地鐵環控系統概述

2024年3月6日發(作者：科技文化)

地 鐵 環 控 系 統

一、環控系統的組成

環控系統

車站空調通風系統

隧道通風系統

水

系

大

系

小

系

TVF

系統

U/O

統

統

統

圖1-1-1

系統

（1） 車站空調通風系統

大系統：車站公共區（站廳、站臺）空調通風系統。

小系統：車站設備用房、管理用房空調通風系統。

水系統: 為大系統、小系統提供冷源的系統。

（2） 隧道通風系統

TVF系統：區間隧道活塞風與機械通風系統

注：TVF：TUNELTUNNEL VENTILATION FAN (隧道風機)

UPE/OTE系統：車站范圍內、屏蔽門外站臺下排熱和車行道頂部排熱系統。

注： UPE：UNDER platform EXHAUST AIR DUCT (站臺下排熱管道)

OTE：OVER TUNEL EXHAUST AIR DUCT (軌道頂端排熱管道)

二、環控系統的作用

1.為車站內乘客及工作人員提供舒適的空氣環境

2.為地鐵區間隧道通風換氣

3.火災時排除煙氣，有利于人員疏散。

備注：

?舒適性標準包括：溫度、濕度、空氣流速、空氣品質（O2、CO2含量等）。

?站廳溫度：30oC，站臺：28oC，相對濕度：55~65%。（現根據實際情況站廳平均溫度一般控制在29oC以下，站臺平均溫度一般控制在27oC以下。）

?空調季節新風量標準：≥12.6m3/h·人

?過渡季節新風量標準：≥30m3/h·人

三、環控系統控制方式

一般地鐵的環控系統設備控制都分為三級就地控制、車站級控制、中央級控制。就地控制為優先級， 車站級控制為次級， 中央級控制為最后級。其含意是： 設備處于就地級控制時，后兩級控制不能控

制設備的運行狀態（開、關、復位）；設備處于車站級控制時，中央級控制不能控制設備的運行。

1. 就地控制

就地控制就是現場控制，主要通過手動操作設在環控設備現場的電控箱上的“就地/遠程按鈕”來實現，即把按鈕打到就地檔。 就地控制方式為環控系統設備的安裝調試與維護維修提供方便。

2. 車站級控制

車站級控制就是在車站控制室的設備監控系統（EMCS）顯示屏操作設備。通過車站級控制，地鐵環控系統設備可以按照預定的模式來運行。

3. 中央級控制

中央級控制是深圳地鐵設備監控系統（EMCS）的最高一級，它設在控制中心（OCC），負責監控和調度地鐵各站的各系統設備的運行。中央級控制室可控制、顯示全線各站及區間內的隧道風機和相應風閥的運行及狀態；顯示全線各車站環控系統設備的運行狀態。

四、空調水系統

1.冷水機組（2臺，站廳層冷凍機房）

2.冷凍、冷卻水泵（各2臺，站廳層冷凍機房）

3.集、分水器（各1個，站廳層冷凍機房）

4.冷卻塔（各2臺，地面）

5.膨脹水箱（1個，地面）

6.管道及閥門

（一）水系統的主要功能

水系統的主要功能是空調季節為大系統、小系統提供冷源，即提供7°C的冷凍水。

（二）水系統的循環路徑

1. 冷凍水循環流動的路徑是：冷凍水泵—冷水機組蒸發器—分水器—組合式空調箱—集水器—冷凍水泵，循環動力由冷凍水泵提供。冷凍水流經冷水機組蒸發器溫度降低，流經空氣處理機溫度升高，冷凍水的補充由膨脹水箱來完成。

2. 冷卻水循環流動的路徑是：冷卻水泵—冷水機組冷凝器—冷卻塔—冷卻水泵，循環動力由冷卻水泵提供。冷卻水流經冷水機組冷凝器時溫度升高，流經冷卻塔時溫度下降，冷卻水的補充由冷卻塔浮球閥控制完成。

（三）主要設備

1.冷水機組

①冷水機組主要由四大件組成：壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器。

②工作原理：（見下圖）

a.壓縮機起壓縮和輸送制冷劑蒸氣的作用，促使制冷劑沿箭頭方向不斷循環流動，是制冷系統的動力裝置。經過壓縮機的壓縮作用，蒸發器里的制冷劑蒸氣壓力下降，冷凝器里的制冷劑蒸氣壓力上升。

b.在冷凝器里，制冷劑由氣態變成液態，需要釋放大量的熱量被冷卻水吸收，致使冷卻水溫度由30℃上升到35℃。

c.膨脹閥對制冷劑起節流降壓作用，并調節進入蒸發器的制冷劑的流量。

d.在蒸發器里，制冷劑由液態變成氣態，需要從冷凍水中吸收大量的熱量，致使冷凍水溫度由12℃下降到7℃。

③冷水機組的操作

a.冷水機組在電腦控制柜中與冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機和電動蝶閥實現內部聯鎖。

