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摘要：城市化建设进程的不断推进，为我国城市轨道交通网络建设创造了巨大发展空间。而城市地铁交通系统在运营过程中会消耗掉大量能源资源，仅通风空调消耗的能量就占总能耗的四成左右。因此，想要有效降低地铁交通系统的能耗，相关部门可以从地铁通风空调系统入手，积极选用基于蒸发冷凝技术的空调制冷机组，从而在有效节约占地面积与水资源的基础上，提升地铁空调整体的节能降耗效果。文章从传统地铁通风空调系统存在的问题和蒸发式冷凝技术的工作原理出发，分析了蒸发式冷凝技术的应用现状，并提出了该技术在地铁通风空调系统中的应用策略。
关键词：蒸发式冷凝技术；地铁通风；空调系统；应用
1传统地铁通风空调系统存在的问题
1.1传统地铁通风空调系统的占地面积较大，地下机房有时甚至会占据地下车站总面积的30%左右。与此同时，传统地铁通风空调系统的设置结构相对复杂，控制运行都极为不便，相关部门需要派遣大量人力资源专门负责系统的正常运行，而且系统设备的维修检测也会消耗掉不少财力资源。
1.2传统地铁通风空调系统运行起来会消耗掉大量能量，有时仅空调系统消耗掉的能量就可占整个城市轨道交通总能耗的一半以上。
1.3冷却塔的规划局部也是传统地铁通风空调系统的突出问题。在地铁工程建设中涉及到的冷却塔体量通常较为庞大，再加上冷却塔的特殊性，使它需要设置安装在地铁沿线室外地面上，以便于发挥冷却塔的应有功效。但是一旦设置不当，不仅会影响到城市景观以及整体规划，同时冷却塔运行过程中产生的噪声以及卫生等问题，也会带给周边环境不好的影响。
2蒸发式冷凝技术原理
蒸发式冷凝器在进行具体应用过程中，主要存在以下优点，其一为能耗低，同时不会对外界环境造成污染，具有加高环保性能；其二，具体运行过程较为高效；第三，可以在不构造冷却塔的前提下进行水温调节。该冷凝器在进行具体工作过程中，需要将空气和水作为介质进行冷却，通过合理利用喷淋装置在换热器表面喷洒循环水，通过相互作用，热交换器的表面可以形成膜。进而形成小水滴，在蒸汽由气态冷却成为液态过程中，外部循环水所吸收热量主要存在于两个方面，首先，水被蒸发并以气态形式释放到大气中；其二，以液态形式流入集水盘。蒸发冷凝器的冷凝温度低于空冷冷凝器，冷凝操作所需的能耗通常较低。冷却水可以在不需要冷却塔结构的情况下实现，并且冷凝器仅需要在冷却操作期间消耗空冷冷凝器的一半循环水。另外，在应用蒸发式冷凝器的过程中，放置区域方的要求也是松散的。它可以放置在不影响城市美景的区域，如地铁站排气管。还有，为了使其能耗得到有效的降低，可以将蒸发冷却和冷凝这两项技术相结合，通过减少室外进气状态参数可以大大提高蒸发式冷凝器的效率。它还减少了单元尺寸并降低了成本。
3蒸发式冷凝技术的应用现状
蒸发冷凝技术已在国外得到广泛应用。在我国的地铁事业中，在地铁项目中，北京地铁已经应用这样的技术，主要在建国门还有西单这两站的通风空调系统改造中进行了具体应用。但是这是一项改造工作，附近无冷却塔，所以在这一项改造工作中使用管式蒸发冷凝螺杆式冷水机组。
3.1水冷中央空调系统
其一，空间占地大。因为这种系统极具复杂性，所以相应的占据的面积就比较大。其二，耗能高。这一系统在运行时会消耗很多的能量，如果从经济学角度来评价，那是极为不科学的。有研究显示，空调系统所消耗的能量在整个城市轨道交通中占据着极大的部分，会达到整个交通能耗的一半以上。第三，系统的复杂性直接导致维修的不便。面对复杂的系统，一旦它出现某些问题，会给维修增加很多困难，相关人员的维修工作必然会加大难度。其四，环境问题严峻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当下，随着国内对环保问题的日益重视，在地铁中建立冷却塔的问题也越来越受到关注。
