《城市轨道交通通风与空调系统》教学ppt课件—07地铁通风空调概述.ppt

项目七 地铁通风空调设备,城轨交通通风与空调系统,项目七 地铁通风空调设备,地铁通风空调系统,系统组成,项目七 地铁通风空调设备,标准车站设备区域简图,项目七 地铁通风空调设备,车站特点,1.地下交通建筑相对封闭、人员聚集；2.地下车站具有大量内部热源和污染源；3.火灾时烟气难以排除。,项目七 地铁通风空调设备,通风空调系统作用,1.为车站内乘客及工作人员提供舒适的空气环境；2.为车站设备房降温除湿；3.为地铁区间隧道通风换气；4.火灾时排除烟气，有利于人员疏散。,项目七 地铁通风空调设备,隧道通风系统原理图,单元1 区间隧道通风,单元1 区间隧道通风,区间隧道通风系统（TVF）：区间隧道活塞通风与机械通风、排烟系统。机房和风井一般布置于车站两端，由活塞风道、排风道、正反转隧道通风机、组合风阀等构成。,区间隧道通风系统图,单元1 区间隧道通风,活塞通风、机械通风，形成纵向气流，组织隧道内换气、排烟,正常运行：列车正常通过区间隧道阻塞运行：列车阻塞在区间隧道，无法进站火灾运行：火灾列车停在隧道内，疏散乘客,隧道风机、射流风机消声器、风阀、喷嘴活塞风道、风亭,1.1 区间隧道通风系统组成,1. 活塞通风当列车的正面与隧道断面面积之比（称为阻塞比）大于0.4时，由于列车在隧道中高速行驶，如同活塞作用，使列车正面的空气受压，形成正压，列车后面的空气稀薄，形成负压，由此产生空气流动。这种原理通风，称之为活塞效应通风。活塞风量的大小与列车在隧道内的阻塞比、列车行驶速度、列车行驶空气阻力系数、空气流经隧道的阻力等因素有关。利用活塞风来冷却隧道，需要与外界有效交换空气，因此对于全部应用活塞风来冷却隧道的系统来说，应计算活塞风井的间距及风井断面的尺寸，使有效换气量达到设计要求。,2. 机械通风当活塞式通风不能满足地铁除余热与余湿的要求时，要设置机械通风系统。根据地铁系统的实际情况，可在车站与区间隧道分别设置独立的通风系统。车站通风一般为横向的送排风系统，区间隧道一般为纵向的送排风系统。这些系统应同时具备排烟功能。区间隧道较长时，宜在区间隧道中部设中间风井。对于当地气温不高，运量不大的地铁系统，可设置车站与区间连成一起的纵向通风系统，一般在区间隧道中部设中间风井，例如郑州地铁1号线“会-黄区间风井”和2号线“站-南区间风井”。,1.1 区间隧道通风系统组成,1.2 区间隧道通风系统的运行模式,正常模式 早间运行：早间运营前，TVF风机进行纵向推挽式机械通风（相邻车站两端TVF一排一送），使隧道内充盈新鲜空气。 正常运行：TVF风机停止，打开旁通风阀，利用列车的活塞作用进行通风换气，排除隧道余热余湿。 夜间运行：夜间收车后，TVF风机进行纵向推挽式机械通风，完毕后打开所有风阀。隧道内充盈新鲜空气。,阻塞模式 当列车故障或前方车站不允许进站，列车停留在区间超过4m时，TVF风机按行车方向通风，保障人员及列车空调器的安全。,1.2 区间隧道通风系统的运行模式,火灾事故模式 根据列车着火点（车头、中部或车尾）、停车位置不同的火灾情况，启动相应的火灾控制模式。 控制原则：TVF风机的风向应迎着逃生人群。尽量防止烟雾蔓延。 列车在区间隧道内着火时，应尽可能将列车驶至车站，让乘客撤离。此时由该车站两端的专用排烟风机排烟，并按站台着火的模式运行。一旦列车不能驶至车站，出现下列3种情况时，采取不同的运行方式：,1.2 区间隧道通风系统的运行模式,（1）列车头部着火列车因故停留在单线区间隧道内时，乘客不可能从列车的侧向撤出，只能由尾部安全门进入隧道向出站方向的车站撤离。此时由列车进站方向的隧道风机排烟，由出站方向的隧道风机送风引导乘客迎着新风撤离。,1.2 区间隧道通风系统的运行模式,（2）列车尾部着火乘客的撤离方向与排烟的运行模式恰好与列车头着火时相反。,1.2 区间隧道通风系统的运行模式,（3）列车中部车厢着火此时乘客由车头和车尾的安全门同时进入隧道。进站方向的隧道风机送风、出站方向的隧道风机排烟。从车头安全门下车的乘客迎着新风迅速向车站撤离。从车尾安全门下车的乘客要顺着烟气流动的方向迅速撤到连通两条隧道的联络通道处，由联络通道进入另一条隧道，迎着送风方向撤离。,1.2 区间隧道通风系统的运行模式,1.2 区间隧道通风系统的运行模式,活塞风阀,机械联锁风阀,水平风阀,隔离风阀,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,1. TVF隧道风机2.射流风机3.组合风阀4.站外风亭,5. TEF排热风机 6.