b.各系統設備的開關順序：

啟動：開冷卻塔風機→開冷卻水泵→開冷凍水泵→開冷水機組；

停止：停冷水機組→關冷凍水泵→關冷卻水泵→關冷卻塔風機。

2.冷卻塔

①橫流式冷卻塔主要組成部分：玻璃鋼外殼、灑水盆、集水盆、填料、電機、風扇、進水管、排水管。

②橫流式冷卻塔工作原理：

a.冷卻水流動方向：進水管（35℃）——灑水盆——兩邊填料——集水盆（30℃）——排水管。

b.冷空氣流動方向：冷卻塔外部——兩邊填料——冷卻塔內——風扇排出。

c.填料的作用是延長冷卻水與空氣的接觸時間和增大接觸面積。冷卻水經過空氣的冷卻作用和本身的汽化作用，溫度由35℃降低到30℃。

③冷卻塔易損件：各種鎖節、浮球閥、風扇皮帶、門鎖、各種蝶閥。

3.水泵

①離心泵的結構主要由泵體、葉輪、軸、泵蓋、軸封、軸承等組成。

②離心泵工作原理

一般離心泵啟動前泵殼內要灌滿液體，當原動機帶動泵軸和葉輪旋轉時，液體一方面隨葉輪作圓周運動，一方面在離心力的作用下自葉輪中心向外周拋出，液體從葉輪獲得了壓力能和速度能。當液體流經蝸殼到排液口時，部分速度能將變為靜壓力能。在液體自葉輪拋出時，葉輪中心部分造成低壓區，與吸入液面的壓力形成壓力差，于是液體不斷地被吸入，并以一定的壓力排出。

③離心泵主要易損件：機械密封件、前軸承、后軸承、柱銷。

五、空調大系統

排風亭新風亭地面站廳送風KT-1站廳回風混合室組合空調柜站臺送風站臺回風送風箱站廳送風KT-2XXF-1站廳回風組合空調柜HPF-1站臺送風站臺回風HPF-2設備間

（一）功能

1.正常情況下，在空調季節為站廳、站臺提供冷量和新風；在通風季節為站廳、站臺通風換氣。

2.在站廳或站臺火災情況下，排除站廳或站臺層的煙氣，防止煙氣蔓延，有利于人員迎風疏散。

（二）主要設備

1.組合式空調箱

①組合式空調箱的主要組成部分：過濾段、表冷段、風機段、消聲段。

②組合式空調箱屬于中央空調系統的末端設備，主要用來實現對空氣進行冷卻、加熱、加濕、除濕、凈化、消聲及輸送等功能。

③工作原理：過濾段由濾網組成，對空氣起過濾、凈化作用；表冷段里冷凍水循環流動，對空氣起冷卻作用；風機段對空氣進行加壓，為輸送冷空氣提供動力；消聲段消除風機產生的振動和噪聲。

（三）大系統火災時運行模式

1.站廳層火災時大系統送、排風動作及原理

①系統動作：

a.空調水系統停止。

b.關閉站廳層送風管道上的防火閥。

c.關閉站臺層排風管道上的防火閥。

d.保持站臺層送風，站廳層排煙。

e.回/排風機轉為高速模式

②原理：

a.保證站臺層相對站廳層為正壓，防止煙氣擴散到站臺層。

b.站廳層形成負壓，新風經出入口從室外進入站廳，便于人員從出入口疏散至地面

2.站臺層火災時大系統送、排風動作及原理

①系統動作：

a.空調水系統停止。

b.關閉站臺層送風管道上的防火閥。

c.關閉站廳層排風管道上的防火閥。

d.保持站廳層送風，站臺層排煙。

e.回/排風機轉為高速模式。

②原理：

a.保證站廳層相對站臺層為正壓，防止煙氣擴散到站廳層。

b.站臺層形成負壓，新風經樓梯口、扶梯口從站廳進入站臺（風速 ≥1.5米/秒），便于人員從樓梯口、扶梯口疏散至站廳和地面。

六、空調小系統

（一）功能

1.正常情況下，在空調季節為車站設備及管理用房提供冷量和新風；在通風季節為車站設備及管理用房通風換氣。

2.設備及管理用房火災情況下

a.配合氣體滅火系統完成滅火

b.排除設備及管理用房的煙氣和惰性氣體

3.防止煙氣蔓延，排除煙氣，有利于人員迎風疏散。

（二）火災時小系統的動作方式

1.管理用房及非氣體滅火保護房間火災

a.回/排風機轉為高速運行。

2.氣體滅火保護房間火災

a.關閉通向火災房間的送風和排風管道上的防火閥。

b.惰性氣體滅火。

c.開啟通向火災房間的送風和排風管道上的防火閥。

d.回/排風機轉為高速運行，排除火災房間的惰性氣體。

七、TVF系統

（一）功能

1.正常情況下隧道的通風換氣：

正常運營時利用活塞風進行隧道的通風換氣；夜間作業時開啟TVF風機進行機械通風換氣。

2.列車因故阻塞在區間隧道時的通風：

當列車因延誤或車輛發生故障等特殊原因導致阻塞于車站或區間，這時列車活塞風已不存在，為保證列車空調機組冷凝壓力不至于過高，影響機組正常運轉，需對阻塞區間采用機械通風方式，使列車周圍空氣溫度低于40℃。

3.列車在區間隧道發生火災且不能行進時的通風排煙：

當列車在區間隧道風發生火災時，原則上應盡一切可能駛往前方最近車站進行乘客疏散和消防救援，但由于某種原因列車發生火災停在區間隧道內，則需啟動機械排煙模式，保證單峒區間隧道斷面排煙速度不小于2m/s。

八、UPE/OTE系統

（一）功能

1.通過站臺段軌頂風道（OTE風道）排除列車頂部空調冷凝器排出的熱量。

2.通過站臺下排熱風道（UPE風道）排除列車底部剎車產熱、磨擦產熱和車體發熱量。

3.在站臺發生火災時，站臺下排熱風道（UPE風道）關閉，軌頂風道（OTE風道）開啟，火災產生的煙氣從軌頂風道（OTE風道）排出，

能有效防止煙氣蔓延。