地铁屏蔽门系统公共区空调设计理论分析

　　【摘要】研究目的：本文通过结合相关的地铁设计要求，讲述如何利用焓湿图进行屏蔽门系统公共区空调一次回风系统的设计，加以理解与常规一次回风系统设计方法的不同。
　　研究方法：利用焓湿图的方法对地铁公共区一次回风空调系统进行设计。
　　研究结果：确定出一套适用于地铁屏蔽门系统公共区的一次回风系统焓湿图设计方法。
　　研究结论：分析了地铁空调设计的各种限制条件，通对设计流程上的理论分析，可体会到与地面暖通在一次回风系统空调设计思路上是不一样的，更有利于理解地铁空调的设计特点。
　　【关键词】焓湿图；一次回风系统；地铁；屏蔽门
　　
　　1引言
　　屏蔽门系统越来越多地在地铁车站环控设计中被采用，在屏蔽门系统模式中，屏蔽门将隧道分隔在车站以外，可以忽略区间对车站的许多不确定因素，车站可视为相对封闭的空调环境，因此使得采用焓湿图的设计方法变得可行。公共区空调设计通常采用一次回风系统，本文基于焓湿图的角度出发，结合地铁的特点，构架出一套公共区空调的设计思路，加以区别与地面暖通一次回风的设计特点。
　　
　　2理论设计分析
　　一般来说，站厅、站台的设计工况是不一样的，夏季空调站厅空气计算干球温度30℃，相对湿度40~65%；夏季空调站台空气计算干球温度29℃，相对湿度40~65%[1],站厅、站台各自的回风在回排风管内会进行混合，存在一个混合点C1，当与室外新风在混风室进行混合后变为状态点C2，经组合式空调箱表冷器处理到机器露点，再调整到送风状态点O。整个混合与处理的流程可以由简图2-1表示：
　　
　　
　　图2-1
　　地铁车站站厅与站台的相对湿度均允许在40%~65%之间变化，而站厅与站台又有各自的热湿比线1和2，按一定的送风温差的要求，如站厅要求10度送风温差，站台要求9度温差，可以确定送风状态点在焓湿图横向上的范围，一次回风系统还应考虑室外状态点的变化对系统负荷的影响。考虑以上各因素，将各限制条件表示在焓湿图上，如图2-2所示。
　　
　　图2-2各设计条件在焓湿图上的表示
　　因为站厅和站台公共区的空调送风会经由同一个组合式空调机组处理，因此为同一个点O点，分别做热湿比线1和2的平行线然后相交，得到送风状态点O;虽然O点在左右移动的范围内均可以满足要求，但却涉及空调处理机是否需要再热以及露点送风等相关问题。如图2-3所示。当机组的露点和送风状态点并不是同一个点时，应确定相应的机器露点后，需再热到送风点。
　　
　　图2-3送风点的确定方法
　　综上所述，基于焓湿图可以得到一套屏蔽门系统公共区的空调设计方法如下：
　　（1）计算站厅和站台各自的得热量和湿量来确定热湿比线。
　　（2）确定夏季空调工况车站室内外的设计参数及相对湿度变化范围。
　　（3）确定送风温度，画等温线，然后令两条热湿比线相交，找到交点后再去查看站台、站厅的设计状态点的相对湿度是否满足要求，并且该交点应处于空调机组的处理范围以内，与室外状态点的焓差还应满足一定的要求。[2]
　　（4）由送风点和设计状态点以及先前算出的得热量可求得站厅和站台各自的送风量。
　　（5）新风量一般取人员新风量、屏蔽门漏风量、总风量的10%中的最大值，结合送风点以及室外点可得求新风负荷，考虑再热负荷以及管道温升负荷等，便可求得空调机组总负荷。
　　至此，地铁屏蔽门系统公共区的空调负荷，站厅、站台的总风量已全部计算得出。
　　3总结
　　常规的一次回风系统空调设计通常是确定室内状态点来选择送风状态点[3]；然而地铁暖通设计却恰恰相反。地铁室内状态点因允许相对湿度变化且空调机组处理站台与站厅回风的送风状态点为同一台机组而存在一致性，从而可以通过先确定送风状态点的方法来加以解决。从另一个角度来讲，可视为因站厅和站台各自的相对湿度的不同而使得所需要的送风状态点为同一个状态点，而这样也恰恰满足了实际空调机组对站厅、站台的处理方式。
　　本文结合地铁暖通设计，只是在焓湿图上进行了理论上的分析并提供了一次回风系统的设计流程方法，并没有对各得热负荷进行定量分析，其实地铁公共区热、湿负荷计算的精确是比较困难的，如土壤的蓄热效应、屏蔽门传热量，出入口的传热量，各混合点的不确定性以及各管道温升造成的损失等诸多问题，都会影响焓湿图上各点、线参数与处理过程的变化。因此，该设计方法还需要结合实际的地铁项目的各种空调设计资料来进行相应的调整，才能得到更好的定量分析，为地铁屏蔽门系统公共区的空调设计服务。
　　参考文献
　　[1]GB50157-2003，地铁设计规范[S].
　　[2]中国建筑科学研究院空调研究所.组合式空调机组（GB/T14294-1993）[M].北京：中国标准出版社.
　　[3]赵荣义，范存养，薛殿华等．空气调节[M]．北京：中国建筑工业出版社，1994．57

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