地鐵通風空調系統的運行現狀和節能措施研究

李曉健

摘 ? 要：隨著國家經濟的發展，地鐵工程建設逐漸受到人們的重視。通風空調系統作為地鐵建設中的重要組成，有效的系統建設對提升地鐵工程整體建設質量，促進能源消耗的降低有著重要的作用。因此，需要對地鐵通風空調系統的優化控制提高重視度，結合有效優化控制策略提升通風空調系統的控制質量，進而促進地鐵事業的可持續發展。

關鍵詞：地鐵通風空調系統;運行現狀;節能措施

1 ?引言

當前為了可以適應社會的發展，地鐵也在不斷的改進各方面的建設，作為地鐵重要的一部分通風空調系統的完善是非常必要的，而且通風空調系統作為地鐵車站的高能耗部分，它的功能一定要完整且做到有保證。因此，在通風空調系統的完善方面必須要重視起來，選擇合適的設備，有效地節約能源，做到有效地降低能耗。

2 ?地鐵空調系統的主要工作原理

當前，地鐵的空調系統主要由大系統，小系統以及水系統三個部分組成，實現對地鐵環境的有效，自動化調節。在實際地鐵運行過程中，主要負責為地鐵進行送風和排風的機械設備為空調送風機以及回排風機。而空調的使用，可以以水循環為基礎，將空調中用于制冷的冷凍水轉移到水系統中的冷水機組。冷水機組的主要工作原理，是以熱交換原理為基礎，對地鐵中存在的熱量進行有效轉移，將其排放到外界。冷水機組之所以能夠進行冷凍水的制造，主要是以壓縮機為基礎，對冷媒吸熱的過程進行不斷壓縮，以此制造冷凍水，然后將其轉移到空調系統之中，在空調機組中進行熱交換，最后將其制造的冷風輸送到地鐵站廳以及站臺之中。

3 ?地鐵通風空調系統的運行現狀

3.1 ?通風空調系統運行控制方面的不足

地鐵通風空調系統由隧道通風空調系統、公共區通風空調系統（簡稱大系統）、車站設備與管理用房通風空調系統（簡稱小系統）、水系統、多聯機備用空調系統等多個系統組成。通風空調運行控制方面包含較多的技術性問題，如風機水泵變頻調速控制策略、風水聯動節能控制系統技術等，這些技術的合理運用可以使通風空調系統達到節能減排的標準要求。但長期以來，通風空調系統運行控制方面的問題一直未被重視，做控制的不懂通風空調系統的原理，做通風空調系統的又不懂控制。再加上部分技術性的問題沒能得到很好地解決，進而導致地鐵通風空調系統運行耗能居高不下。因此，在眾多思考角度不同的設計方案面前，選擇取得結果最為全面的設計方案，成為設計與選擇地鐵通風空調系統形式的重要問題。

3.2 ?施工人員專業的技術能力不足

地鐵通風空調系統設備眾多、管線交錯、控制邏輯關系復雜。同時又和其它機電專業的管線同步交叉施工，在施工的過程中要協調好本專業各種管線之間、本專業與其它專業管線之間的空間布置等問題，使得管線的布置走向盡量平直順暢，以達到設計要求。因此地鐵通風空調工程系統的實施，需要施工工人具備起較強的專業技術能力。然而現在多數施工工人技術水平較低，不能很好的處理各種管線的關系，在實際的施工過程中管線隨意交叉轉彎，大大增加了管路的阻力，使得后期的運行能耗增加。因此，施工人員專業的技術能力不足，也可以被稱為地鐵通風空調系統的運行現狀之一。這一現狀的存在，需要施工單位采取合適措施對施工人員的專業技術能力進行提高。

