第一節(jié) 地鐵空調產品國內技術研發(fā)條件

一、政策扶持

截至2009年底，我國已經批準了25個城市的軌道交通近期建設 規(guī)劃 ，目前正在建設軌道交通的線路總長度是1400公里，將要開工的新的軌道交通線路達到2610公里。“十二五”期間，軌道交通建設投入將超過7000億元。軌道交通的總資金投入，在“十二五”時期可能大于航空和水運，資金量僅次于鐵路和高速公路。

“十二五” 規(guī)劃 綱要提出，“適應城市群發(fā)展需要，以軌道交通和高速公路為骨干……推進城市群內多層次城際快速交通網絡建設”、“科學制定城市軌道交通技術路線，規(guī)范建設標準，有序推進輕軌、地鐵、有軌電車等城市軌道交通網絡建設”。

規(guī)劃 綱要還明確了“十二五”交通建設重點，在城市軌道交通上，“建設北京、上海、廣州、深圳等城市軌道交通網絡化系統，建成天津、重慶、沈陽、長春、武漢、西安、杭州、福州、南昌、昆明等城市軌道交通主骨架， 規(guī)劃 建設合肥、貴陽、石家莊、太原、濟南、烏魯木齊等城市軌道交通骨干線路”。

二、科研單位研發(fā)能力

中原工學院能源與環(huán)境工程 研究 中心成立于2001年，依托中原工學院教授、博士等高級專業(yè)技術人才優(yōu)勢，致力于節(jié)能、環(huán)保與空調工程專業(yè)的設計、 研究 以及新型節(jié)能、環(huán)保與空調凈化設備的開發(fā)研制工作。

三、企業(yè)研發(fā)能力

近年來隨著地鐵、輕軌以及高速列車的大力發(fā)展，客戶對軌道車空調機組的技術要求越來越高，企業(yè)原有技術已經不能滿足客戶的要求，因此紛紛采用合資或項目合作的方式引進國外先進技術，如廣州中車軌道交通裝備股份有限公司與德國利渤海爾合資在浙江諸暨成立了浙江利渤海爾中車交通系統有限公司，專業(yè)生產地鐵輕軌空調系統；石家莊國祥與日本三菱開展技術合作以提高產品競爭力；上海法維萊交通車輛設備有限公司引進其外資股東德國法維萊空調設備有限公司的關鍵技術。雖然上述企業(yè)引進了外方先進技術，但由于其技術開發(fā)的關鍵環(huán)節(jié)依賴于外方，合資企業(yè)技術獨立性較差，往往無法快速滿足客戶新產品的開發(fā)以及技術服務要求?？蛻羝惹行枰哂屑夹g實力，且對市場需求變化具有快速響應能力的車輛空調生產企業(yè)，這為擁有自主技術開發(fā)實力、市場經驗豐富、服務意識強、產品性價比高的國內廠商提供了廣闊的 市場發(fā)展 空間。

第二節(jié) 地鐵空調產品技術研發(fā)成本 分析

1、空調負荷計算方面

根據地鐵的建筑特點，造成地鐵內部對室外溫度影響的延遲性，相對穩(wěn)定，根據有關資料顯示：列車本身及列車空調的散熱約占74%，照明、廣告燈箱的散熱約占6%，設備（如自動扶梯、售票機等）的散熱約占5%，乘客和工作人員的散熱約占15%；地鐵圍護結構周圍的土壤能吸收大量的熱量并儲蓄起來，夏儲冬放，以調節(jié)地鐵內空氣的溫度，根據一些資料記載，此部分熱量占地鐵產熱量的25%∽40%。環(huán)控設計采用常規(guī)閉式系統，總散熱量扣除傳入地鐵周圍土壤中的熱量外，基本為車站的空調負荷；環(huán)控設計采用常規(guī)開式系統，列車本身及列車空調的散熱量扣除傳入地鐵周圍土壤中的熱量外，其他部分的熱量通過隧道通風系統傳到室外，而車站的空調負荷僅包括車站內乘客和工作人員散熱量、照明散熱量及設備散熱量。