结构片式消声器,隧道,车站,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,1.隧道风机2.射流风机3.组合风阀4.站外风亭,一、TVF隧道风机1. 隧道风机的主要用途隧道风机均为可逆转式的轴流式风机，用于早、晚时段及列车阻塞、火灾时通风和排烟，根据运行模式的要求给隧道排风或向隧道内送风，即正转或反转。,隧道风机的主要构成有：叶片、机壳、导叶、固定支架、减振器、电机、防喘振装置。,2.隧道风机的组成,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,风机外壳：风机机壳采用Q235A普通优质钢板焊接而成。进行热镀锌处理，热镀锌层平均厚度不低于75m。风机导叶：为静态安装，保证最大的效能和最小的体积。风机的安装支架：在确保风机整机强度的前提下，使其达到重量轻和安装方便的要求。减振器：风机底座采用阻尼复合弹簧减振器，减振器配套螺栓、螺母、垫圈均采用优质不锈钢制，确保减振效率大于96%。就地安装于基础上，其接触面要求平整干净，确保运行中平衡精度达到要求。郑州地铁1号线采用江苏中联90KW、110KW级隧道风机，2号线隧道风机采用佛山南方90KW级隧道风机，在设备性能和维护保养方式区别不大，均采用软启动。风机设置在地下机房内，要求风机结构紧凑，且风机整体设计考虑风机的拆卸维修。,2.隧道风机的组成,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,3. 隧道风机的性能隧道风机整机正反转具有基本相等的性能，在60秒内能完成从正转到反转（正转额定转速关反转启动反转额定转速）的切换。能保证排除250烟气时将维持正常的体积流量不变。设计使用年限少于20年，第一次大修前的安全运转时间超过30000小时。,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,二、射流风机1. 射流风机主要用途一般设于区间隧道顶部或侧壁，用于调节区间内某一段压力、通风量及辅助排烟。主要用于折反线、存车线、出入线等特殊位置组织气流。,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,射流风机,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,2. 射流风机的性能双向射流风机整机正反转具有完全相等的性能。能在10秒内启动到额定转速，在60秒内能完成从正转到反转（正转启动正转额定转速关反转启动反转额定转速）的切换，可满足在250时能连续有效工作1小时。,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,消声器：消声风筒的配置长度一般为射流风机直径的2倍。叶轮：叶片可以静止角度调节，叶片材质为高强度铝合金材料钢模压力铸造，叶片与轮毂通过螺栓连接。机壳：机壳进行热镀锌处理，热镀锌层平均厚度不低于75m。电机：为风冷鼠笼式、全封闭湿热型的标准产品，采用全压启动，IP55防护等级，绝缘等级为H级，配备内置温度感应器。郑州地铁1、2号线均采用22KW级射流风机。由于风机设置在地下区间内，风机结构紧凑，风机均采用电机与叶轮直联传动,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,三、组合风阀1. 组合风阀主要用途用于区间隧道通风系统、车站隧道通风系统，调节送风或排风量，控制方式为电动。,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,组合风阀（DZ）,传动机构,电动执行器,槽钢安装底框,单元风阀,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,2. 组合风阀组成底框、单体风阀、传动机构、执行器等。,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,3. 电动执行机构特点具有远距离电动控制和现场手动控制功能、机械和电气两种限位装置、延时报警功能，并设置接线盒。郑州地铁1、2号线组合风阀所有部件外表面涂防火涂料，该涂料耐温要求为280条件下连续有效工作1h。站内隧道通风系统耐高温风阀及其电动执行机构（包括润滑油脂）具有耐高温280，持续运行大于1h。接线盒防护等级：不低于IP54。,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,四、站外风亭一般有高风亭和低矮风亭两种形式，标准车站有双活塞风亭、排风亭和新风亭，是地下车站换气的主要途径。