地铁车站沿线通常是城市中寸土寸金、对环境要求高的繁华地带,冷却塔作为地铁车站空调冷源的一部分,如何合理布置至关重要。考虑到地铁车站地理位置、冷却塔体积及冷却效果,下沉式布置是一种较好的隐藏安装方式。下沉式布置时,冷却塔处于受限空间内,工作性能受到一定影响。本文通过现场测试地铁车站下沉式布置的横流、逆流机械通风冷却塔的运行工况,分析了冷却塔运行的回流率、冷却数、冷却水温对比法评价参数等。结合实测数据,采用多参考坐标系(MRF)对常用的下沉式横流机械通风冷却塔工作环境进行模拟研究。按照《冷却塔验收测试规程》对冷却塔运行工况测试规定:对地铁下沉式布置的横流、逆流机械通风冷却塔的进出风温度、相对湿度、冷却水出水温度、运行噪声进行测试,冷却水水流量通过冷水机房获取;下沉式横流冷却塔冷却水的进水温度通过冷水机房获取,冷却塔风量根据热力学第一定律计算;下沉式逆流冷却塔风量通过风速仪进行测试,冷却水进水温度根据能量守恒进行计算。根据以上数据分析得出:横流机械通风冷却塔的热、湿回流率在英国冷却塔BS-4485规范允许的范围内,冷却数较小,冷却水温对比法评价参数较小,未能满足《冷却塔验收测试规程》对冷却效果的要求,运行实际噪声已超过声环境要求;逆流冷却塔热、湿回流率、冷却水温对比法评价参数均满足相应规范的要求,实际运行噪声白昼未超过声环境要求,夜间运行超过该范围。不考虑冷却塔湿交换,根据实测横流机械通风冷却塔平均进出风温度及风量,计算冷却塔显热交换量,设置冷却塔体热源;冷却塔风量由Fluent中fan的压力跃升函数进行设置;冷却塔风机旋转流场采用MRF模拟,旋转区域及风机转速设置值为冷却塔运行转速。模拟结果表明:冷却塔模拟进出风温度与实测变化趋势一致,模拟值低于实测值,总风量与实测较接近,模拟值与实测值误差在允许的范围内。采用MRF模拟不同布置方式对横流冷却塔工作环境的影响规律,随着下沉深度的增大,冷却塔进风温度升高,增大幅度较小。随着塔距的减小,相邻进风口温度升高,进风量减小,塔距越小,温度升高幅度增大;与墙壁相邻的进风口温度小范围波动,进风量增大,冷却塔总风量基本不变。随着进风口与墙壁间距减小,与墙壁相邻进风口的温度升高,进风量减小;相邻进风口温度小范围波动,进风量增大,总风量波动较小。进风口与墙壁间距为小于1.2m时,与墙壁相邻的进风口温度急剧增大。根据不同布置方式对冷却塔工作环境的影响程度,建议进风口与墙壁间距减为2.2m、塔距减为2.5m、下沉深度增加为4m,同时考虑冷却塔运行噪声的影响,在冷却塔出风口安装具有消声功能70cm渐缩管、直导风管、渐扩管进行改善下沉坑尺寸减小、下沉深度增加导致的气流短路。改善结果表明:直导风管或顶部直径与底部直径差值较小的渐缩管对冷却塔运行总风量影响较小且对出风热羽流改善优于渐扩管;渐扩管对冷却塔出风热羽流改善较差,但不影响冷却塔运行的总风量。