城市轨道交通车站设备（第3版）课件：车站暖通空调系统

车站暖通空调系统仅供内部使用FOR

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INTERNALUSEONLY此处可为课程名称（每章节不变化)也可为章节名称（每章节变化）教学目标掌握车站暖通空调系统的分类与组成;掌握车站空调水系统的运行原理;掌握车站暖通空调系统的控制方式;能识别车站暖通空调系统的常见设备;能分析特殊情况下暖通空调系统设备的运行。仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统概述单元一城市轨道交通暖通空调系统是指对车站站厅、站台、隧道、设备及管理用房等场所的环境进行空气处理的系统,主要是调节指定区域内的空气温度、湿度、空气流速和空气品质等主要因素,以此来创造一个适用于城市轨道交通设备正常运转、人员安全舒适的人工环境。

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INTERNALUSEONLY单元一车站暖通空调系统概述单元7.1由于消防给水系统与火灾自动报警系统以及自动灭火系统密切联系,国家技术规范规定消防给水应由消防系统统一控制管理。因此,消防给水系统由消防联动控制系统进行控制。

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INTERNALUSEONLY单元一车站暖通空调系统概述单元7.1仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统的功能(1)城市轨道交通的车站和区间隧道除出入口(地面线和高架线除外)等极少部位与外界相连通外,基本上与外界隔绝,受外界气象条件的影响较小,长年不见阳光,通风条件差,粉尘多,人员密集,只有人工气候才能保证优质的环境。(2)列车各种设备的运行和乘客都将释放大量的热,如不及时排除,将使本站和区间温度上升。同时,随着客流量的不同,内热源强度也随之变化,环境调控难度较大。车站暖通空调系统概述单元一车站暖通空调系统概述单元7.1仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统的功能(3)列车运行引起的活塞风是隧道内通风换气的主要动力,但是,这种活塞风的局部与瞬间空气流速较大,又会干扰车站气流组织,易使乘客感觉不适。(4)当发生事故时,尤其是发生火灾事故时,将导致环境恶化,不易救援。车站暖通空调系统概述单元一车站暖通空调系统概述单元7.1仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统的设计目标如下:(1)站厅温度比室外空气计算温度低2~3℃且不高于30℃,相对湿度为45%~65%。(2)站台温度比站厅低1~2℃,相对湿度为45%~65%。(3)区间隧道夏季温度不高于40℃。车站暖通空调系统概述单元一车站暖通空调系统概述单元7.1仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY开式系统开式系统是应用机械或“活塞效应”的方法使城市轨道交通内部与外界交换空气,进而利用外界空气冷却车站和隧道。随着人们生活水平的提高以及科学技术尤其是自动化技术的提升,单纯的活塞环通风技术已经不适应当前空调通风的要求,城市轨道交通空调逐渐要求设置机械通风。车站暖通空调系统的分类车站暖通空调系统的分类单元7.1仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY闭式系统闭式系统是一种常见的系统,这种系统主要有两种实现的途径:一种途径指的是集成模式,即沿用传统的开放式风道系统,在排风道加入一个空气处理设备,也就是表冷器和过滤器,这种模式不需要专门的空调机房,所有的设备都设计在风道里;另一种是常规模式,常规模式套用地面建筑空调设计原理,将城市轨道交通车站和区间环控制系统进行分割,区间采用的是机械通风系统,而城市轨道交通车站采用的是空调系统,这样就会使得降温和保温设计得到更大的优化。车站暖通空调系统的分类车站暖通空调系统的分类单元7.1仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY屏蔽门式系统在车站的站台与行车隧道间安装屏蔽门,将其分隔开,车站内安装空调系统以及隧道用通风系统。