變頻控制技術在空調通風系統中的節能應用

文/紀育光

近幾年來，隨著我國現代交通行業的日益發達，地鐵的建設規模越來越大，成為現代城市居民出行的首選交通工具，因此，地鐵站就不可避免的會出現人口密度過大的問題。為了有效實現地鐵站內的良好通風，大多數地鐵站都會采用空調通風系統來提高旅客的舒適感。但不可否認，我國目前的空調通風系統中，仍存在一些不足之處，必須采取有效可行的方案不斷對其進行優化，變頻控制技術的應用就可以作為一種切實合理的思路。

1 變頻控制技術概述

變頻控制技術作為一種新時代新興的信息技術，具有輔助系統，節能減排、減少噪音、延長使用期限等功能，所以，這項技術將具有廣闊的應用前景。在空調通風系統中，變頻控制技術的有效利用可以解決原有能耗過大、運行成本太高和設備容量過剩等問題，能夠更加精準的完成控制與調節工作。

2 地鐵站空調通風系統的結構及變風量控制情況

一般來說，我國地鐵車站的環控系統主要由小系統、大系統、空調水系統、隧道通風系統四個部分構成。其中小系統與大系統是通風系統，而小系統則專職設備管理室的通風系統，大系統專指公共區域內的通風系統，水系統則為供源系統，是大系統和小系統冷源的來源地。隧道通風系統則分為區間隧道通風系統及車站隧道通風系統。

一般來說，地鐵乘客流量與城市上下班高峰的時間段是成正比例的，因此，客流量是系統風量控制的基本依據。但是在實際操作過程中，由于車站負荷遠遠小于變風設備的容量，也就導致通風系統常常不在全負荷情況下運行，風機則按照固定的控制模式，容易造成能源消耗。地鐵站空調通風系統的具體運行模式如圖1所示。

3 空調通風系統中變頻控制技術的節能應用

3.1 變風量控制

通過利用變頻控制技術可以實現空調通風系統的節能運行，主要來說有三種方式分別是：大系統與排熱風機均變頻，排熱風機變頻，組合式空調器與水泵、排熱風機變頻。一般情況下，在地鐵站內，風機運轉的時間要長于制冷機，并且由于地鐵自身面積大，人流量多的特點，其風機運轉功率也要大于普通建筑。由此來看，應該將風系統變頻節能作為重點，來實現空調通風系統的節能改造。

從車站開始運行到結束，軌道頂端及站臺下端的通風系統一直在運行，所以可劃分為長時間運行的風機。此通風系統通過排出地鐵進站、出站時所產生的熱量，以避免列車運行時產生過大熱量，從而保證了車站的正常運行。并且，該系統還有幫助地鐵排出尾氣的作用。可以將地鐵運行的基本狀況作為參考依據，利用變頻風機控制風量，從而實現風量與地鐵運行實際需要的符合。在隧道通風系統中應用變頻技術，可以有效提升風機啟動效率，降低機械沖擊，延長風機的使用期限。

車站的空調通風系統主要由排風機，組合式空調箱和回風機等構成。地鐵站內的客流量并非一成不變的，在上下班高峰期，人流量最多，因此，如果采用定風量系統，那么平均風量就必須滿足峰值，在客流量不多時，就會造成風量浪費。而采用變風量系統則可解決這一問題，使風量能夠與地鐵的實際情況相符，并且降低風量變化對風機功率的影響。變頻控制技術在變風量系統中的應用，可以有效提高風量調控的靈活性，實現能耗的節約。除此之外，它還可以有效調節運行速度，并且能使啟動電流以零為起點，實現了，空調通風系統對電網損壞的減少，能夠增加變風量系統的使用期限。

3.2 空調水系統流量調控

在空調水系統中，一般下都是將車站的最大負荷作為選擇依據來確定冷卻水泵和冷凍水泵的容量，甚至一些地鐵站水泵容量大約車站的最大負荷。這樣就導致空調水系統在實際運行過程中，有很大一部分時間處在低負荷運行的情況下，產生的不必要的能源消耗。如果采用變頻控制技術，則能靈活的依據實際狀況調節水量，從而盡可能避免能源消耗。比如，將變頻器應用于空調冷凍水泵中，則能有效的降低空調各個系統之間發生問題的機率。

3.3 空調系統運行模式變頻調控

圖1

如果能利用變頻控制技術對空調系統的實際運行進行變頻控制，也許不同季節及不同氣候采取個性化的運行模式，則能降低能耗。在傳統的空調系統運行模式中，車站最大負荷被作為系統運行的最低標準，但事實上，最大負荷只在極少數情況下出現，而在一般情況下，采用最大負荷，這會產生不必要的能源浪費。而如果能合理利用變頻控制技術，則可以全面考慮空調運行中的各個因素，合理調節各子系統，減少運營資金，避免過度能耗。

4 結束語

總而言之，傳統的空調通風系統運行模式將車站最大負荷作為運行標準，會造成大量的能源浪費，不符合節能環保的要求。而從實際應用效果來看，變頻控制技術的利用，確實可以顯著提高空調系統的靈活度，也可有效實現節能的目的。并且從現實要求來看，我國經濟發展對能源利用率也有了更高的要求。因此，在空調通風系統中應用變頻控制技術來靈活控制車站的風量及水量已經勢在必行。在實際操作過程中，要通過變風量控制、空調水系統流量調控、空調系統運行模式變頻調控等方面，來實現變頻技術的高效利用，切實降低空調通風系統的能源消耗，促進我國可持續發展的進步。