,1.3 主要区间隧道通风设备及设施,单元2 车站隧道通风系统,2.1 车站隧道通风系统组成车站隧道通风系统（TEF）：站台下部、车行道上部排热、辅助排烟系统，简称车站排热系统。机房一般设置于车站的两端,风井与车站排风井合用，区间隧道通风机兼站内隧道排热风机，包括轨顶排风道、站台下排风道。,2.2车站隧道通风系统的运行模式一、正常模式排热风机开启后，列车车载空调冷凝器散发的热量通过轨顶风道排至站外风亭，列车停站刹车产生的热量通过轨底风道排至站外风亭。二、火灾模式站台候车区发生火灾，开启排热风机，通过打开两端屏蔽门，辅助站台大系统排除烟气。,单元2 车站隧道通风系统,2.3 主要车站隧道通风设备及设施一、TEF排热风机1. TEF风机主要用途为单向轴流风机，设于车站两端，主要用于排除列车停站时产生的热量及辅助排烟。,1.排热风机 2.结构片式消声器,单元2 车站隧道通风系统,2. TEF风机性能性能基本同于TVF风机，主要构成与隧道风机（TVF风机）基本相同。郑州地铁1号线采用55KW以上级排热风机，2号线统一采用37KW级排热风机，均为变频启动。电机采用ABB自动润滑型式，选用高温润滑脂润滑，轴承选用NSK品牌产品。轴承更换周期大于75000小时，第一次维护在累计运行时间10000小时后进行。,单元2 车站隧道通风系统,二、片式消声器设置于土建结构风道内呈片式安装的消声器称为结构片式消声器。设置在风机前、后端金属壳内的称为金属外壳消声器。片式消声器是允许气流通过，却又能阻止或减小声音传播的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。消声器能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪声的有效工具。,单元2 车站隧道通风系统,郑州地铁片式消声器采用现场组装结构形式，吸声片与结构片之间采用可拆卸和可重新装配的紧固件装配方式，消声片内部骨架采用角钢制成500mm500mm大小的单元格，玻璃棉采用超细玻璃棉压实填充，并且采用平铺玻璃布及孔板的护面形式，长期运行不会出现吸声材料沉降的现象，框架及构件采用热镀锌作防腐处理。在经过两年的使用，1号线部分消声器存在导流尖脱落、结构片固定松动等问题，因此结构片式消声器不具备免维护性，在日常维护方面不应忽视片式消声器的保养。,单元2 车站隧道通风系统,单元3 车站通风空调系统,制冷原理,压缩机,蒸发器,冷凝器,节流阀,低温低压气态,高温高压过热蒸汽,高温高压液态,低温低压液态,放热,吸热,单元3 车站通风空调系统,空调原理,风冷冷风空调,单元3 车站通风空调系统,水冷冷水中央空调,水系统（主机端）,空调末端,输送设施,单元3 车站通风空调系统,水冷冷水中央空调原理,单元3 车站通风空调系统,单元3 车站通风空调系统,1.系统介绍,车站通风空调及防排烟系统,2.设备及管理用房通风空调及防排烟系统（小系统）,1.公共区通风空调及防排烟系统（大系统）,3.制冷循环系统（水系统）,大系统：公共区通风空调系统（简称大系统），采用一次回风的定风量空调系统，由风亭、组合式空调机组、新风机、回排风机、排烟风机、电动风阀、防火阀、风道、消声器等组成，主要作用是对站厅、站台进行通风和空气调节，火灾时进行排烟。小系统：设备及管理用房通风空调系统（简称小系统），由空调箱、送/排风机、各类风阀、防火阀及管道等部件组成，对设备机房、管理用房进行通风和空气调节，火灾时进行排烟。水系统：制冷空调循环水系统，由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、分集水器、膨胀水箱、各类水阀等设备部件组成，为空调系统提供7/12C冷冻水。,单元3 车站通风空调系统,大、小系统运行原理：新风从新风亭引入车站，经过新风机加压后送入组合式空调机组或空调柜中进行热湿处理后，通过送风管道送入站厅、站台公共区和设备区各设备管理用房；回风经回、排风机、回排风管，一部分由排风井排至室外，一部分进入混风室与新风混合后送入组合式空调机组或空调柜内，进行处理再利用。车站发生火灾时，送风系统停止，排烟风机将烟气经排烟风管（与回排风共用管道）排至站外。,单元3 车站通风空调系统,大系统一(全空气系统),运行工况：小新风空调、全新风空调、全通风,单元3 车站通风空调系统,车站通风空调系统原理图（大系统为例）,单元3 车站通风空调系统,a)空调系统： 管理用房、弱电系统用房、强电用房等b)通风系统： 一般设备房、强电用房等c)排风系统：卫生间等,小系统：空调、通风、排风,车站通风空调小系统,单元3 车站通风空调系统,2.