第一節(jié) 地鐵空調(diào)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)技術(shù)研發(fā)條件

一、政策扶持

截至2009年底，我國(guó)已經(jīng)批準(zhǔn)了25個(gè)城市的軌道交通近期建設(shè) 規(guī)劃 ，目前正在建設(shè)軌道交通的線路總長(zhǎng)度是1400公里，將要開工的新的軌道交通線路達(dá)到2610公里。“十二五”期間，軌道交通建設(shè)投入將超過7000億元。軌道交通的總資金投入，在“十二五”時(shí)期可能大于航空和水運(yùn)，資金量?jī)H次于鐵路和高速公路。

“十二五” 規(guī)劃 綱要提出，“適應(yīng)城市群發(fā)展需要，以軌道交通和高速公路為骨干……推進(jìn)城市群內(nèi)多層次城際快速交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”、“科學(xué)制定城市軌道交通技術(shù)路線，規(guī)范建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，有序推進(jìn)輕軌、地鐵、有軌電車等城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”。

規(guī)劃 綱要還明確了“十二五”交通建設(shè)重點(diǎn)，在城市軌道交通上，“建設(shè)北京、上海、廣州、深圳等城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，建成天津、重慶、沈陽、長(zhǎng)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(shè)合肥、貴陽、石家莊、太原、濟(jì)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(xué)院能源與環(huán)境工程 研究 中心成立于2001年，依托中原工學(xué)院教授、博士等高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才優(yōu)勢(shì)，致力于節(jié)能、環(huán)保與空調(diào)工程專業(yè)的設(shè)計(jì)、 研究 以及新型節(jié)能、環(huán)保與空調(diào)凈化設(shè)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(duì)軌道車空調(diào)機(jī)組的技術(shù)要求越來越高，企業(yè)原有技術(shù)已經(jīng)不能滿足客戶的要求，因此紛紛采用合資或項(xiàng)目合作的方式引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，如廣州中車軌道交通裝備股份有限公司與德國(guó)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(tǒng)有限公司，專業(yè)生產(chǎn)地鐵輕軌空調(diào)系統(tǒng)；石家莊國(guó)祥與日本三菱開展技術(shù)合作以提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力；上海法維萊交通車輛設(shè)備有限公司引進(jìn)其外資股東德國(guó)法維萊空調(diào)設(shè)備有限公司的關(guān)鍵技術(shù)。雖然上述企業(yè)引進(jìn)了外方先進(jìn)技術(shù)，但由于其技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)依賴于外方，合資企業(yè)技術(shù)獨(dú)立性較差，往往無法快速滿足客戶新產(chǎn)品的開發(fā)以及技術(shù)服務(wù)要求?？蛻羝惹行枰哂屑夹g(shù)實(shí)力，且對(duì)市場(chǎng)需求變化具有快速響應(yīng)能力的車輛空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)，這為擁有自主技術(shù)開發(fā)實(shí)力、市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富、服務(wù)意識(shí)強(qiáng)、產(chǎn)品性價(jià)比高的國(guó)內(nèi)廠商提供了廣闊的 市場(chǎng)發(fā)展 空間。

第二節(jié) 地鐵空調(diào)產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)成本 分析

1、空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方面

根據(jù)地鐵的建筑特點(diǎn)，造成地鐵內(nèi)部對(duì)室外溫度影響的延遲性，相對(duì)穩(wěn)定，根據(jù)有關(guān)資料顯示：列車本身及列車空調(diào)的散熱約占74%，照明、廣告燈箱的散熱約占6%，設(shè)備（如自動(dòng)扶梯、售票機(jī)等）的散熱約占5%，乘客和工作人員的散熱約占15%；地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)周圍的土壤能吸收大量的熱量并儲(chǔ)蓄起來，夏儲(chǔ)冬放，以調(diào)節(jié)地鐵內(nèi)空氣的溫度，根據(jù)一些資料記載，此部分熱量占地鐵產(chǎn)熱量的25%∽40%。環(huán)控設(shè)計(jì)采用常規(guī)閉式系統(tǒng)，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(diào)負(fù)荷；環(huán)控設(shè)計(jì)采用常規(guī)開式系統(tǒng)，列車本身及列車空調(diào)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(fēng)系統(tǒng)傳到室外，而車站的空調(diào)負(fù)荷僅包括車站內(nèi)乘客和工作人員散熱量、照明散熱量及設(shè)備散熱量。

地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)，是地鐵系統(tǒng)初投資和運(yùn)行能耗的主要部分之一。由于地鐵內(nèi)部的巨大空間和負(fù)荷，常規(guī)的地鐵環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路是采用全空氣系統(tǒng)，風(fēng)管、空調(diào)機(jī)房占用大量地下空間，導(dǎo)致土建成本增加；采用空氣長(zhǎng)距離輸送冷熱，效率低，導(dǎo)致運(yùn)行能耗巨大。

通常的地鐵站臺(tái)環(huán)控方案由于采用集中全空氣空調(diào)系統(tǒng)方式，每個(gè)站臺(tái)均需要留有較大的設(shè)備機(jī)房面積。同時(shí)，對(duì)于暗挖形式的地鐵站臺(tái)，其多采用盾構(gòu)開挖形式，形成拱形的站臺(tái)斷面，如采用集中空調(diào)送風(fēng)方式，難免造成大量的廢棄空間。