车站被分为独立的车站空调系统和隧道通风系统两个系统。安装屏蔽门后,车站基本不受区间隧道行车活塞风的影响,车站的空调冷负荷只需计算车站本身设备,乘客、广告、照明等发热体的散热及区间隧道与车站间通过屏蔽门的传热和屏蔽门开启时的对流换热。车站暖通空调系统的分类车站暖通空调系统的分类单元7.1仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统的分类车站暖通空调系统的分类类型描述优点缺点应用程度开式系统活塞作用或者机械通风,通过风井使地下空间与外界通风换气系统简单,设备少,便于控制,能耗低。无法有效控制站内环境,无火灾工况(火灾时无法联动排烟)早期有所应用,尤其是地面线闭式系统有隧道通风设备,隧道通风运行可以根据室外气候变化调节,通过风阀可以操作打开或关闭区间隧道内的空气温度较同样运行条件下的屏蔽门系统低;站台视野开阔车站的温度场、速度场无法维持稳定,车站空气品质难控制;土建投资大无屏蔽门车站多采用此种系统,应用较广屏蔽门式系统在闭式系统基础上,使用屏蔽门将车站与隧道区域隔离分成独立的车站空调系统和隧道通风系统两个系统,提高安全性;增加初投资和运营费用;增加与有关专业的接口关系;高温季节很难控制隧道内的温度应用越来越广泛,新建城市轨道交通多应用此系统单元7.1仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统的组成单元二仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY目前,我国的车站暖通空调系统一般采用屏蔽门式系统或闭式系统。屏蔽门式将车站暖通空调分成两个独立系统,分别为车站通风空调系统与隧道通风系统。如图所示。单元二车站暖通空调系统的组成单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统主要由以下四大部分组成:(1)车站大系统:车站公共区部分(站厅、站台、人行通道)的空调、通风(兼排烟)系统。(2)车站小系统:车站管理用房及设备用房的空调、通风(兼排烟)系统。(3)隧道通风系统:区间隧道机械通风(兼排烟)及活塞风系统。(4)车站空调水系统:车站制冷供冷系统。单元二车站暖通空调系统的组成单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站大系统主要由分设于车站两端的站厅全新风机、站台全新风机、站厅空调新风机、站台空调新风机、站厅回风/排烟风机、站台回风/排烟风机、站厅组合式空调机组及相应的各种风阀、防火阀等设备组成。车站大系统车站大系统单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站大系统车站大系统车站大系统布置图(尺寸单位:mm)主风道在站端与铁皮风管连接,延伸至车站站台、站厅,开设风口,实现车站的送排风;站台板下有砖砌的结构风道,与站端的立装主排风管相接,设排风口,主要将列车制动粉尘带走。一般城市轨道交通车站在站厅顶棚均铺设风道进风、送风;站台层除在顶棚铺设风道外,还在站台板下铺设风道,图为深圳2号线国贸站地铁车站示意图。单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站大系统车站大系统车站大系统原理图车站大系统的基本原理图如图所示,与外界接通的新风机提供的新风(上送与站台站厅的回风/排烟风机提供的回/排风经过混合风室的混合输送给组合式空调机组)经过过滤、湿度调节、冷却、风力调节降风压后送到站台或站厅,以满足对城市轨道交通环境的要求。单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站小系统车站小系统车站小系统原理图车站小系统主要包括为车站的设备及管理用房服务的轴流风机、离心风机、柜式、吊挂式空调机组及各种风阀,其作用是通过对各设备用房的温度、湿度等环境条件的控制,为管理人员和工作人员提供一个舒适的工作环境,为各种设备提供正常运行的环境。在火灾发生时,通过机械排风方式进行排烟。在气体灭火的用房内关闭送、排风管进行密闭灭火,如图所示。单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY隧道通风系统隧道通风系统隧道通风系统示意图隧道通风系统分为区间隧道机械通风系统(兼排烟)和车站隧道通风系统两个部分,如图所示。