4 ?地鐵通風空調系統的節能措施

4.1 ?通風空調系統運行控制方面

（1）在地鐵的通風空調系統中隧道排熱風機為變頻運行，排熱風機主要是排除列車停靠車站時車頂空調冷凝器的散熱及列車進站時電阻能耗制動產生的大量熱量，以防止熱量在隧道內聚焦使隧道溫度過高。標準車站一般在車站兩端各設置一臺排熱風機，功率大約55kW左右。如果不采取一定的運行策略，排熱風機在運營時間一直運行，那么車站排熱風機運行電量能耗相當之大。據了解，新線開通初期列車發車間隔一般為6-8min，列車停站時間一般不超過30s，如果僅在列車停站時開啟排熱風機，那么風機運行時間只有全時段開啟的1/15左右，節能效果相當顯著。但是由于大型風機的啟動比較困難，耗時較長，且在啟動過中對動力照明配電系統有較大的沖擊，從這個方面考慮，又往往不希望風機頻繁停止啟動。基于以上考慮，排熱風機在設計中選用變頻風機，在沒有列車進停站的大部分時間段低頻小風量運行使風機處于待機狀態低能耗運行，列車將要進站的前一定時間內開始啟動風機，待列車剛好停站時風機全風量運行，列車出站后，風機又重新進入低頻小風量運行。由于風機的功率與風量的3次方成比例關系，采取排熱風機非列車停靠時段低頻運行能顯著的減少地鐵車站運行能耗。

（2）風水聯動運行控制策略的研究。地鐵車站大系統采用全空氣一次回風系統，水系統采用分集水器旁通的一次水系統變流量系統。以往BAS系統往往只有全新風、小新風、通風幾種簡單的運行模式，而且水系統變流量只靠末端電動二通調節閥開通進行水量變化調節，大系統、水系統的控制各自相互獨立，控制模式簡單，運行能耗大。采用風水聯動運行控制，大系統組合式空調器、回排風機采用變頻設備，水系統的冷凍水泵、冷卻水泵采用變頻設備。通過對室內外空氣的溫度、濕度、焓值、CO2濃度參數，風管水管的流量、溫度、壓力狀態參數，地鐵車站客流量參數，組合式空調器、冷水機組、水泵等設備參數的采集，計算并記錄空氣處理機組的輸出能量趨勢，結合系統特性、循環周期、歷史負荷數據等推理預測未來系統的負荷。通過風水聯動控制系統運行計算，確定空氣處理機組、水泵、冷水機組的最佳運行參數，實現空調區域溫度和水量的精確控制，在保證服務質量的前提下，最大限度的降低地鐵通風空調系統的能耗。

4.2 ?對施工及運營人員進行培訓

施工人員和運營人員在通風空調節能方面都起著直管重要的作用。在很多施工單位看來，無論對施工人員進行崗前的培訓，還是入崗后的培訓，都既費時又費力，所以培訓工作沒能得到落實，施工人員的專業技術操作能力也就沒能得到提升。施工單位的這一想法是完全錯誤的，對施工人員進行培訓，使施工人員對通風空調安裝技術有較多的了解，可減少施工過程中很多不必要的錯誤的發生，確保施工的質量，也有利于通風空調系統的長期運行。可以在工程開始之前，由施工單位組織施工人員進行全面的施工知識講解，強化施工操作的科學性。另外施工單位還可以聘請專業的技術人員到培訓現場，為施工人員講解相關專業知識和現場操作技巧，在講解完成之后，需要由施工單位的組織人員出具相應的考核問卷。工程后期，可對地鐵運營人員進行節能系統應用的相關培訓，增強運營管理人員的節能意識，加強運營人員與設計人員之間的溝通。

5 ?結語

地鐵通風空調系統是由許多設施、許多系統形成的體系。各個設施之間相互影響、相互限制、相互合作。假設各個設施各體系可以單獨制約、相互不消融，單獨為戰，很容易形成局部體系產生不必要的能耗，并且使其體系難以高效地運行。因此，整合了各種設施、各種系統，且能根據負荷變化而變化的，具有一定預判能力的可控體系，在通風空調系統的穩固、高速、節能運營中是有著很重要的作用的。

參考文獻：

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