變頻控制技術(shù)在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用探討

陳雄藝

摘 要：空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在當(dāng)前地鐵車(chē)站中應(yīng)用的比較普遍，利用系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)地鐵內(nèi)部空氣的流通，然而由于地鐵車(chē)站的空間較大，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)作中往往會(huì)產(chǎn)生大量能耗。基于此，文章研究了變頻控制技術(shù)在地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用策略，結(jié)果顯示該控制節(jié)能技術(shù)能夠收獲良好經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，可用于當(dāng)前公共場(chǎng)所空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)改造中。

關(guān)鍵詞：變頻控制技術(shù)；空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)；節(jié)能

0 引言

地鐵為人們提供了便利的交通出行服務(wù)，因而地鐵車(chē)站每天擁有巨大流量，由于地下空氣自身流動(dòng)性較差，所以往往借助空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行空氣流通。空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程，往往會(huì)產(chǎn)生大量電力消耗，在當(dāng)前大力提倡節(jié)能環(huán)保的理念下，進(jìn)行空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能控制尤為重要。

1 變頻控制技術(shù)概述

變頻控制技術(shù)是一種現(xiàn)代化信息技術(shù)，其技術(shù)特點(diǎn)主要包括節(jié)能減排、延長(zhǎng)設(shè)備壽命、降低運(yùn)行噪音等，因此該控制技術(shù)具有巨大應(yīng)用潛力。變頻控制技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，解決了以往通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用高、設(shè)備容量冗余以及控制與調(diào)節(jié)不合理的問(wèn)題，此外還有效避免了雙機(jī)并聯(lián)時(shí)運(yùn)行效率下降的問(wèn)題。

2 地鐵車(chē)站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及變風(fēng)量控制情況

現(xiàn)代地鐵車(chē)站的環(huán)控系統(tǒng)具體被分成大系統(tǒng)、小系統(tǒng)與水系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)。其中大系統(tǒng)指的是動(dòng)鐵車(chē)站公共區(qū)域的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)；小系統(tǒng)指的是車(chē)站設(shè)備管理房中的通風(fēng)系統(tǒng)；水系統(tǒng)主要為大系統(tǒng)及小系統(tǒng)提供冷源。

根據(jù)地鐵車(chē)站的運(yùn)行狀況，一般在早晚上下班高峰人流量最多，因此系統(tǒng)風(fēng)量的控制往往根據(jù)客流量進(jìn)行計(jì)算，然而事實(shí)上，所選的變風(fēng)設(shè)備的容量往往大于車(chē)站負(fù)荷，這使得空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)常在部分負(fù)荷下運(yùn)行，風(fēng)機(jī)采取的是恒定控制的方式，這難以達(dá)成運(yùn)行節(jié)能。

3 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中變頻控制技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用

3.1 變風(fēng)量控制

使用變頻控制技術(shù)來(lái)達(dá)到降低空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能的技術(shù)方案有3種。第一種是僅排熱風(fēng)機(jī)變頻；第二種為排熱風(fēng)機(jī)與大系統(tǒng)均變頻；第三種為排熱風(fēng)機(jī)與組合空調(diào)器、水泵等變頻。根據(jù)地鐵站的負(fù)荷特點(diǎn)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)間一般都要比制冷機(jī)長(zhǎng)，并且地鐵站內(nèi)部空間較大，因此風(fēng)機(jī)的功率往往要比一般的建筑空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)功率大。所以為了最大限度的達(dá)到節(jié)能效果，應(yīng)將地鐵車(chē)站節(jié)能重點(diǎn)放在風(fēng)系統(tǒng)變頻節(jié)能上。

3.1.1 隧道通風(fēng)系統(tǒng)

