淺議地鐵通風系統(tǒng)節(jié)能

姚迪 郭碩 張旭 施冠男 張凌宇 隋連生

摘 要：地鐵通風空調系統(tǒng)的實際運行能耗占地鐵總能耗比例很大，對地鐵車站通風空調系統(tǒng)進行節(jié)能控制，對地鐵節(jié)能具有重要意義。本文介紹了地鐵通風空調系統(tǒng)的組成，提出了地鐵通風空調系統(tǒng)節(jié)能的對策。

關鍵詞：地鐵;通風空調;節(jié)能

在城市交通運輸中，地鐵運營耗能巨大。隨著城市軌道交通網絡化運營時代的到來，地鐵的能耗問題引起了各個地鐵城市的密切關注，如何降低地鐵車站設備耗能問題逐漸成為軌道交通運營單位關注的焦點，也是迫切需要解決的實際問題。通風空調系統(tǒng)作為地鐵運營系統(tǒng)的重要組成部分和用電大戶，地鐵通風空調系統(tǒng)的實際運行能耗占地鐵總能耗的50%左右。通風空調系統(tǒng)是地鐵車站的必需品，地鐵環(huán)控系統(tǒng)在為乘客創(chuàng)造一個舒適安全的乘車環(huán)境的同時，耗能巨大，地鐵通風空調系統(tǒng)能耗費用給地鐵運營的壓力和挑戰(zhàn)是巨大的，但是空調系統(tǒng)因此也具有較大的節(jié)能潛力，對地鐵車站通風空調系統(tǒng)進行節(jié)能控制，對地鐵節(jié)能具有重要意義。

一、地鐵空調系統(tǒng)的組成

當前地鐵通風空調系統(tǒng)的設計相對較為成熟，當采用屏蔽門制式時，隧道通風一般采用雙活塞系統(tǒng)，車站軌行區(qū)設置排熱風系統(tǒng)，公共區(qū)采用全空氣一次回風系統(tǒng)，設備區(qū)采用全空氣或多聯(lián)機空調系統(tǒng)，空調水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，以及機械通風、冗余空調系統(tǒng)等。

二、風空調系統(tǒng)節(jié)能對策

1.在設計階段進行系統(tǒng)優(yōu)化設計

車站設計時，通風專業(yè)應積極配合建筑專業(yè)，優(yōu)化風道、房間的布置。風井或機房位置應保證管路通暢，協(xié)調減少土建直角彎，最大限度的減少不合理的結構導致車站能耗加大的情況。通風空調系統(tǒng)的設計，應強化節(jié)能意識。設計師應充分結合地鐵負荷特點，優(yōu)化系統(tǒng)設置，盡量減小風管直角彎，合理科學選擇空調設備，杜絕“大馬拉小車”的現(xiàn)象。

2.加強施工階段管理

通風空調系統(tǒng)實際運行的好壞與后期安裝和調試是否到位關系緊密。目前管道管路安裝、保溫施工、風量調試、設備聯(lián)動控制等方面，普遍存在著眾多問題。風管、水管等管路宜平直順暢，尤其是主干管，盡量減少彎頭等局部阻力大的管件，必須使用時應設置導流措施或弧形彎等。但在施工過程中，風管隨意變高變低、未設彎頭導流片、用直管斜接代替弧形乙字彎、靜壓箱漸擴接管改為平直接、風管進出口被其他管線阻擋等現(xiàn)象屢見不鮮，導致管道阻力大大增加、風機偏離額定工況點、風量得不到保證、運行能耗增加等。因此，應加強施工階段的通風系統(tǒng)的施工管理工作。

3.地鐵環(huán)控系統(tǒng)采用變頻控制

由于地鐵通風空調系統(tǒng)的設計是根據(jù)預測的遠期高峰客流運營條件來計算進行設計的，在客流量遠未達到設計值時，最有效的節(jié)能措施就是采用變頻器來調節(jié)流量、風量。另外，在運營初期，客流量起伏較大，同時一年四季和一天之內氣溫變化較大，若車站通風系統(tǒng)按照額定功率運行將造成極大的浪費，且站內溫度過低也將影響乘客的舒適度。采用變頻控制的空調系統(tǒng)主機能自動進行無級變速，根據(jù)地鐵內部環(huán)境負荷變化自動調節(jié)主機運轉速度，實現(xiàn)不停機運轉。在運營初期和晚上運營負荷較小時，依靠空調設備臺數(shù)控制或采取變頻措施以適應低負荷狀態(tài)。隨著變頻技術在空調系統(tǒng)中的應用日益成熟，傳統(tǒng)地鐵環(huán)控系統(tǒng)的定頻控制方式將逐漸被淘汰，在通風空調系統(tǒng)中加入變頻技術如今成為了新建地鐵項目和地鐵改造項目的重點和技術核心。

4.采用不同的運行模式

選擇合適的通風方式，不僅改善地鐵的運行環(huán)境，也減少地鐵的通風空調運營成本。夏季最大限度的減小新風負荷，合理利用過渡季節(jié)自然冷源是空調系統(tǒng)節(jié)能的有效措施。當站外空氣焓值大于車站空調大系統(tǒng)回風空氣焓值時，空調系統(tǒng)采用小新風加一次回風運行。當站外空氣焓值小于或等于車站空調大系統(tǒng)回風空氣焓值，并且站外空氣溫度大于空調送風溫度時，采用全新風空調運行，空調器處理室外新風后送至空調區(qū)域，回/排風全部排至車站外。當站外空氣溫度小于空調送風溫度時，停止冷水機組運行，外界空氣不經處理直接送至空調區(qū)域，回/排風則全部排出車站外。

5.加強運營期間風機系統(tǒng)的情節(jié)工作

在運營階段，車站的物業(yè)工作人員要及時清除通風系統(tǒng)設備濾網的灰塵，避免因為清理不及時風壓增大，消耗電能。

三、結語

隨著我國經濟和城市化趨勢的不斷發(fā)展，地鐵運客量逐年升高，列車對數(shù)和速度逐漸加大，從而導致了城市軌道交通能源消耗快速增長，能耗支出占運營成本的比重不斷增加，直接影響到地鐵運營企業(yè)的經濟效益，因此，地鐵節(jié)能降耗的問題已成為當前最為重要和緊迫的問題。在滿足室內環(huán)境舒適性要求的前提下，如何提高通風空調系統(tǒng)運行效率、大幅降低通風空調系統(tǒng)運行能耗，是城市軌道交通節(jié)能減排工作的重點。根據(jù)地鐵運營期的工作經驗總結分析，地鐵車站空調系統(tǒng)運行時根據(jù)實際負荷需求對風量、水量進行變頻控制，以及不同季節(jié)采用不同的運行模式，都能起到良好的節(jié)能效果。同時，通過優(yōu)化通風系統(tǒng)設計，加強通風系統(tǒng)的施工管理同樣可以達到節(jié)能目的。

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作者簡介：姚迪（1985-）男，吉林長春人，工程師，建筑環(huán)境與設備工程，主管，從事地鐵公司管線排遷工作。