目前的地鐵站臺(tái)的全空氣空調(diào)系統(tǒng)或采用定風(fēng)量的送風(fēng)形式，而地鐵環(huán)控系統(tǒng)具有日負(fù)荷及全年負(fù)荷變化較大的特點(diǎn)，定風(fēng)量的空調(diào)送風(fēng)方案必然造成大量的能源浪費(fèi)；或針對(duì)地鐵站臺(tái)負(fù)荷的特點(diǎn)，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，但初投資較高。

空氣、水系統(tǒng)在建設(shè)上可以將空調(diào)機(jī)組化整為零，利用土建結(jié)構(gòu)中的廢棄空間布置風(fēng)機(jī)盤管，從而大大減少設(shè)備用房面積，降低土建投資；運(yùn)行上能充分利用風(fēng)機(jī)盤管控制上的靈活性，有效降低環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

2、設(shè)備初投資 分析

就設(shè)備初投資而言，通常的地鐵車站全空氣空調(diào)系統(tǒng)的初投資主要包括風(fēng)道材料及設(shè)備、末端散流器、空調(diào)箱和制冷機(jī)以及相關(guān)控制設(shè)備。采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)地鐵車站初投資主要包括風(fēng)道材料及設(shè)備、末端散流器、風(fēng)機(jī)盤管以及水管路系統(tǒng)。

從中可以看出，兩種系統(tǒng)形式的主要設(shè)備初投資相差不大，風(fēng)機(jī)盤管的水系統(tǒng)管道較全空氣復(fù)雜，但全空氣系統(tǒng)的風(fēng)管初投資要大得多。因此，總的來說，兩種系統(tǒng)形式的設(shè)備初投資差不多，風(fēng)機(jī)盤管要比全空氣系統(tǒng)略低。

3、運(yùn)行成本 分析

為了便于比較，運(yùn)行能耗的計(jì)算基于以下條件：

風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的與全空氣系統(tǒng)只在送風(fēng)末端不同。風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的送風(fēng)末端不變頻，只有三擋可調(diào)（以下結(jié)果為風(fēng)機(jī)維持最高擋運(yùn)行的能耗），但其新、回風(fēng)風(fēng)機(jī)皆可變頻。

從圖中可以看出，風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的運(yùn)行能耗要比全空氣系統(tǒng)的運(yùn)行能耗更少。
和傳統(tǒng)的全空氣系統(tǒng)相比，風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)雖然存在著如安裝維修和清洗工作量大、系統(tǒng)控制更復(fù)雜等問題，但風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)明顯有著初投資小、運(yùn)行能耗低等優(yōu)點(diǎn)，而且由于其在公共建筑中的廣泛運(yùn)用，我們已積累了不少較為可行的經(jīng)驗(yàn)與方法，這些都為風(fēng)機(jī)盤管應(yīng)用于地鐵環(huán)控系統(tǒng)提供了充分的依據(jù)

第三節(jié) 地鐵空調(diào)產(chǎn)品技術(shù)引進(jìn)難度 分析

車輛空調(diào)不同于民用空調(diào)，在許多方面具有特殊的要求，例如空調(diào)的抗震性能，對(duì)雨雪天氣的耐腐蝕性能，以及空調(diào)內(nèi)部非金屬材料的燃燒安全性能等。特殊的應(yīng)用場(chǎng)合要求特殊的材料和工藝。但由于標(biāo)準(zhǔn)的不健全，很難要求供應(yīng)商生產(chǎn)出滿足 行業(yè) 需求的產(chǎn)品來。

空調(diào)硬件很容易模仿，而且在貿(mào)易全球化的現(xiàn)代社會(huì)，也能夠采購到知名品牌的產(chǎn)品，因此，生產(chǎn)出相同結(jié)構(gòu)和材料的空調(diào)并不是什么太大的難題。但就控制領(lǐng)域來說，因?yàn)閲?guó)內(nèi)的發(fā)展較晚，并缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)，因此國(guó)內(nèi)空調(diào)的控制相對(duì)簡(jiǎn)單。國(guó)內(nèi)初期采用硬件邏輯電路，近兩年來才開始使用PLC進(jìn)行空調(diào)控制。而國(guó)外大量使用的是微處理器，其計(jì)算速度和精度更高，并實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的功能，例如和車輛通過MVB接口進(jìn)行通訊。司機(jī)在司機(jī)室可以實(shí)時(shí)掌握各車廂空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)，以及故障時(shí)判斷那些空調(diào)元件發(fā)生了故障。

目前國(guó)內(nèi)空調(diào)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)還停留在達(dá)到設(shè)計(jì)制冷量即可的初級(jí)階段，對(duì)于空調(diào)的安全要求并不很高。尤其是在火災(zāi)時(shí)，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一切非金屬材料必須阻燃，不能產(chǎn)生有毒氣體，不能產(chǎn)生滴落物。而國(guó)內(nèi)使用的材料大多不合格，也沒有標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)加約束，比如空調(diào)過濾網(wǎng)，三大廠家（國(guó)祥，法維萊，中車）多年來一直使用類似窗紗的尼龍網(wǎng)，價(jià)格很便宜，但燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧和滴落物，脫離火源后也不能自熄滅。

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