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成都地铁利用地下水制冷模式的研究

沙晓雪  
【摘要】:随着国民经济的迅速发展,能源消耗量的不断增加,造成了能源形势的严峻。而通常地铁车站环境控制系统中的制冷系统投资在地铁设备中占有较大的比重,在地铁运营初期,环控系统能耗甚至超过总能耗的50%,严重影响到地铁的运营经济性。针对这一问题,本文结合成都地铁工程,提出了利用地下水制冷的空调系统,简称为地下水空调系统。并对成都地铁采用地下水空调系统的意义、可行性进行了详细的分析,通过对系统的优化设计,为成都地铁可利用地下水空调系统的车站提供了最优系统参数。 本文以板式换热器的总费用为目标函数,地下水回水温度、板式换热器两侧流程数、单侧总通道数为变量参数建立最优化数学模型,并通过编制的最优化求解程序进行多变量最优点的选择,同时得到板式换热器的最低总费用现值。对喷水室喷水系数的优化选择采用多目标决策的层次分析法,以地下水使用量、系统总费用、板式换热器板间流速为指标,最终选择一个最佳的喷水系数值。 本课题采用Matlab对板式换热器总费用、管井初投资、系统运行费用的求解进行程序编制,并通过最优化程序对板式换热器进行最优化设计。根据车站内设计空气参数、夏季室外气象参数、不同车站地下含水层参数以及系统运行情况,即可求解出最优系统设计参数,从而对各个车站采用地下水空调系统的可能性进行判断。对不同地区的类似工程,同样可以应用此程序进行设计判断。 由于各个地铁建设项目所针对的气象条件、客流密度、设备水平、经济状况等的不同,有关地铁环控系统的研究主要是以结合具体项目开展专题研究的方式进行的。本课题是结合成都地铁一期工程进行研究的,同时还可为其它地区同类工程提供一个参考标准。


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