其中,区间隧道机械通风系统的主要设备有隧道风机(TVF风机)、推力风机、射流风机及相关电动风阀;车站隧道通风系统的主要设备有轨道排风机、电动风阀和防火阀。单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY隧道通风系统隧道通风系统列车阻塞时隧道通风图在不同的情形下,隧道通风系统需通过调节各设备实现不同的功能。工况一:在每天清晨运营前半小时打开隧道风机,进行冷却,既可以利用早晨外界清新的冷空气对城市轨道交通进行换气和冷却,又能检查设备并及时维修,确保事故时能投入使用。工况二:在列车由于各种原因停留在区间隧道内、乘客滞留在列车中时,顺列车运行方向进行送、排机械通风,冷却列车空调冷凝器等,使车内乘客仍有舒适的旅行环境。图为列车阻塞或火灾时隧道内的送、排风图。单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY隧道通风系统隧道通风系统空调通风系统不同状态的设备通风方式表工况三:当发生火灾的列车无法行驶到车站而被迫停在隧道内时,应立即启动风机进行排烟降温;隧道一端的隧道风机向火灾地点输送新鲜空气,另一端的隧道通风机从隧道排烟,以引导乘客向着气流方向撤离事故现场,消防人员顺着气流方向进行火灾扑灭和抢救工作。总结之前所说隧道通风系统以及车站大系统的通风原理,见表。运行状态站台层站厅层隧道通风正常运行条件下上送上回与下回结合上送上回形式正常回/排风当列车阻塞区间隧道时推力风机运行,全新风空调通风上送上回形式推力风机送风至隧道内当站厅发生火灾时送新风全面排烟排烟当站台或列车发生火灾时排风、烟机排烟,其他大系统设备停运站厅全面送新风排烟单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站空调水系统的作用是为车站内空调系统制造冷源并将其供给车站大、小系统,同时将热量通过冷却水系统送出车站。车站空调水系统主要由冷水机组、水泵、冷却塔、组合式空调机组、风机盘管、水阀与管路等设备组成。该系统可分为冷冻水系统和冷却水系统两大系统,其冷冻水的生产在冷冻站中完成。车站空调水系统车站空调水系统单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站空调水系统车站空调水系统空调水系统的组成(1)空调冷冻水系统:由车站冷冻站为空调大系统和小系统提供循环冷冻水,冷冻水系统的水量随负荷的变化而变化。(2)空调冷却水系统:该系统主要设备为冷却塔和冷却水泵,其中冷却塔就近设在室外通风良好处,便于及时冷却已被加热的空调水,循环冷却水通过冷却塔进行降温处理,右图为空调制冷循环简易原理图。空调制冷循环原理图单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站空调水系统车站空调水系统空调水系统的运行原理所谓空调制冷,是指通过制冷剂的状态变化(气态→液态,放热;液态→气态,吸热)将一个地方(蒸发器周围)的热量带到另一个地方(冷凝器周围)。其中有四个必要组成部分分别是压缩机、冷凝器、节流(膨胀)装置、蒸发器。具体来说,气态的制冷剂先经过压缩机的高压压缩,再经过冷凝器的冷凝彻底转变为液态的制冷剂,在此过程中释放能量;再经由膨胀阀的降压和蒸发器的热量吸收转变为气态的制冷剂,在此过程中吸收外界的能量。单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站空调水系统车站空调水系统空调水系统的运行原理将以上原理应用到城市轨道交通空调水系统中,即可实现空调水制冷。右图为空调水系统对设备或管理工作房冷冻水供应。图中左侧浅灰色水为冷冻水,右侧深灰色水为冷却水。空调水系统原理图单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站空调水系统车站空调水系统空调水系统的运行原理具体过程如下:第一步,气态的制冷剂经压缩机加压后到冷凝器进行放热冷凝,将热量释放给冷却水,从而变为液态的制冷剂。第二步,液态的制冷剂经膨胀阀减压后到蒸发器当中吸收冷冻水的热量,从而变为气态的制冷剂。以上两个步骤循环完成制冷循环。单元7.2仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统控制单元三仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY正常条件下,暖通空调设备可通过就地级、车站级、中央级三级进行控制和自动控制系统进行监控,实现设备集中监控和科学管理,提高综合自动化精度;通过运行不同模式,满足不同场合对设备的运行要求,做到安全、合理。