车站通风空调系统模式,正常模式小新风特点：降温除湿，保证最小新风量，部分回风循环减耗。全新风特点：降温除湿，全新风，无回风循环。全通风特点：全新风通风，冷水系统停止。,单元3 车站通风空调系统,公共区火灾模式一、站厅发生火灾模式： 停止车站冷水系统；关闭站厅、站台送风及站台回风管路上的防火阀，开启车站两端排烟风机管路上的防火阀，开启排烟风机排除站厅层烟雾，新风从各出入口自然补入，人员逆风疏散；二、站台发生火灾模式: 关闭站台送风防火阀及站厅回风防火阀，开启排烟风机排除站台层烟雾，同时开启站台屏蔽门两端各一扇滑动门，开启排热风机辅助排烟，保证楼梯口1.5M/S的风速，人员逆风疏散。,单元3 车站通风空调系统,公共区火灾模式,站厅层发生火灾,站台层发生火灾,单元3 车站通风空调系统,设备管理区火灾模式一、一般设备管理用房火灾： 车站水系统、大系统立即停止；小系统转入到设定的火灾模式运行 ；启动该端的内走道排烟及车控室、楼梯间加压送风系统。二、气体灭火房间火灾: 关闭着火房间相应的防烟防火阀，喷洒灭火气体进行灭火；灭火完成后，防烟防火阀电动复位，进行直流式通风运行，排除火后房间的残余气体。,单元3 车站通风空调系统,3.车站通风空调设备及设施 空气处理器 风机（轴流式） 风管（镀锌钢板） 风口（送风、回风） 多联变频空调系统（小系统或重要电气设备房）,单元3 车站通风空调系统,组合式空调机组,空调柜,风机盘管,单元3 车站通风空调系统,车站通风空调主要设备设施,1.组合式空调机组（大系统）2.空调箱和风机盘管（小系统）3.大、小系统风机、加压送风机（大、小系统）4.风管、风阀（大、小系统）5.各类风口（大、小系统）6.冷水机组（水系统）7.冷却塔（水系统）8.循环水泵（水系统）9.各类水阀（水系统）10.多联变频空调系统,单元3 车站通风空调系统,车站通风空调主要设备设施,组合式空调机组,小空调箱,风机盘管,大、小风机,风阀,各类风口,（一）组合式空调机组由各种空气处理功能段组装而成的不带冷、热源的一种空气处理设备，这种机组能应用于风管阻力大于等于100Pa的空调系统。机组的功能段可以包括：空气混合、均流、过滤、除尘、冷却、送风、消声等。,风量范围：900210000m3/h冷量范围：83237kW产品型号：多种标准规格任意选择，上千种变化组合。,单元3 车站通风空调系统,（一） 组合式空调机组,气流方向,单元3 车站通风空调系统,机组剖面图,（一）组合式空调机组,单元3 车站通风空调系统,1. 风机段由电机、离心风机、皮带、减震器、压力腔、软连接、支架等组成。叶轮旋转产生的离心力使空气获得动能，然后经蜗壳和蜗壳出口扩散段将部分动能转化为静压。这样，风机出口的空气就是具有一定静压的空气流。,（一） 组合式空调机组,单元3 车站通风空调系统,2. 初效过滤段主要用于空调系统的新风过滤，截留大气中大粒径微粒，过滤对象是5um以上的悬浮性微粒和10um以上的沉降性微粒以及各种异物，防止其进入系统，一般设置在送风系统的负压段，以保护空调箱内其它配件并延长他们的使用寿命。郑州地铁1、2号线均采用板式铝合金粗效过滤器，过滤器材料为阻燃型。粗效过滤器卡扣或滑槽安装，便于拆卸清洗，确保安装密封性。,板式过滤网,（一）组合式空调机组,单元3 车站通风空调系统,3. 表冷段采用紫铜管穿铝翅片构成的冷水盘管，换热效率高，有二排、四排、六排或八排管排的表冷盘管。采用12.7优质紫铜管，合理壁厚，在确保换热性能前提下提高防腐性能。盘管工作压力为1.2Mpa，设计压力为1.6Mpa，试验压力为工作压力的1.5倍，确保盘管耐压密封性能。,表冷器,（一）组合式空调机组,单元3 车站通风空调系统,（二）大、小系统风机车站大、小系统风机均为轴流风机，空气从轴向流入，轴向流出，在地下工程施工通风中得到广泛应用。1. 轴流风机的基本组成轴流风机由集风器、叶轮、电机、导叶和风筒四部分组成。集风器的作用是减少入口气流的阻力损失。叶轮的作用是叶轮旋转时叶片冲击空气，使空气获得一定的速度和风压。导叶的作用是扭转从叶轮流出的旋转气流，使一部分偏转气流动能变为静压能，同时可减少因气流旋转而引起的阻力损失。,单元3 车站通风空调系统,（三）风管（大、小系统）郑州地铁复合风管采用“工”型插条加密封胶连接，镀锌铁皮风管采用法兰加橡胶密封垫连接。彩钢风管是用彩钢复合荚芯板为板材制作加工而成的风管。其中彩钢复合荚芯板是以保温材料为芯材，其中一面是复合抑菌涂层的铝箔，另一面是复合 各种色彩的彩钢板而制成的复合夹芯板， 保温材料通常有聚氨酯、酚醛树脂或XPS挤塑板等材质。 