冬冷夏热地区轨道交通车辆基地冷热源方案比选

摘要：为保障车辆基地工作人员的工作环境及设备的正常运转，冬冷夏热地区轨道交通车辆基地需保证冷热源的可靠供给，文章以某北方城市轨道交通车辆基地冷热源方案比选为例，通过对比不同方案经济、技术等方面的适用性，旨在为相似气候地区轨道交通车辆基地冷热源方案提供借鉴。

关键词：冬冷夏热；城市轨道交通；车辆基地；冷热源

軌道交通车辆基地作为为线路的运用维修基地，承担着整条线路列车的乘务、停放、检修等任务，需要大量的工作人员、布置有大量的精密设备，为保障车辆基地工作人员的工作环境及设备的正常运转，冬冷夏热地区轨道交通车辆基地需保证冷热源的可靠供给。

一、概况

（一）区域概况

某市地处江苏省西北部、华北平原东南部，属暖温带半湿润季风气候，四季分明，夏季高温多雨，冬季寒潮频袭，属于典型的冬冷夏热气候。

（二）工程概况

2号线一期工程新台子河停车场场内建筑总面积约为31335m2。冬季热负荷以库房采暖为主，夏季冷负荷以综合楼冷负荷为主，总热负荷约1.886MW，其中综合楼热负荷0.52MW，其它热负荷1.366MW；综合楼冷负荷为0.59MW。

二、冷热源

（一）风冷热泵

工作原理。风冷热泵机组夏季提供7/12°C的冷水给末端设备向室内供冷，冬季可提供50/45°的热水给末端设备向室内供热。

优点：室外机可置于屋面，无需设备机房；可同时实现夏季供冷、冬季供暖。缺点：冬季室外温度极低时，制热效率较低。

（二）地源热泵

工作原理。地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源（如电能）实现由低品位热能向高品位热能转移的装置。

（三）分布式能源

工作原理。以天然气分布式能源为核心理念，秉承客户需求导向和因地制宜选择燃气溴化锂机组加商业模块热水锅炉，建设分布式综合供能系统，既能保证供能的持续性和稳定性，也在一定程度上降低系统的燃料成本，是理想的分布式能源应用方式。

优点：供热制冷时间灵活，可自行调控；能源站内设备港华公司自行维护、运营、管理，业主省心。缺点：需确保燃气供应。

（四）燃气红外辐射供暖

工作原理。燃气辐射型供暖是利用天然气、液化石油气等可燃气体，在特殊的燃烧装置（辐射管）内燃烧，辐射出各种波长的红外线来进行供暖。

优点：辐射强度高、效果好；可进行局部供暖，或间歇性供暖。缺点：需确保燃气供应；辐射管温度较高，在180-400度，距离物体需满足一定的距离要求，故不适用于面积小、层高低的场合。

三、冷热源方案比选

（一）冬季市政热源+夏季风冷热泵

场段内库房热源考虑接市政供热主管网。在综合楼换热站内设置两套水水换热机组，一套提供综合楼冬季空调采暖热水，一套提供其余建筑冬季散热器采暖热水。

新建综合楼办公房间、宿舍等采用中央空调系统。集中空调系统夏季采用2台螺杆式风冷热泵机组，单台制冷量为294KW，冷冻水供回水温度为7/12°C。

经济分析。总投资约695.33万元，主要包括市政接驳费用499.03万元，设备费用196.3万元。每年运行费用92.14万元。

（二）分布式能源

综合楼冷暖选型：依据要求，夏季制冷需由溴化锂机组提供590kW制冷量，冬季制热由溴化锂机组单独提供520kW制热量，根据制冷负荷需求推荐配置一体型溴化锂机组（型号：MKG-180H）；总冷负荷约为633kW，总热负荷约为530kW，可满足制冷、制热需求。

库房及辅助用房用暖：本项目所涉及二次网及换热站均已规划设计，故热源系统采用商用模块式新一代低氮型效率恒定的大功率燃气热水锅炉作为库房采暖热源。能源中心位置选择以工程进度为大前提，综合考虑输送管网半径，以靠近空调负荷最大的综合楼附近地面布置一个能源站为佳。

经济性分析。总投资525.62万元，其中市政接驳费用256万元。年度运行费用104.18万元。

（三）燃气空调+辐射供暖

综合楼冷暖选型：依据要求，夏季制冷需由溴化锂机组提供590kW制冷量，冬季制热由溴化锂机组单独提供520kW制热量，根据制冷负荷需求推荐配置一体型溴化锂机组（型号：MKG-180H）；总冷负荷约为633kW，总热负荷约为530kW，可满足制冷、制热需求。

燃气红外线辐射供暖方案：方案分为6个供暖集中控制区，集中控制在每个供暖控制区域内设一套独立的控制温度系统，可根据需要设置供暖温度和供暖时间。安装方式：根据实际情况采用吊挂方式。高度建议安装在7m左右，可根据实际情况调整；排烟方式：无烟道内排，符合《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2015）》、《欧洲标准EN13410》。

经济性分析。总投资约690.32万元，其中燃气管道463万，设备费用132.74。年度运行费用120.56万元。

（四）地源热泵+燃气锅炉房

在综合楼附近选择地块作为地埋管区域，地源热泵系统的配套附属设备置于综合楼机房内，为综合楼提供冷热源。经过计算，停车场所需打孔数约135个，占地面积约为：3000m2。根据现场条件，地埋管钻孔尽量避让室外其他管线和地下构筑物，管间距与排间距均按5m设计。在停车场新建燃气锅炉房一座作为库房区域采暖热源，占地面积约80m2，采用钢结构形式。锅炉房出水管道敷设至综合楼地下一层换热站内分集水器，锅炉房内补水由换热站内补水设备提供。

经济性分析。总投资1232.17万元，其中燃气锅炉房763万元，换热站200.7万元，综合楼地源热泵268.4万元。年度运行费用总运行费用约182.42万元。

四、结语

文章针对北方城市冬冷夏热特点，对五种车辆基地冷热源方案从技术、经济等方面进行了比选，得出如下结论：①经济性方面分布式能源初投资最低。冬季市政热源+夏季风冷热泵运行费用最低，综合全寿命周期费用最低。地源热泵+燃气锅炉房不具备经济优势。②技术成熟度方面冬季市政热源+夏季风冷热泵技术最为成熟可靠。③运行维护方面分布式能源运营维护人员均由燃气公司配备，专业程度较高，运行维护安全行较高。④冬季市政热源+夏季风冷热泵和分布式能源均具备可实施性，但从设计周期、施工进度等考虑，推荐采用冬季市政热源+夏季风冷热泵。

（作者单位：徐州市城市轨道交通有限责任公司）

作者简介：孙澄，1987年生，女，助理工程师，徐州市城市轨道交通有限责任公司建设分公司综合处处长。

参考文献

[1]孟磊，霍苗苗，宗立明，安小诗.地源热泵技术在地铁车库内使用的可行性研究[C].中国城市轨道交通关键技术论坛文集.2013.

[2]刘满平.我国天然气分布式能源发展制约因素及对策研究[J].中外能源，2014，19（1）：3-10.

[3]北京城建设计研究总院有限责任公司.GB50157-2013地铁设计规范[M].中国建筑工业出版社，2014.