地鐵通風空調系統的優化控制

陳宜漢　姜林月

摘 要：地鐵的通風空調是地鐵運行的重要組成部分，是保障地鐵正常運行以及顧客滿意度和舒適度的重要指標。文章從地鐵通風空調系統的概述出發，研究了相應的功能、原理等，對于當前地鐵通風空調設計的模式進行詳細的剖析，在問題導向下進行了相應的措施優化探索。

關鍵詞：地鐵；通風空調系統；優化控制

引言

隨著經濟社會的進一步發展，以及城市化城鎮化的加速，城市交通尤其是地鐵成為人們出行的重要方式和途徑。地鐵承載著大量的運輸任務，地鐵的設計以及相關服務意義重大。地鐵通風空調便是其中最為重要的設計和相關的配套設施之一。

1 地鐵通風空調系統概述

地鐵通風空調的概述將從地鐵通風空調的功能、組成、原理和特點幾方面入手進行詳細的闡述和了解，以及全面的認知，為進一步的優化設計提供理論基礎。

1.1 地鐵通風空調系統的功能

地鐵空調是地鐵內部的重要設備之一，擔負著地鐵內部環境的調節地鐵內部環境，包括空氣的溫度、空氣的適度、空氣流速以及空氣的壓力和再平衡的重要作用。當列車被阻塞在一定的區間時，地鐵空調系統會為其提供相應的通風量，保證列車在區間的正常運行，并保持較好的外部和內部的環境。當火災發生時會及時進行環境的預警，為地鐵的內環境提供適宜的循環平衡，補給新鮮的空氣等。同時，也為其他設備的保養和運行提供較好的溫度、濕度和空氣壓力和流速等條件。

1.2 地鐵通風空調系統的組成

地鐵通風空調系統主要是由四個部分組成，這四個部分中的前三個系統為風的系統，主要是進行相應的氣體置換和流動。一是公共區域空調兼排煙系統，這個系統主要公共區域進行日常的空氣流轉置換，以及應急情況下尤其是發生火災時進行煙氣的排放等。二是設備管理用房空調兼排煙系統，這個主要地鐵的主要控制室和設備管理用房的空氣管理調節以及排煙的系統設置。三是隧道通風空調兼排煙系統，這個主要指的是在運行的隧道以及管道里進行的空氣調節和排煙的系統設置等。四是空調冷水循環系統，這個主要是地鐵空調支持系統。

1.3 地鐵通風空調系統的原理

地鐵車站通風空調系統由大系統、小系統和水系統構成，大系統和小系統負責車站公共區和設備管理用房的通風、排風以及車站溫濕度的控制等。水系統為車站空調系統提供冷源，使組合空調機組完成熱交換過程，從而實現地鐵車站溫度調節。

2 常見的地鐵通風空調系統分析

2.1 閉式系統

20世紀70年代以來隨著科學技術和人們生活水平的逐漸提高，地鐵通風空調系統引入了空調制冷模式。閉式系統是一種常見的系統，這種系統主要有兩種實現的途徑。一種途徑指的是集成模式，就是沿用傳統的開放式風道系統，在排風道加入一個空氣處理設備，也就是表冷器和過濾器，這種模式不需要專門的空調機房，所有的設備都設計在風道里。一種是常規模式，常規模式套用地面建筑空調設計原理，將地鐵車站和區間環控制系統進行分割，區間采用的是機械通風系統，而地鐵車站采用的是空調系統，這樣就會使得降溫和保溫設計得到更大的優化。

2.2 開式系統

早期的地鐵車站規模小、自動化程度低，一般采用開式地鐵通風系統，而且區間和地鐵站之間往往沒有相應的機械通風系統。隨著人們生活水平的提高，以及科學技術尤其是自動化技術的提升，單純的活塞環通風技術已經不適應當前空調通風的要求地鐵空調逐漸要求設置機械通風。在車站的兩端設置風機，在正常運行情況下對于車站進行通風置換，在特殊情況下，對于空氣調節進行應急預案和緊急處置。機械通風可以滿足不同狀況和不同通風置換的需要，使得通風系統的運行不留死角，但是機械通風系統需要進行風道的建設，因此土建的成本比較大。

2.3 屏蔽門系統

從國內外地鐵線路和車站的建設經驗出發，進一步優化和設計了屏蔽門系統，這就使得整個空調通風系統進入了新時代，在整個車站、站臺以及隧道之間進行了區隔。屏蔽門系統適應了空調依賴季節地鐵狀態下，區間活塞風對于地鐵區間溫度和速度的干擾，有效降低空調的冷負荷，對于空調系統的運轉還是比較有利的。但是屏蔽門系統將空調通風，系統中車站和隧道、站臺之間進行人為的區隔，使得系統不能利用自然通風，只能使用機械通風。

3 地鐵通風空調系統的優化設計措施

目前地鐵通風空調系統設計還存在以下問題，一是系統設計復雜繁瑣，在運行控制上還存在諸多不便；二是系統較為龐大、設備較多、占地面積較大，運行中存在實際的困難；三是系統的能耗較高，一般占到地鐵運行總能耗的40%左右；四是在市區的通風進出口，在噪音處理、美觀設計等方面存在協調難度較大的問題。

3.1 采用冷水機群群控系統

冷水機群群控指的是在運行的過程中，利用自動化控制技術，對于制冷站內部的相關設備進行相應的自動化設備處理，使得制冷站內部的設備能夠達到高效運行。系統會采集各類的進出信號，實現交互式的遠程控制，并根據實際的需要進行空調的調節和監控，使得整個系統處于低能耗、高效率的運行狀態。近幾年的北京地鐵站使用了冷水機群群控系統，實現了空調系統的智能化監控，車站溫度調節在適當的位置，改變了傳統模式帶來的資源耗費。

3.2 采用合適的空氣凈化器

在地鐵空調通風系統中，空氣凈化器主要功能是進行空氣的過濾和凈化。當空氣凈化采的是空調靜電凈化技術時，一般采用的是電暈帶電技術，使得空氣的粉塵帶上靜電，利用庫侖力的作用粉塵捕捉到集塵器上，通過粉塵的清降和清灰等達到除塵和凈化空氣的作用。靜電凈化技術對于可吸入微小顆粒、有機化物體、細菌微生物等一些雜質灰塵等有較好的凈化作用，因為粉塵是細菌微生物的載體，因此變相具有除塵殺菌的作用，非常適用于灰塵較大的地鐵中央空調中。

3.3 采用新型通風可調屏蔽門

屏蔽門系統適應了空調依賴季節地鐵狀態下，區間活塞風對于地鐵區間溫度和速度的干擾，有效降低空調的冷負荷，對于空調系統的運轉還是比較有利的。由于傳統系統模式將區間進行人為的分割，占地面積較大，所以可以采取新型通風可調屏蔽門，使得區間和車站進行風機合用，滿足不同風量和風壓的需要，將兩者的設備完全設置在風道里。

4 結束語

現有的地鐵通風空調系統在設置理念、資源利用和運營管理上可以采取相應的措施，進行相應的優化設計，已達到相應的完善地步。但由于受到地鐵空間的相應技術的局限，一些地上建筑和空調自動化技術的結合還有待進一步開發。

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