镀锌钢板风管是以镀锌钢板为主要原材料，经过咬口、机械加工成型，具有现场制作方便，同时具有可设计性，是传统的通风、空调用管道。,单元3 车站通风空调系统,（四）各类风口（大、小系统）风口是用于送风和回风的空气分配设备。送风口将制冷或者加热后的空气送到室内，而回风口则将室内污浊的空气吸回去，形成整个空气循环，在保证制冷采暖效果的同时，也保证了室内空气的制冷及舒适度。,单元3 车站通风空调系统,（五）多联变频空调系统 变频多联空调系统是“变频一拖多变冷媒流量中央空调系统”的简称，由一台室外机和若干台室内机组成的一个冷媒循环系统，是变制冷剂流量空调系统的一种形式，是一种制冷剂式空调系统，它以制冷剂为输送介质。,单元3 车站通风空调系统,（五）多联变频空调系统 多联变频空调系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点，而且各房间可独立调节，能满足不同房间不同空调负荷的需求。但该系统控制复杂，对管材材质、制造工艺、现场焊接等方面要求非常高，且其初投资比较高。郑州地铁车辆段特殊电气机房，如通信设备机房内设置多联变频空调。,单元3 车站通风空调系统,单元4 车站防排烟设备,一、车站防排烟系统介绍防排烟大系统：公共区防排烟系统，由风亭、排烟风机、防火阀、风道等组成，主要作用是公共区发生火灾时排除烟气，保证乘客安全疏散。防排烟小系统：设备及管理用房防排烟系统，由排烟风机、加压送风机、防火阀及管道等部件组成，设备机房、管理用房发生火灾时进行防排烟。,二、车站防排烟系统的运行模式（一）站厅发生火灾模式停止车站冷水系统，关闭站厅、站台送风及站台回风管路上的防火阀，开启车站两端排烟风机管路上的防火阀，开启排烟风机排除站厅层烟雾，新风从各出入口自然补入，人员逆风疏散。（二）站台发生火灾模式关闭站台送风防火阀及站厅回风防火阀，开启排烟风机排除站台层烟雾，同时开启站台屏蔽门两端各一扇滑动门，开启排热风机辅助排烟，保证楼梯口1.5m/s的风速，人员逆风疏散。（三）一般设备管理用房火灾模式车站水系统、大系统立即停止，小系统转入到设定的火灾模式运行，启动该端的内走道排烟及车控室、楼梯间加压送风系统。（四）气体灭火房间火灾模式关闭着火房间相应的防烟防火阀，喷洒灭火气体进行灭火。灭火完成后，防烟防火阀电动复位，进行直流式通风运行，排除火后房间的残余气体。,单元4 车站防排烟设备,三、车站主要防排烟设备（一）排烟风机构造同大、小系统风机。（二）防火阀1. 防烟防火阀安装在通风、空调系统的送、回风管路上，平时呈开启状态，火灾时当管道内气体温度达到70时，易熔片熔断，阀门在扭簧力作用下自动关闭，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用的阀门。阀门关闭时，输出关闭信号。,单元4 车站防排烟设备,2. 排烟防火阀安装在排烟系统管路上，平时一般呈关闭状态，火灾时手动或电动开启，起排烟作用。当排烟管道内烟气温度达到280时关闭，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起排烟作用的阀门。,防火阀,三、车站主要防排烟设备,单元4 车站防排烟设备,单元4 车站防排烟设备,风阀、防火阀,一、电动组合风阀（DZ） 单元风阀 槽钢安装底框 传动部件 电动执行器 控制箱 二、电动风阀、电动调节阀（DT） 风阀阀体 电动执行器三、手动风阀(T) 风阀阀体 手动执行机构四、防火阀(FD/SFD) 防火阀阀体 防火阀执行器,单元风阀,单元4 车站防排烟设备,防火阀分类,单元4 车站防排烟设备,风阀、防火阀、执行器识别,手动风阀,嵌墙防烟防火阀,FD1/FD2防火阀,电动组合风阀,电动风阀,电动组合风阀执行器,电动风量调节阀执行器,电动风阀执行器,FD3/FD4/SFD防火阀执行器,FD1/FD2防火阀执行器,温感器,单元5 车站空调水系统设备,（一）车站空调水系统组成制冷空调循环水系统，分为制冷循环系统、冷冻水系统和冷却水系统。三大系统主要由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、分集水器、水处理仪、膨胀水箱、各类水阀、水管道等设备部件组成，为空调系统提供7/12C冷冻水，受群控智能柜控制。,车站空调水系统原理图,单元5 车站空调水系统设备,空调水系统,1.郑州地铁采用分站供冷方式，一次泵末端变流量系统 。2.空调冷冻水系统供、回水温度为712 。3.