冬冷夏熱地區(qū)軌道交通車輛基地冷熱源方案比選

摘要：為保障車輛基地工作人員的工作環(huán)境及設備的正常運轉，冬冷夏熱地區(qū)軌道交通車輛基地需保證冷熱源的可靠供給，文章以某北方城市軌道交通車輛基地冷熱源方案比選為例，通過對比不同方案經濟、技術等方面的適用性，旨在為相似氣候地區(qū)軌道交通車輛基地冷熱源方案提供借鑒。

關鍵詞：冬冷夏熱；城市軌道交通；車輛基地；冷熱源

軌道交通車輛基地作為為線路的運用維修基地，承擔著整條線路列車的乘務、停放、檢修等任務，需要大量的工作人員、布置有大量的精密設備，為保障車輛基地工作人員的工作環(huán)境及設備的正常運轉，冬冷夏熱地區(qū)軌道交通車輛基地需保證冷熱源的可靠供給。

一、概況

（一）區(qū)域概況

某市地處江蘇省西北部、華北平原東南部，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，四季分明，夏季高溫多雨，冬季寒潮頻襲，屬于典型的冬冷夏熱氣候。

（二）工程概況

2號線一期工程新臺子河停車場場內建筑總面積約為31335m2。冬季熱負荷以庫房采暖為主，夏季冷負荷以綜合樓冷負荷為主，總熱負荷約1.886MW，其中綜合樓熱負荷0.52MW，其它熱負荷1.366MW；綜合樓冷負荷為0.59MW。

二、冷熱源

（一）風冷熱泵

工作原理。風冷熱泵機組夏季提供7/12°C的冷水給末端設備向室內供冷，冬季可提供50/45°的熱水給末端設備向室內供熱。

優(yōu)點：室外機可置于屋面，無需設備機房；可同時實現(xiàn)夏季供冷、冬季供暖。缺點：冬季室外溫度極低時，制熱效率較低。

（二）地源熱泵

工作原理。地源熱泵是陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源（如電能）實現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉移的裝置。

（三）分布式能源

工作原理。以天然氣分布式能源為核心理念，秉承客戶需求導向和因地制宜選擇燃氣溴化鋰機組加商業(yè)模塊熱水鍋爐，建設分布式綜合供能系統(tǒng)，既能保證供能的持續(xù)性和穩(wěn)定性，也在一定程度上降低系統(tǒng)的燃料成本，是理想的分布式能源應用方式。

優(yōu)點：供熱制冷時間靈活，可自行調控；能源站內設備港華公司自行維護、運營、管理，業(yè)主省心。缺點：需確保燃氣供應。

（四）燃氣紅外輻射供暖

工作原理。燃氣輻射型供暖是利用天然氣、液化石油氣等可燃氣體，在特殊的燃燒裝置（輻射管）內燃燒，輻射出各種波長的紅外線來進行供暖。

優(yōu)點：輻射強度高、效果好；可進行局部供暖，或間歇性供暖。缺點：需確保燃氣供應；輻射管溫度較高，在180-400度，距離物體需滿足一定的距離要求，故不適用于面積小、層高低的場合。

三、冷熱源方案比選

（一）冬季市政熱源+夏季風冷熱泵

場段內庫房熱源考慮接市政供熱主管網。在綜合樓換熱站內設置兩套水水換熱機組，一套提供綜合樓冬季空調采暖熱水，一套提供其余建筑冬季散熱器采暖熱水。

新建綜合樓辦公房間、宿舍等采用中央空調系統(tǒng)。集中空調系統(tǒng)夏季采用2臺螺桿式風冷熱泵機組，單臺制冷量為294KW，冷凍水供回水溫度為7/12°C。

