地鐵通風空調節能設計探究

李瀅

摘 要 地鐵通風空調系統是保證地鐵內部環境溫度及濕度的重要環節，為乘客提供舒適的乘車環境及保證站內設備良好的運行提供必要的環境。由于地鐵通風空調系統的能耗大，對地鐵通風空調系統進行科學合理的設計，在滿足地鐵遠期客流需求下，要注重使用變頻技術和綜合控制技術，來實現節能效果。

關鍵詞 地鐵通風;空調節能;設計

1地鐵通風空調系統的組成

1.1 隧道通風系統

隧道通風系統包含區間隧道通風系統及車站隧道通風系統與兩種。其中區間隧道通風系統由活塞風道、機械風道以及隧道風機（TVF）及相應的閥門所組成。車站隧道風系統由排熱風道、軌頂排熱風道（OTE）、軌底排熱風道（UPE）、排熱風機（U/O風機）及相關閥門組成。在地鐵日間正常運行過程中，通過活塞風效應為隧道提供新鮮空氣以及將隧道內留存的余濕、余熱排出。隧道通風系統在正常工況下，一方面能夠起到清潔空氣的作用，另一方面使隧道內氣溫保持恒定[1]。

1.2 公共區通風空調系統（大系統）

公共區通風空調系統（大系統）通常包含組合空調機組、回排風機、小新風機以及排煙風機及相關閥門所構成。正常運行時為乘客提供過渡性舒適環境，事故狀態時迅速組織排除煙氣。

1.3 設備及管理用房通風空調系統（小系統）

設備及管理用房通風空調系統（小系統） 通常包含柜式空調機組、回排風機、新風機、排煙風機、排煙風機及相關閥門所構成。

1.4 空調水系統

空調水系統有冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、集水器、分水器等設備組成。為車站公共區及車站設備管理用房提供冷源。

2通風空調系統能耗分析

2.1 通風空調系統的能耗分析

當前我國地鐵車站廣泛采用屏蔽門系統，空調負荷方面主要包含以下幾種：人員負荷、設備負荷、照明負荷、指示牌負荷等。設備負荷主要包含AFC系統負荷、電梯負荷以及自動扶梯負荷。空調系統濕負荷通常由維護結構濕負荷與人員負荷所構成。經調查研究發現，車站客流變化很大程度上會影響到空調總負荷，地鐵在日間正常運營的狀態有著比較大的客流變化幅度，尤其是在早晚高峰期間，而其他時間段客流量變化相對比較小。由此可知，在人員負荷方面也有著很大的波動。若空調裝機系統在全天24小時均依照裝機容量全速運行，勢必會造成能源資源的浪費，在空調系統負荷較小、客流量不高的情況下，則需要對依照實際負荷需求合理調節水量與風量，最大程度上實現能源資源的節約[2]。

3現階段存在于地鐵空調系統的節能方法

3.1 前期設計的節能思想

（1）制度安排的優化。在地鐵規劃設計之初，需要設計專業與建筑專業相配合，在結合地鐵位置和資金等情況的基礎上，科學地設計排風系統和機房的位置。這兩個地方要求保持通風順暢，同時盡可能地減少因為不合理設計而造成通風管路過長、彎頭過多帶來的能量消耗的情況。為了設計出的空調系統達到了節能的效果，設計者必須具備節能意識，應控制風管風速及減少風管局部壓頭損失，從控制風機功率著手，從而降低空調系統負荷。小系統盡量按房間使用時間及室內設計參數的不同劃分系統，即27℃與36℃房間分開設置系統，空調與通風房間盡量分開設置系統，達到節能目的。

（2）傳送溫差較大的風。存放設備的機房，需要提高送風溫差，在風的溫差變大以后，送風量就會相應降低，如此，就能減少柜式空調機組的投資成本。地鐵供變電和發熱電氣設備房，若是能夠讓機器在空轉的過程中不結露，就能夠提高送風溫差，達到降低負荷的目的。

3.2 車站的監控設備

目前，地鐵通風空調系統中必不可少的系統為環境與設備監控系統，該設備通過對風量的操作和車站溫度以及其他參數的控制來實現通風空調系統的節能目的，有效地降低了空調系統運轉時的負荷。

3.3 變頻技術的運用

（1）隧道風機選用變頻風機

日常非事故工況運行時低頻運行，一方面耗能大為減少，另一方面也降低噪聲對外界的影響;事故工況運行時是采用高頻運行。

（2）U/O系統變頻運行

在列車正常運營期間，按綜合監控系統設于車站段的感溫光纖所測得的溫度值控制其運行頻率。當車站段隧道溫度低于室外溫度時，U/O風機可不運行;隧道溫度介于某一區段（初定30～35℃），且高于室外溫度時，U/O風機降頻運行;隧道溫度高于35℃，且高于室外溫度時工頻運行。

（3）大系統組合式空調機組及回排風機變頻

根據室內外焓值確定工況。當站外空氣焓值大于車站空調大系統回風焓值時（i室外>i室內），按小新風空調工況運行。即關小回排風機正壓端的排風閥，回風與新風混合后經組合空調柜處理后送入公共區。當站外空氣焓值小于或等于車站空調大系統回風焓值且高于空調送風焓值時（i送風≤i室外≤i室內），采用全新風空調運行，關閉空調新風機，打開全新風閥，關閉回風閥，充分利用室外焓值較低的新風，經組合空調柜處理后送入公共區。回排風機風量全部排出室外。當站外空氣焓值小于空調送風焓值時（i室外

（4）空調水泵變頻控制

采用一次泵變頻水系統，部分負荷下，盤管側的實際需水量相應降低，降低冷水流量，為進一步減小水力輸送系統的能耗。在現實情況中空調系統不會是高負荷運行的，往往是低負荷狀態下運轉的，所以，通過變頻控制水量能夠達到節能的目的。

4結束語

隨著地鐵的快速發展，地鐵空調系統的節能將成為設計人員重點關注的問題。地鐵站空調設備在運行過程中，能夠通過水量狀況來達到對其運行頻率操控的目的，同時在不同的季節內能夠選擇不同的工作方式對于節能都有良好的效果。

參考文獻

[1] 汪振嶺.地鐵通風空調系統節能的實現研究與思考[J].信息化建設，2019（3）：264.

[2] 姜金言，王海霞.地鐵通風空調系統節能分析[J].建筑技術開發，2019，43（8）：111，115.