地铁车站设备用房多联热管系统设计及能耗研究

摘要

随着我国地铁行业的迅速发展，规划总里程未来可达13385km，相应年耗电将达到400亿度,约占全国总电耗的5%以上。因此，地铁方面的节能减排势在必行，而通风空调系统在地铁总能耗中占比很大。小系统由设备用房和设备管理用房组成，设备用房属于发热量大的高热密度场所，传统通风空调系统中采用一次回风系统排出热量，风机能耗大，且末端房间的风量、冷量难以动态调节，因此存在优化和改进的空间。针对这些问题，本文以小系统为主要研究对象，建立了地铁通风空调用水冷分离式多联热管散热系统，并对该系统的节能性和适用性进行了深入的探析。　　首先，对某典型地铁站内设备用房和水系统进行现场实测，通过对各个设备用房风量和送回风焓的测试，分析房间负荷特性，同时对冷水机组和空气处理机组进行实测，分别分析了大系统和小系统的空调系统能耗。通过地铁通风空调系统的现场测试与分析，为后文多联热管系统的设计提供了数据参考。　　其次，利用Trnsys软件对传统通风空调系统和多联热管空调系统进行模拟研究，并基于实测数据验证模型的准确性，在此基础之上，分别分析了水冷型和风冷型多联分离式热管的换热特性，并研究了其不同控制模式下的节能效果。　　最后，对多联热管的应用进行了扩展研究，选取不同气候区的典型城市作为模拟对象，分析了地铁空调多联热管系统在不同气候区域的经济性和适应性。　　研究发现，对传统通风空调系统和多联热管系统的全年运行能耗进行对比，热管系统的节能率约为22.3%。同时，通过水冷多联分离式热管的模拟控制可获得最大的节能效果，而利用风冷多联分离式热管实现设备管理用房的热回收技术，可使房间温度稳定在19.8~22.8℃之间。此外，模拟多联热管系统在不同气候区的应用可知，其节能效果从高到低的排序依次为广州、上海、成都和昆明。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地铁通风空调系统研究现状

1.2.2 分离式热管研究现状

1.3 本文研究内容

第2章 地铁通风空调现场测试与分析

2.1 系统概述

2.1.1 公共区通风空调系统

2.1.2 设备用房通风空调系统

2.1.3 制冷空调循环水系统

2.1.4 隧道通风系统

2.2 系统能耗测试方法

2.2.1 测试仪器设备

2.2.2 冷水机组与空气处理机组性能计算方法

2.2.3 设备用房负荷实测方法

2.3 长沙地区典型地铁站通风空调系统能耗分析

2.3.1 桂花坪站工程概况

2.3.2冷水机组能耗

2.3.3空气处理机组能耗

2.3.4设备用房负荷

2.4 本章小结

第3章 设备用房通风空调系统仿真平台建立

3.1 Trnsys软件简介

3.2 传统通风空调系统模块化建模

3.2.1 冷水机组模型

3.2.2 冷却塔模型

3.2.3 水泵模型

3.2.4 柜式空调器模型

3.2.5 辅助模块

3.2.6 传统通风空调系统仿真平台搭建

3.2.7 传统通风空调系统模型验证

3.3 多联热管空调系统模块化建模

3.3.1 板式换热器模型

3.3.2 水冷、风冷分离式热管模型

3.3.3 多联热管空调系统控制策略

3.3.3 多联热管空调系统仿真平台

3.4 本章小结

第4章 多联热管空调系统适用性研究

4.1 不同通风空调系统方案对比分析

4.1.1 传统通风空调系统能耗

4.1.2多联热管空调系统能耗

4.2多联热管空调系统热回收分析

4.3 多联热管空调系统的经济性分析

4.3.1 传统通风空调模式费用计算

4.3.2 多联热管空调模式费用计算

4.3.3 经济性分析

4.4 多联热管空调系统不同气候区域适用性分析

4.5 本章小结

结论与展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

致谢