摘  要：分析了目前地铁车站采用常规空调系统存在的问题，提出将温湿度独立控制空调系统应用于地铁地下车站中。以重庆某地铁地下车站为例，对采用温湿度独立控制空调系统进行了经济性分析，为今后地铁车站采用温湿度独立控制空调系统提供参考。

关键词: 地铁车站；空调系统；除湿

 

      地铁车站站厅、站台人员密集，空调冷负荷主要为人员负荷和新风负荷，围护结构、照明及设备等带来的负荷较小。因此，地铁站厅、站台湿负荷较大，热湿比较小。传统空调很难同时满足温度、湿度要求，普遍存在“过闷”或“过冷”现象。温湿度独立控制空调系统恰好解决了这个问题。

 

      温湿度独立控制空调系统采用温度与湿度2套独立的空调控制系统，即溶液调湿空调系统（潜热系统）与高温冷水控温系统（显热系统），分别控制、调节室内的湿度与温度。其中，溶液调湿空调系统通常采用具有调湿功能的盐溶液（氯化钙等）作为工作介质，利用溶液的吸湿与放湿特性对空气湿度进行控制。

      该系统避免了常规空调系统使用同一设备处理2种负荷所带来的能耗损失问题。具有以下系统优势。

      (1) 高效节能。常规空调系统采用冷凝除湿方法，要求冷源温度必须低于室内空气的露点温度，考虑到传热温差与冷媒输送温差，只能采用5～7℃的冷水作为冷源才能保证其除湿能力。显热负荷本可用14℃/19℃（14℃进水，19℃出水）的高温冷水带走，却与除湿过程共用7℃/12℃（7℃进水，12℃出水）的低温冷源进行处理，造成能源利用的极大浪费。温湿度独立控制空调系统采用独立高温冷水(14℃/19℃)机组承担室内显热负荷，可以和任何冷热源系统结合使用，性能系数（COP）大大提高。结合地铁车站地理环境，在条件允许的情况下，若与可再生的天然冷源（如水源、地源）结合使用，节能效果更加显著。

      (2) 热舒适性高。温湿度独立控制空调系统克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数要求的致命弱点，解决了传统空调“过闷”（控制温度，湿度失控）或“过冷”（控制湿度，温度失控）的问题。

      (3) 提高空气品质。温湿度独立控制空调系统利用溶液吸收水蒸气的方法除湿，避免了传统冷冻除湿法带来的潮湿表面，系统在干工况条件下运行，不产生冷凝水，根除了在风道、盘管等表面滋生细菌和微生物的可能。溶液具有很强的杀菌作用，能够杀死绝大多数细菌和微生物，并且可以过滤空气中大多数粉尘和颗粒，从而提高室内空气质量。

 

      采用屏蔽门的地铁地下车站空调冷负荷主要包含围护结构传入冷负荷、人员冷负荷、照明冷负荷、设备散热冷负荷、出入口渗透空气产生的冷负荷、新风引入产生的冷负荷及屏蔽门漏风产生的冷负荷7部分。湿负荷包含围护结构散湿量、人员散湿量、出入渗透风与屏蔽门漏风散湿量3部分^[1]。地铁车站空调系统通常按大系统（站厅、站台）和小系统（设备及设备管理用房）进行划分。

      温湿度独立控制空调系统采用高温冷水机组承担室内显热负荷，新风经溶液调湿空调系统处理后承担室内湿负荷及室内潜热负荷。因此，对于设置屏蔽门系统的车站，大系统通风空调系统的新风量需满足以下要求：①每个乘客每小时供应的新鲜空气量不应小于12.6 m³，且系统的新风量不应小于总送风量的10﹪^[2]；②新风量带走全部湿负荷^[3]。小系统通风空调系统的新风量需满足以下要求：①每个工作人员每小时供应的新鲜空气量不应小于30 m³，且系统的新风量不应小于总送风量的10﹪^[2]；②新风量带走全部湿负荷^[3]。

      站厅、站台各设置1台溶液式全空气机组，该机组包含新风溶液除湿处理模块。设备及设备管理用房采用干式风机盘管+新风溶液机组的方式，见图1。站厅、站台和设备及管理用房各设1台高温冷水机组。高温潮湿的新风在全热回收单元中以溶液为媒介和排风进行全热回收，新风被初步降温除湿后进入除湿单元进行进一步除湿。新风单独处理至低湿状态后与回风混合，通过外界提供的高温冷水(14℃/19℃)对混合空气进行降温，达到送风状态点。温湿度独立控制空调系统空气处理过程见图2。

      以重庆某地铁地下车站为例，车站总长145 m，总建筑面积13 000 m²。空调室外计算参数：干球温度33.8℃，湿球温度31.5℃；站厅、站台空调室内计算参数：干球温度28℃，相对湿度60﹪；设备用房空调室内计算参数：干球温度27℃，相对湿度60﹪。该地铁车站冷负荷估算结果见表1，空气处理过程状态点参数详见表2，系统所需新风量详见表3。为了进行对比分析，表4中列出了温湿度独立控制空调系统与常规空调系统主要设备参数。

      温湿度独立控制空调系统与常规空调系统经济性比较详见表5，风机及水泵效率按65﹪进行计算。

      由表5 可知，采用温湿度独立控制空调系统与常规空调 统相比，初期投资有所增加，增加约100万元，但是运行费用大幅度下降，夏季运行费用仅为常规空调系统的70﹪，节能率为30﹪，每年夏季可节约运行费用约22.6万元，4.5年即可收回初期投资，节能效果显著。

 

      气候潮湿地区^[4]的地铁车站站台、站厅湿负荷较大，采用温湿度独立控制空调系统不仅可以降低能耗，而且解决了传统空调“过冷”或“过闷”的问题。整个地铁地下站空调系统节能率为20﹪～30﹪，是值得推广的技术。

      目前，温湿度独立控制空调系统在地铁领域推广面临的主要问题为溶液调湿设备占地面积较大，尤其对于地铁地下车站这样的紧凑空间很难有足够的设备摆放空间。所以，如何降低设备占地面积是厂家今后改进的方向。

 

[1] 高煌 . 浅谈地铁车站公共区通风空调系统设计[J].山西建筑,2011(9)：135-136.

[2] GB50157-2003地铁设计规范[S].

[3] 刘栓强, 刘晓华, 江亿. 温湿度独立控制空调系统中独立新风系统的研究(2): 送风参数的确定[J]. 暖通空调, 2010 (12): 85-90.

[4] GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].