地鐵環(huán)境控制系統，是地鐵系統初投資和運行能耗的主要部分之一。由于地鐵內部的巨大空間和負荷，常規(guī)的地鐵環(huán)控系統設計思路是采用全空氣系統，風管、空調機房占用大量地下空間，導致土建成本增加；采用空氣長距離輸送冷熱，效率低，導致運行能耗巨大。

通常的地鐵站臺環(huán)控方案由于采用集中全空氣空調系統方式，每個站臺均需要留有較大的設備機房面積。同時，對于暗挖形式的地鐵站臺，其多采用盾構開挖形式，形成拱形的站臺斷面，如采用集中空調送風方式，難免造成大量的廢棄空間。

目前的地鐵站臺的全空氣空調系統或采用定風量的送風形式，而地鐵環(huán)控系統具有日負荷及全年負荷變化較大的特點，定風量的空調送風方案必然造成大量的能源浪費；或針對地鐵站臺負荷的特點，對風機進行變頻調速，但初投資較高。

空氣、水系統在建設上可以將空調機組化整為零，利用土建結構中的廢棄空間布置風機盤管，從而大大減少設備用房面積，降低土建投資；運行上能充分利用風機盤管控制上的靈活性，有效降低環(huán)控系統運行能耗。

2、設備初投資 分析

就設備初投資而言，通常的地鐵車站全空氣空調系統的初投資主要包括風道材料及設備、末端散流器、空調箱和制冷機以及相關控制設備。采用風機盤管系統地鐵車站初投資主要包括風道材料及設備、末端散流器、風機盤管以及水管路系統。

從中可以看出，兩種系統形式的主要設備初投資相差不大，風機盤管的水系統管道較全空氣復雜，但全空氣系統的風管初投資要大得多。因此，總的來說，兩種系統形式的設備初投資差不多，風機盤管要比全空氣系統略低。

3、運行成本 分析

為了便于比較，運行能耗的計算基于以下條件：

風機盤管系統的與全空氣系統只在送風末端不同。風機盤管系統的送風末端不變頻，只有三擋可調（以下結果為風機維持最高擋運行的能耗），但其新、回風風機皆可變頻。

從圖中可以看出，風機盤管系統的運行能耗要比全空氣系統的運行能耗更少。
和傳統的全空氣系統相比，風機盤管系統雖然存在著如安裝維修和清洗工作量大、系統控制更復雜等問題，但風機盤管系統明顯有著初投資小、運行能耗低等優(yōu)點，而且由于其在公共建筑中的廣泛運用，我們已積累了不少較為可行的經驗與方法，這些都為風機盤管應用于地鐵環(huán)控系統提供了充分的依據

第三節(jié) 地鐵空調產品技術引進難度 分析

車輛空調不同于民用空調，在許多方面具有特殊的要求，例如空調的抗震性能，對雨雪天氣的耐腐蝕性能，以及空調內部非金屬材料的燃燒安全性能等。特殊的應用場合要求特殊的材料和工藝。但由于標準的不健全，很難要求供應商生產出滿足 行業(yè) 需求的產品來。

空調硬件很容易模仿，而且在貿易全球化的現代社會，也能夠采購到知名品牌的產品，因此，生產出相同結構和材料的空調并不是什么太大的難題。但就控制領域來說，因為國內的發(fā)展較晚，并缺乏相關標準的引導，因此國內空調的控制相對簡單。國內初期采用硬件邏輯電路，近兩年來才開始使用PLC進行空調控制。而國外大量使用的是微處理器，其計算速度和精度更高，并實現了更為復雜的功能，例如和車輛通過MVB接口進行通訊。司機在司機室可以實時掌握各車廂空調的運行狀態(tài)，以及故障時判斷那些空調元件發(fā)生了故障。

目前國內空調的驗收標準還停留在達到設計制冷量即可的初級階段，對于空調的安全要求并不很高。尤其是在火災時，國外標準規(guī)定一切非金屬材料必須阻燃，不能產生有毒氣體，不能產生滴落物。而國內使用的材料大多不合格，也沒有標準嚴加約束，比如空調過濾網，三大廠家（國祥，法維萊，中車）多年來一直使用類似窗紗的尼龍網，價格很便宜，但燃燒時會產生大量煙霧和滴落物，脫離火源后也不能自熄滅。

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