經濟分析?？偼顿Y約695.33萬元，主要包括市政接駁費用499.03萬元，設備費用196.3萬元。每年運行費用92.14萬元。

（二）分布式能源

綜合樓冷暖選型：依據(jù)要求，夏季制冷需由溴化鋰機組提供590kW制冷量，冬季制熱由溴化鋰機組單獨提供520kW制熱量，根據(jù)制冷負荷需求推薦配置一體型溴化鋰機組（型號：MKG-180H）；總冷負荷約為633kW，總熱負荷約為530kW，可滿足制冷、制熱需求。

庫房及輔助用房用暖：本項目所涉及二次網及換熱站均已規(guī)劃設計，故熱源系統(tǒng)采用商用模塊式新一代低氮型效率恒定的大功率燃氣熱水鍋爐作為庫房采暖熱源。能源中心位置選擇以工程進度為大前提，綜合考慮輸送管網半徑，以靠近空調負荷最大的綜合樓附近地面布置一個能源站為佳。

經濟性分析?？偼顿Y525.62萬元，其中市政接駁費用256萬元。年度運行費用104.18萬元。

（三）燃氣空調+輻射供暖

綜合樓冷暖選型：依據(jù)要求，夏季制冷需由溴化鋰機組提供590kW制冷量，冬季制熱由溴化鋰機組單獨提供520kW制熱量，根據(jù)制冷負荷需求推薦配置一體型溴化鋰機組（型號：MKG-180H）；總冷負荷約為633kW，總熱負荷約為530kW，可滿足制冷、制熱需求。

燃氣紅外線輻射供暖方案：方案分為6個供暖集中控制區(qū)，集中控制在每個供暖控制區(qū)域內設一套獨立的控制溫度系統(tǒng)，可根據(jù)需要設置供暖溫度和供暖時間。安裝方式：根據(jù)實際情況采用吊掛方式。高度建議安裝在7m左右，可根據(jù)實際情況調整；排煙方式：無煙道內排，符合《工業(yè)建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范（GB50019-2015）》、《歐洲標準EN13410》。

經濟性分析?？偼顿Y約690.32萬元，其中燃氣管道463萬，設備費用132.74。年度運行費用120.56萬元。

（四）地源熱泵+燃氣鍋爐房

在綜合樓附近選擇地塊作為地埋管區(qū)域，地源熱泵系統(tǒng)的配套附屬設備置于綜合樓機房內，為綜合樓提供冷熱源。經過計算，停車場所需打孔數(shù)約135個，占地面積約為：3000m2。根據(jù)現(xiàn)場條件，地埋管鉆孔盡量避讓室外其他管線和地下構筑物，管間距與排間距均按5m設計。在停車場新建燃氣鍋爐房一座作為庫房區(qū)域采暖熱源，占地面積約80m2，采用鋼結構形式。鍋爐房出水管道敷設至綜合樓地下一層換熱站內分集水器，鍋爐房內補水由換熱站內補水設備提供。

經濟性分析?？偼顿Y1232.17萬元，其中燃氣鍋爐房763萬元，換熱站200.7萬元，綜合樓地源熱泵268.4萬元。年度運行費用總運行費用約182.42萬元。

四、結語

文章針對北方城市冬冷夏熱特點，對五種車輛基地冷熱源方案從技術、經濟等方面進行了比選，得出如下結論：①經濟性方面分布式能源初投資最低。冬季市政熱源+夏季風冷熱泵運行費用最低，綜合全壽命周期費用最低。地源熱泵+燃氣鍋爐房不具備經濟優(yōu)勢。②技術成熟度方面冬季市政熱源+夏季風冷熱泵技術最為成熟可靠。③運行維護方面分布式能源運營維護人員均由燃氣公司配備，專業(yè)程度較高，運行維護安全行較高。④冬季市政熱源+夏季風冷熱泵和分布式能源均具備可實施性，但從設計周期、施工進度等考慮，推薦采用冬季市政熱源+夏季風冷熱泵。

（作者單位：徐州市城市軌道交通有限責任公司）

作者簡介：孫澄，1987年生，女，助理工程師，徐州市城市軌道交通有限責任公司建設分公司綜合處處長。

參考文獻

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