由冷冻水和冷却水系统组成，设备主要有双螺杆冷水机组、空调水泵、冷却塔、膨胀水箱、分水器、集水器、各类水阀等。4.在空调器末端回水管上设动态流量平衡阀或电动二通阀。,单元5 车站空调水系统设备,1. 制冷循环系统：经压缩机压缩后出来的制冷剂高温高压气体，流经冷凝器放热冷凝，成为低温低压液态制冷剂，经节流装置节流降压后进入蒸发器吸热蒸发，成为高温高压气态，再进入压缩机循环压缩。2. 冷冻水系统：冷冻水流经冷水机组蒸发器温度降低，流经空气处理机温度升高，冷冻水的补充由膨胀水箱来完成。3. 冷却水系统：冷却水流经冷水机组冷凝器时温度升高，流经冷却塔时温度下降，冷却水的补充由冷却塔浮球阀控制完成。,单元5 车站空调水系统设备,二、PID控制节能运行模式通过“冷源群控系统”，对冷站的冷水机组及其全部下位辅机（包括冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、电动蝶阀、电子水处理仪等）的集中监视与控制，可实现冷源系统的一键开机、顺序启停、加载、减载、联动、保护、生成运行报表等功能，并可监视冷水系统参数，如冷冻水、冷却水温度等，从而实现水系统节能运行。,单元5 车站空调水系统设备,（一）控制功能实现1. 点控与群控基于实时负荷需求的自动控制系统，实现对冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、电动阀门等的设备启动、停机控制及状态、信号的监视，以及各设备之间的联动、连锁保护，实现对冷源系统的“一键启停”功能,并实现无人值守。同时能点对点对单台设备进行启停操作以及运行参数的设定。2. 节能运行直接采集冷水供水温度、回水温度、流量以及冷水供回水压差、冷却水供水温度、回水温度、流量传感器实时参数，按时间预设和程序预设控制冷源系统设备的启动、停止，使系统安全可靠运行并保持运行费用最低，系统节能率不低于20。,单元5 车站空调水系统设备,（二）节能控制1. 冷冻水变流量运行控制群控系统应能根据空调负荷的变化动态调整冷水流量，保持冷冻水系统始终处于经济运行状态。 2. 冷却水变流量运行控制群控系统能动态调整冷却水流量，使制冷主机能耗和冷却水输送能耗之和最低，保持制冷系统始终处于经济运行状态。3. 冷量动态分配控制群控系统具有冷量动态分配控制功能，能够通过对冷水各个环路负荷的实时检测，动态分配和控制各个环路的冷水流量，使各个环路实现冷量供需平衡和空调效果均衡。,单元5 车站空调水系统设备,（三）控制模式群控系统应提供“远程控制”和“就地控制”两种控制模式。 1. 远程控制在远程控制模式下，至少应提供远程自动控制、远程手动控制、第三方控制等控制功能： 2. 就地控制 就地控制模式应提供以下两种控制功能： （1）分布式控制（2）手动控制,单元5 车站空调水系统设备,空调水系统主要设备设施,水处理仪,冷水机组,循环水泵,冷却塔,分、集水器,电动蝶阀,单元5 车站空调水系统设备,空调水系统管道,郑州地铁空调水系统管道大于100DN用无缝钢管焊接、法兰连接；小于100DN用镀锌钢管丝扣连接。,镀锌钢管,无缝钢管,丝扣连接,法兰连接,单元5 车站空调水系统设备,空调水系统管道布管,同程式：系统每个循环环路的长度相同，个环路的冷量损失、水流阻力近似相等，有利于水利平衡。异程式：系统中水流经过每个末端设备的流程都不同，各环路水流阻力都不同，易产生水利失调。因此必须在末端设备连接管上加装流量平衡阀以平衡阻力。,单元5 车站空调水系统设备,空调水系统管道布管,同程式,异程式,异程式+平衡阀,单元5 车站空调水系统设备,三、主要水系统设备（一）冷水机组螺杆式冷水机组主要部件有：双螺杆压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、外置油分离器和控制系统。1. 双螺杆压缩机（1）制冷压缩机在系统中的作用：为了能连续不断地制冷，需要压缩机将已汽化的低压蒸汽从蒸发器中吸出，并对其做功，压缩成为高压的过热蒸汽，再排入冷凝器中(提高压力是为了使制冷剂蒸汽容易在常温下放出热量而冷凝成液体）。在冷凝器中利用冷却水将高压的过热蒸汽冷凝成为液体并带走热量，制冷剂液体又从冷凝器底部排出，如此周而复始，实现连续制冷。,单元5 车站空调水系统设备,双螺杆冷水机组,螺杆式冷水机组主要部件有：双螺杆压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、外置油分离器和控制系统。,单元5 车站空调水系统设备,双螺杆冷水机组,螺杆式冷水机组主要部件有：双螺杆压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、外置油分离器和控制系统。