单元三车站排水系统单元7.3仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY中央级控制中央级控制装置设在控制中心,配置有中央级工作站、全线隧道通风系统及车站暖通空调系统中央模拟显示屏,控制中心工作站可对隧道通风系统进行监控,执行隧道通风系统预定的运行模式或向车站下达大、小系统和水系统各种模式指令,主要功能如下:(1)可实现对全线通风空调系统、冷水机系统、隧道通风系统的监视与控制。(2)能自动显示并记录全线通风空调设备的运行状况和设备累积运行时间。(3)能实时反映车站温度、湿度等数据。(4)通过自动控制系统与火灾自动报警系统在中央级的接口,能接收报警信息并触发暖通空调系统的灾害模式,命令暖通空调设备按灾害模式运行。(5)通过自动控制系统与信号系统的接口,接收区间堵车信息,并对相应区间运行强制通风模式。中央级控制单元7.3仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站级控制车站级控制装置设在各车站车控室,配置车站级工作站和综合后备盘。可以向中央级控制工作站传达本站设备信息,并执行中央级控制下达的各项运行指令。在中央级控制工作站的授权下,车站级工作站可以作为本车站的消防指挥中心。(1)在正常情况下可监视和控制本站的隧道通风系统、空调大系统、空调小系统及空调水系统。(2)能使本站暖通空调设备按预定的模式运行,根据负荷变化,自动确定优化、节能模式并运行。(3)当发生火灾时,可接收报警信息,并通过自动控制系统实现车站进入灾害模式,控制暖通空调设备按灾害模式运行。车站级控制单元7.3仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站级控制右图为北京地铁4号线某站的综合后备盘,当发生特殊情况时,用钥匙将左下角钥匙孔由“自动”位旋转至“手动”位,可以对隧道进行紧急送风、排风操作。当列车阻塞时,按动黄色的【阻塞模式】按钮进入阻塞模式,对站台层、站厅层的设备用房进行紧急排风与喷洒等作业。车站级控制综合后备盘的紧急通风展示单元7.3仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站级控制右图中,第一排指示灯分别表示运行指示、停止指示、故障指示。正常运行时亮红灯,停止时亮绿灯,故障时亮黄灯。车站级控制综控室内的风阀就地控制箱单元7.3仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY就地级控制就地级控制设置在各车站的环控电控室,具有对单台暖通空调设备就地控制的功能。为便于各种设备调试、检查和维修,单台暖通空调设备同时设有就地控制箱,如图所示。就地级控制深圳购物公园站环控设备用房就地控制箱及风管某站暖通空调设备用房回排风机就地控制盘某站暖通空调设备用房送风机就地控制盘单元7.3仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY车站暖通空调系统的设备介绍单元四及分类仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY城市轨道交通车站暖通空调系统是一个拥有大量设备的系统,各个设备分别起着各自的作用,共同实现暖通空调系统的功能。接下来,我们会介绍相关的系统设备,在此只介绍相对重要的设备,要求同学们能够识别较为重要的设备,并对组合式空调箱的内部结构有一定程度的掌握。其中,风道与风机主要是通风类的设备,而其他设备主要是空调制冷的设备。单元四车站暖通空调系统的设备介绍单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY风道风道风道是暖通空调系统中联通各个部分的重要构件,一般情况下,一端连接着风阀风机,另一端连接风口,将合适的风送到或排除。风道一般由金属薄板、非金属薄板或其他材料制作而成,用于空气流通的管道。风道示意图如图所示。风道示意图单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY风道风道风道的形式(1)风道主副双风道基本对称形式。例如,北京地铁环线从长椿街到北京站6个车站、北京地铁1号线从南礼士路到古城站15个车站的风道均是采用这种形式。