站臺(tái)下部以及軌道頂部的排熱通風(fēng)系統(tǒng)一般運(yùn)行時(shí)間為車(chē)站運(yùn)營(yíng)開(kāi)始到結(jié)束期間，因此為長(zhǎng)期運(yùn)行風(fēng)機(jī)。該通風(fēng)系統(tǒng)的主要作用是將列車(chē)進(jìn)站、停站以及出站產(chǎn)生的熱量排出，以盡可能減少列車(chē)本身的運(yùn)行熱量給車(chē)站內(nèi)部造成影響，同時(shí)將地鐵尾氣排出。根據(jù)地鐵運(yùn)行的實(shí)際情況，常常采用變頻風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，以便對(duì)風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量進(jìn)行合理的控制。

3.1.2 車(chē)站通風(fēng)系統(tǒng)

車(chē)站為公共區(qū)域，其空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)組成上，主要包括組合式空調(diào)箱、回風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)等。考慮到早晚兩個(gè)客流高峰，如果采取定風(fēng)量系統(tǒng)，必須要滿(mǎn)足早晚兩個(gè)客流高峰的風(fēng)量需求，這樣在非峰值，風(fēng)量浪費(fèi)嚴(yán)重，因此采取變風(fēng)量系統(tǒng)非常有必要。變風(fēng)量系統(tǒng)主要應(yīng)用變頻控制技術(shù)，變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)在于調(diào)節(jié)靈活，能夠使風(fēng)機(jī)的效率不會(huì)受風(fēng)量減少的影響，使得風(fēng)量能夠得到準(zhǔn)確的控制，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。此外，利用變頻控制技術(shù)進(jìn)行運(yùn)行速度的控制，還可以使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，這大大減輕了空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)變風(fēng)系統(tǒng)的使用壽命。

3.2 空調(diào)水系統(tǒng)流量調(diào)控

水系統(tǒng)是空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵，其中的冷凍水泵以及冷卻水泵容量往往依據(jù)車(chē)站最大設(shè)計(jì)負(fù)荷選取，并且最大負(fù)荷還留有余地。這就使得實(shí)際的空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行中，往往處于低負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)生大量的能耗。而使用變頻器進(jìn)行水流量的調(diào)控，則可以達(dá)到節(jié)能減排的目的，如在空調(diào)冷凍水泵中使用變頻調(diào)速，則能夠有效避免各個(gè)空調(diào)系統(tǒng)之間出現(xiàn)耦合關(guān)系。

3.3 空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式變頻調(diào)控

地鐵車(chē)站中的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)風(fēng)量以及水量進(jìn)行變頻控制，并且在不同的季節(jié)采取不同運(yùn)行模式，可以達(dá)到良好的節(jié)能效果。地鐵車(chē)站的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)往往根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，然而事實(shí)上，最大負(fù)荷往往只有在特殊的情況下出現(xiàn)，因此在平常空調(diào)負(fù)荷較小。在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中使用變頻控制技術(shù)，綜合空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷及工作情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，可以達(dá)到節(jié)能及降低運(yùn)營(yíng)成本的目的。

4 變頻控制技術(shù)在地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用效益

王憲等在2011年分析了深圳華僑城站使用變頻技術(shù)進(jìn)行地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)改造后節(jié)能效果的探究，結(jié)果顯示能耗從改造前一年的1329248kW下降到改造后的946425kW，變頻運(yùn)行能耗是定頻運(yùn)行能耗的71.8%，使用該控制技術(shù)每年可以節(jié)省31.4萬(wàn)元電費(fèi)，在3年后就可以收回改造成本。

楊巨瀾對(duì)2008年杭州某地鐵車(chē)站變頻控制效益進(jìn)行分析，結(jié)果顯示雖然變頻系統(tǒng)的前期投資要高于定頻系統(tǒng)，但是在后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，變頻系統(tǒng)的運(yùn)行效益更高，在運(yùn)行2年后就可以收回改造所追加的投資。

5 結(jié)語(yǔ)

將變頻控制技術(shù)應(yīng)用到空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，可以達(dá)到改善空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況、減少機(jī)械設(shè)備磨損、降低運(yùn)營(yíng)成本以及延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等方面的作用，這對(duì)提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果作用突出。因此在現(xiàn)代公共空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，大力推廣變頻控制技術(shù)的可行性高。

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（作者單位：廣東美的暖通設(shè)備有限公司）