,双螺杆压缩机,双螺杆,5:7齿形,7,5,单元5 车站空调水系统设备,2. 满液壳管式蒸发器和壳管式冷凝器满液壳管式蒸发器由壳管、铜管管束、管板和挡液板组成。它的壳管内走制冷剂循环，铜管管束内走冷冻水循环，从剖面上看，就好像是筒体里有大半筒制冷剂，而走水的管束浸泡在制冷剂里。壳管式冷凝器与满液式蒸发器类似，壳管内走制冷剂循环，铜管管束内走冷冻水循环，从剖面上看，就好像是筒体里铜管管束全部浸泡在制冷剂里。壳管式换热器的特点：（1）换热效率高。（2）管程流速高，不宜有污垢产生。（3）可靠性高（换热设计、适应性等）。,满液壳管式蒸发器,单元5 车站空调水系统设备,3. 节流装置制冷系统中的节流机构与压缩机、冷凝器、蒸发器并称为制冷系统的“四大件”，是制冷系统中必不可少的元件之一，起着节流降压的作用。它直接控制着蒸发器制冷剂的流量和蒸发器出口的过热度。现代空调节流机构已普遍采用电子膨胀阀，它具有控制精度高、自动化程度高的特点。电子膨胀阀主要由阀体，阀针，步进电机组成。通过步进电机的转动，驱动针阀旋转来改变针阀的位置，实现制冷剂通路的增大、减小、开启、关闭，以控制制冷剂的流量。开启间隙越小，制冷剂流量减小，开启间隙越大，制冷剂流量增大。,电子膨胀阀,单元5 车站空调水系统设备,（二）空调水泵1. 空调水泵形式及构造郑州地铁水系统循环水泵采用单级单吸清水离心泵，由泵体、叶轮、轴、轴承、联轴器、机械密封和电机部分等构成。2. 离心泵原理一般离心泵启动前泵壳内要灌满液体，当电机带动泵轴和叶轮旋转时，液体一方面随叶轮作圆周运动，一方面在离心力的作用下自叶轮中心向外周抛出，液体从叶轮获得了压力能和速度能。当液体流经蜗壳到排液口时，部分速度能将变为静压力能，在液体自叶轮抛出时，叶轮中心部分造成低压区，与吸入液面的压力形成压力差，于是液体不断地被吸入，并以一定的压力排出。,单元5 车站空调水系统设备,离心泵,3. 空调水泵配置标准,标准站均设置2台冷却水泵并联运作，且互为备用、2台冷冻水泵并联运作，且互为备用。冷冻水泵、冷却水泵均为单级单吸清水离心泵； 冷冻水泵输送水温为712 ，闭式循环；冷却水泵输送水温为3237 ，开式循环；,单元5 车站空调水系统设备,离心泵类别,端吸单级直连泵,立式端吸泵,多级泵,双吸泵,端吸单级联轴泵,单元5 车站空调水系统设备,离心泵构造,一般由泵体、叶轮、轴、轴承、联轴器、机械密封和电机部分等构成。,全封闭叶轮,机械密封,内部构造,单元5 车站空调水系统设备,（三）冷却塔1. 冷却塔设备构造郑州地铁冷却塔采用方型横流冷却塔，由风机、电机、减速器、塔体、散水盘、接水盘、填料、进出水管和支架等组成。风机:低转速空间扭曲前倾式铝合金中小型冷却塔专用风机。一般特点是：叶宽，大弦长，叶片空间扭曲。具有较高的压力系数和流量系数，在较低转速的前提下可达到较高的风量、风压值，并且可以达到降低噪声的要求。电机:电机具有高效节能特点，起动转矩大，噪声低，振动小，外壳防护等级为IP55级。 填料:梯形波填料，填料不易变形，耐高温，抗老化，且阻燃性能好， 风阻系数小。安装方便，易清洗。,单元5 车站空调水系统设备,2. 冷却塔工作原理冷水机组冷凝器出来的的冷却水（一般为37），送至冷却塔喷水口，经过布水器，流过冷却塔内部的填料层，与室外空气进行热湿交换（一般降温至32），然后在集水盘中汇集，通过水管及冷却水泵的增压，进入冷水机组内部，对从机组压缩机出来的制冷剂进行冷却降温，然后重复上述循环。郑州地铁1号线采用单风机方型横流冷却塔，2号线采用双风机方型横流冷却塔。,单元5 车站空调水系统设备,冷却塔原理图,单元5 车站空调水系统设备,方型横流冷却塔结构,防护网,配水管口,散水盘/散水孔,填料,风机/减速机,上塔体,下塔体,接水盘,玻璃钢塔体,检修门,单元5 车站空调水系统设备,方型横流式冷却塔,原型逆流式冷却塔,双曲线冷却塔,冷却塔分类,单元5 车站空调水系统设备,（四）水处理设备郑州地铁2号线采用全流量多滤元智能电子水处理仪，由多滤单元、电导率仪、反冲洗单元、智能控制柜、投药装置和自动投药泵等组成。采用“物化结合”的方式，具备防垢除垢，缓蚀防腐，杀菌灭藻，超净过滤，自动排污，自动控制水质的水处理功能，确保系统水质在要求范围内，具有解决在每年温度较高季节，控制菌藻类生长而造成的水质恶化及系统设备腐蚀的功能。,单元5 车站空调水系统设备,（五）分、集水器分水器是将一路进水分散为几路输出的设备，而集水器是将多路进水汇集起来在一路输出的设备。结构由主管、分路支管、排污口、排气口、压力表、温度计等组成，外表面做防腐或保温处理。