(2)风道主副双风道非对称形式。例如,北京地铁2号线车公庄、阜成门等车站均是采用这种形式。(3)风道上下双层风道形式。例如,北京地铁2号线东直门、雍和宫等车站采用此种形式。(4)四风机三风道形式。例如,北京地铁2号线西直门等4个车站是采用这种形式。单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY风道风道风道的形式地铁区间的风道结构可以近似地分为以下三类:(1)圆弧风道,主副风道在水平方向上呈大弯道结构,且两者之间有工作通道,如北京地铁2号线车公庄至阜成门区间、建国门至朝阳门区间等。(2)风道直线风道,主副风道在水平方向上没有弯道,如北京地铁2号线北京站区间等。(3)风道直角带突缩口风道,主副风道在水平方向上设有弯道,但在与隧道的交接口处,主副风道汇合成一个突缩口。单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY风道风道风道其他部件风道部件指通风、空调风道系统中的各类风口、阀门、排气罩、风帽、检查门和测定孔等。图为不同的风管配件和部件图。风管配件和部件图示单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY风机设备风机设备风机是用于输送气体的机械,从能量观念的角度来说,它是把机械能转变为气体能量的一种机械。在城市轨道交通车站中,大部分房间采用机械进风、排风,而机械排风则需要通过通风机来完成。在车站房间的墙上设有小轴流风机和离心风机;厕所均采用自然进风、机械排风。下面介绍两种最为常用的风机,即离心风机与轴流风机。单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY风机设备风机设备离心风机离心风机主要安装在一些车站环控机房内,用于为城市轨道交通厕所及房间换气,为区间通风。离心通风机的原理:已知气体在通风机中的流向先为轴向,当通过旋转叶轮时,在叶轮的作用下,气体获得能量,则气体压力提高,输送到高处和远处。离心风机结构图如图所示。离心通风机结构图单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY风机设备风机设备轴流风机城市轨道交通的排、送风主要依靠轴流风机,它分布在城市轨道交通的各个车站及区间。轴流风机的主要特点是风量大,压力低。与离心风机不同,轴流风机的气体只沿着轴向流动,且风压在4900Pa以下为轴流风机。轴流风机结构图如图所示轴流风机结构图单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY冷冻站主要设备冷冻站主要设备冷冻站是全站的供冷中心,以北京地铁为例,在复八线中,西单、天安门西等车站,除王府井、西单站设置两个冷冻站外,其他车站均设置一个冷冻站。冷源提供给大表冷器(独立)、风机盘管或组合式空调箱(或新风机组)等末端设备完成城市轨道交通车站隧道的制冷,冷冻站中最重要的设备为冷水机组。单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY冷冻站主要设备冷冻站主要设备冷水机组冷水机组是将压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、自动控制元件及其他附属设备组装成一个整体设备。一般采用全封闭活塞式和螺杆式机组,图为螺杆式冷水机组。冷水机组的操作步骤如下:(1)冷冻水泵运行。(2)冷却水泵冷却塔运行。(3)机组开机,重复启动时间间隔为15min。螺杆式冷水机组单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY冷冻站主要设备冷冻站主要设备冷却塔冷却塔是循环冷却水系统中的一个重要设备,用于将冷却水降温的过程。冷却塔有逆流式冷却塔、横流式冷却塔、射流式冷却塔和蒸发式冷却塔等四种类型,常用的是逆流式冷却塔(圆形、方形)和横流式冷却塔(圆形、方形)两种,如图所示。冷却塔单元7.4仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY组合式空调箱组合式空调箱组合式空调箱是暖通空调系统中核心功能部件及制冷的功能部分,是将各种空气处理设备及风机、风量调节阀等制成带箱体的单元体,这些单元体可根据工程需要由设计人员进行组合,成为一组能实现各种空气处理要求的组合式空调机,如图所示。组合式