站建筑不同于民用建筑,深埋于地下或半埋于地下,房间的围护结构不受夏季的逐时日照的影响,车站内的余热量受室外气候影响不大,使用谐波反应法对冷负荷进行逐时计算意义不大,房间的余热主要取决于设备、人员及壁面传递等散热量,余湿主要取决于外围护结构壁面及人员等散湿量。  1 设备与管理用房空调通风量一般方法  1.1方法简述  在进行房间空调通风量计算时,往往按照某一事先设定的送风温差,根据同一系统的各个房间的余热量、余湿量分别计算每个房间的热湿比,利用h-d图计算各个房间空调送风量,然后将各个房间的风量几何相加即得该空调系统的计算风量,该计算方法的特点是有效地将各房间的计算分开,各个房间风量计算比较精确,但工作量大、效率不高。为了提高计算效率,在满足工程要求的精度范围内,分别将余热、余湿量累计相加,计算同一系统总热湿比,计算空调系统总送风量,按照各房间余热量占总余热量的比例对每个房间进行风量分配,这种方法效率高,对热湿比较大或各房间热湿比变化不大的情况适用性强。  1.2计算特点  (1)该计算方法可以使用EXCEL表格方法进行操作,整体性强,计算准确,但存在以下诸多不足。  (2)按余热进行风量比例分配时,因空调送风量是按焓差计算送风量,当各房间余热与余湿不成比例,存在房间计算风量分配值与排除每个房间余热要求不协调,按房间余热分配风量存在精确度不高的情况。  (3)单个房间分别计算时,计算方法较为繁琐,不但需要查h-d图确定各点空气状态参数,而且需要在h-d图上画热湿比线。  (4)虽然可以表格化操作,但空调通风量计算速度也并不快,在评估或估算某些房间风量时缺乏直观性,尤其对于初步设计阶段时影响设计工效。  (5)当房间性质或发热设备发生变化时,需要重新查h-d图确定各个状态参数的比焓值。  2 比焓公式(不查h-d图)直接计算法依据  2.1方法简述  根据湿空气的特性,空气的系统能量状态量比焓h(kJ/kg干空气)可以用湿空气的2个状态参数:温度t(℃)、含湿量d(g/kg干空气)表示。  而空气的热力过程变化可以用比焓差Δh(kJ/kg干空气)表示,所以比焓的公式广泛应用于空调过程的分析和计算,具有较强的直观性。由于地铁地下车站设备用房强、弱电设备发热量大,需要设置空调通风系统时,在保证送风不结露的条件下可以设置较大的送风温差,特别适合于一次回风的全空气空调系统,又因为各房间的热负荷大、湿负荷小,热湿比大,所以地铁地下车站一般均采用露点送风的一次回风的定风量全空气送风方式。理论上,排除空间的余热、余湿与送风温差、送风点的温度等单个参数无关,仅与送风空气的焓值(能量)有关。所以可以假定在空调机组能达到的机器露点温度条件下,只需要计算获得一定温差下的送风焓值能够消除余热、余湿即可。由于送风状态参数只需设定送风温差便可计算送风状态点,所以只要根据送风温差、余热量、余湿量可以比较方便地计算空调系统送风量,其计算过程公式如下式表示:h=1.01t+(t)d (1)L=Q/(hN-hO) (2)  30- 0.( / )1.01OQ WL m ht r= ×?(3)  式中:h、t、d:空气状态点的比焓、含湿量、温度,kJ/kg干空气、℃、g/kg干空气;hO、hN:空调送风设计状态点及室内空气状态点的比焓,kJ/kg干空气;ΔtO:送风温差,℃;Q:空调房间的冷负荷,kW;ΔW:空调房间的湿负荷,kg/h。由公式(1)及公式(2)推导出公式(3),由公式(3)代入相关参数直接计算空调通风量。  2.2计算特点  由于公式本身的特点,该计算空调通风量方法可以方便地利用Excel文档表格的功能进行计算,仅需要设定好机器露点,输入房间的余热量、余湿量,不需要使用h-d图即可自动计算出每个房间的空调通风量。它有如下优点:  (1)公式所输入的参数均为独立的参数且输入量少,参数的相关性少,参数变化时,计算结果能根据公式自动呈现。  (2)该方法能适应设备与管理用房房间性质及热、湿负变化时空调风量的快速计算。  (3)对单个房间的空调风量分别计算适应性强,特别适应于人员管理房间因人员不同而导致的各房间热湿比差异较大的情况。表1、表2是郑州地铁某车站设备房间、管理房间按余热分配的方法和按焓值计算公式计算全空气一次回风通风量的方法比较。由此可以看出,在热湿比对应相近的情况下,两种方法计算的风量基本相同。  3 已知机器露点的发热量比例分配风量计算法  3.1方法简述中国论文服务网创办伊始,致力于为各行各业职称评定客户提供经济论文下载、管理论文快速发表、经济职称论文发表快速写作论文写作指导等服务。  根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB )  7.5.4条:冷媒的进口温度,应比空气的出口干球温度至少低3.5℃。对于以水为冷媒的组合式及柜式空调厂家的机组产品,多数产品样本中制冷量与风量的值均是以最低机器露点给出,即仅给出机组的最大制冷能力的制冷量。一般地,空调冷冻水供水温度为7℃,机器露点应不小于10℃。笔者通过调查部分空调产品厂家,空调机组的机器露点一般均取在10℃~ 17℃。在设计选取机器露点时,过低的机器露点不能保证空气冷却器的热质交换能力,过高的机器露点使得空气冷却器制冷效果恶化、效率低下。对于像牵引变电所、高压开关柜室、低压开关柜室等设备要求维持在不高于36℃的环境温度,对于不同的机器露点,出风温度不同,为了保证房间内部不结露,需要核实房间相对湿度的大小,并保证风口出风温度至少高于房间空气露点温度3℃。表3给了标准大气压条件下,不同相对湿度条件下房间的露点温度及送风温度值。  对于如设备要求的36℃房间而言,房间的发热量较大,显热大,潜热小。空气湿度能够在较大范围内不会导致风管风口结露,房间相对湿度要求范围较广,一般均能满足要求,因此一般主要受温度控制。  空调系统的送风量与制冷量的比值称单位热量所需的冷风量,由设备房间设备的发热量与单位热量所需的冷风量的比值即为该房间的送风量,笔者根据设计计算多个车站的通风量参数,总结出人员管理房间的单位发热量的所需的空调通风风量约为155m3/(h?kW),强、弱电设备房间的单位发热量的空调通风量约为200 ~ 250m3/(h?kW),由于地下车站余热(以显热为主)大部分以设备发热量为主,初设或方案设计时可按此数值进行设计。  一般计算步骤为先将同一系统各个设备房间各设备发热量的总量累加后与样本中空调机组制冷量相比对,取机组制冷量不小于总发热量且最接近总发热量的空调机组。  该空调风量计算方法有如下特点:  1、该计算方法简单,与实际产品的具体设计参数符合性好,设备直接配型选用或工作量少;  2、各设备房间的空调冷风量计算速度快;  3、不适用于人员管理房间。  由于空调器或空调机组厂家生产产品己定型,空调的机器露点、机器温升、出风温度、制冷量、送风量根据实验工况均为已知。这样,对采用机器露点送风的一次回风的空调系统而言,仅考虑空调的制冷量与送风量即可。  4 结论  列举了三种计算房间送风量方法,分析和厘清每种方法的适用条件,着重说明了人员管理房间使用公式计算比使用图表计算更加简便、更加准确的原理,该方法可以为我们设计师们今后进行设计计算和工作提高工作效率有重要意义。  参考文献:  [1]陆耀庆.实用供热空调设计手册:下册[M].第二版.北京:中国建筑工业出版社,.  [2]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,GB 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
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