3.2冷却塔
首先，它的主要安装位置是地铁沿线，在室外的地面上，冷却塔无法放置，因此一些施工队在铺设地铁线路时主要采用集中冷却方式。例如，能源浪费是一种严重的现象，成本增加和维护困难。其次，鉴于它的安装位置，从城市整体美观度方面来看，必然是会有影响的。第三，地铁站的空调系统不可避免地需要冷却冷却水，以确保地铁站的温度适中。如果需要冷却冷却水，就必须建造冷却塔。
4蒸发冷凝技术在地铁通风空调系统中的应用策略
根据以往地铁工程空调系统设计经验可知，空调系统的冷源首先要考虑自然冷源，如果无法采用自然冷源的，可用人工冷源代替。与传统风冷式冷凝以及水冷式冷凝相比，蒸发式冷凝技术既不需要配置冷却塔以及冷却水泵等装置，同时还不会给城市景观造成负面影响。而从能量调节方式的角度来看，蒸发式冷凝空调制冷机组的能量调节方式更加灵活，不仅其组合调节以及卸载调节相对灵活，同时机组变频调节的灵活性，还能满足部分负荷调节要求。因此，在城市地铁工程建设中，为充分发挥蒸发冷凝技术在通风空调系统中的积极作用，需要结合当地气候条件以及地质特点，来选择适宜的应用方案。目前，蒸发冷凝技术在地铁通风空调系统中的应用主要包括以下几种形式：
4.1直接蒸发冷却方案
所谓的直接蒸发冷却，就是让空气与水直接接触，并利用空气来等焊降温加湿。在传统地铁通风系统中，车站送风机主要发挥着将室外空气直接送入车站内部的作用，之后再经过通风换气后，由排风机直接排出室外，整个通风系统形式简单、通风量大，但是运行能耗较高、通风温差相对较大，很难准确把控地下空间空气环境的温度以及湿度。对此，可以将直接蒸发冷却器填料放置在地铁的送风道中，借助冷却器对进风进行冷却。这种蒸发冷却方案可以在春、秋干燥季节或者干燥地区的空调季节中使用，由直接蒸发冷却器替换掉传统的机械制冷装置，先冷却室外新风，之后再送入车站，以达到改善室内环境的目的。另外，采取直接蒸发冷却方案，除了可以达到降温加湿的效果，更重要的是有效降低了送风量，相较于传统机械通风系统，直接蒸发冷却的施工成本更低，并且具有更好的节能降耗效果。
4.2直接蒸发冷却+间接蒸发冷却方案
在该方案中，要先将间接蒸发冷却其安装设置在进风口，并利用管式间接蒸发冷却器对室外空气进行降温处理，在干球与湿球温度都降低至合适范围后，就可以使其进入到蒸发式冷却器中。之后，利用制冷剂盘表表面循环水实现有效的湿热交换，让设备内部的热量都可以在制冷剂的冷凝作用下排出。这种方式不仅可以有效降低整个系统的能耗，同时蒸发式冷凝器的运营效率也可以得到显著提升。
4.3直接蒸发冷却+局部蒸发式冷气机方案
与其他交通系统不同的是，城市地铁站的人流量极大，特别是在上下班高峰期，人流量更为密集。对此，可以在地铁大厅内局部设置安装蒸发式冷气机，来合理分担室内显热负荷。而室内所有的潜热负荷、新风负荷以及剩余的显热负荷都可由蒸发冷却新风系统承担，这既可以加强对室内温湿度的独立管控，同时又可以充分满足房间温湿度不断变化的要求。
5结语
总而言之，通过合理应用蒸发式冷凝技术，能够使在地铁通风空调系统应用更改的满足对地铁通风空调提出的功能需求，同时，它可以更好地解决安装室外冷却塔和通风空调能源的问题，进一步推动中国地铁项目的建设，实现能源应用的可持续性。
参考文献：
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[2]刘卓妹.地铁车站空调制冷系统的能耗比较[J].制冷与空调（四川），2016，30（5）
[3]卢海宁.蒸发式冷凝技术在地铁工程中的应用分析[J].城市建筑，2016（20）
论文作者:姬翔
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/20
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