集分水器的筒体上根据需要连接多个进出水管，可将各路水汇集或将一路水分流，筒体上装有压力表或温度计，可方便观察筒体内水流状态，筒体的下端部装有排污口。它一方面将主干管的水按需要进行流量分配，保证各区域分支环路的流量满足负荷需要，同时还要将各分支回路的水流汇集，并且输入回水主干管中，实现循环运行。,单元5 车站空调水系统设备,（六）各类水阀（七）水系统管道郑州地铁空调水系统管道大于100DN用无缝钢管焊接、法兰连接，小于100DN用镀锌钢管丝扣连接。,单元5 车站空调水系统设备,水阀件、制冷阀件,是一种结构简单的调节阀，多用于低压管道，在管道上主要起切断和节流作用。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。,蝶阀,涡轮手柄蝶阀,对夹手动蝶阀,电动蝶阀,单元5 车站空调水系统设备,水阀件、制冷阀件,依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。截止阀的流向，一律采用自上而下，所以安装时有方向性。开启高度不大，制造容易，维修方便，不仅适用于中低压，而且适用于高压。,截止阀,商用截止阀,家用截止阀,单元5 车站空调水系统设备,水阀件、制冷阀件,也叫闸板阀，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关，转动手轮，通过手轮与阀杆的螺纹的进、退，提升或下降与阀杆连接的阀板，达到开启和关闭的作用。通道两侧是对称的，介质可向两侧任意方向流动，易于安装。,闸阀,单元5 车站空调水系统设备,水阀件、制冷阀件,球阀,启闭件（球体）由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门，可用于流体的调节与控制。它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。水系统中多用作泄水、试水阀。,单元5 车站空调水系统设备,水阀件、制冷阀件,动态流量平衡阀,是跟据系统工况变动而自动变化阻力系数，在一定的压差范围内，可以有效地控制通过的流量保持一个常值，即当阀门前后的压差增大时，通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大，反之，当压差减小时，阀门自动开大，流量仍照保持恒定。其功能是：当系统内有些末端设备如风机盘管机组、新风机组等的调节阀，随着空调负荷的变化进行调节而导致管网中压力发生改变时，使其他末端设备的流量保持不变，仍然与设计值相一致。,单元5 车站空调水系统设备,压差旁通阀,是一种用于空调系统供/回水之间以平衡压差的阀门。该阀门可提高系统的利用率，保持压差的精确互定值，并可最大限度地降低系统的噪音，以及减小过大压差对设备造成的损坏。,单元5 车站空调水系统设备,电动二通阀,是专供中央空调风机盘管的配套阀门，由驱动器与阀体两部分组成，驱动器由一个同步电机驱动，具备弹簧复位及手动开阀杠杆操纵功能。,单元5 车站空调水系统设备,自动排气阀,阀口,浮筒,用来释放供水管道中产生的气穴的阀门，安装部位在系统分支管路最高点。当系统充满水的时候，水中的气体因为温度和压力变化不断逸出向最高处聚集，当气体压力大于系统压力的时候，浮筒便会下落带动阀杆向下运动，阀口打开，气体不断排出。当气体压力低于系统压力时，浮筒上升带动阀杆向上运动，阀口关闭。,单元5 车站空调水系统设备,四通换向阀,是具有四个油口的控制阀，通过切换油口来实现制冷模式与制热模式的转变。,单元5 车站空调水系统设备,安全阀,是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和压力管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。,电子膨胀阀,是按照预设程序调节蒸发器供液量，因属于电子式调节模式，故称为电子膨胀阀。由步进电动机直接驱动螺旋轴转动，控制针阀的打开或闭合，用以控制制冷剂流量的大小。,安全阀,电子膨胀阀,单元5 车站空调水系统设备,中央空调系统的典型制冷运行过程,中央空调系统运行的过程实质上是热量转移的过程。中央空调制冷时，典型的制冷时热量转移过程如下：,空调室内热空气经风机盘管中的冷水吸收，热量被转移到冷水中； 制冷机耗能做功，把冷水中的热量转移到冷却水中； 冷却水的热量经冷却塔喷淋、气化被转移到环境大气中。 空调在营造舒适小环境的同时，消耗大量能源和淡水，向大气排放的热量和CO2气体污染了环境。,