地鐵BAS系統節能控制方式研究

廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510030

近十幾年來，我國整體軌道交通的建設進程不斷加快，各大城市地鐵線路的開通與開展不僅有效緩解了城市交通的擁擠現象，提升了人們整體的出行速度，還在降低生態環境的污染程度方面起到了重要作用。從整體發展趨勢來看，我國引入地鐵技術的時間相對較晚，其中BAS系統這種極具技術性的系統在地鐵線路的發展建設中沒有得到很好的利用。隨著近些年我國社會經濟的騰飛，越來越多的地鐵線路投入緊張的運營，漸漸地增加了BAS系統的應用，其在促進我國地鐵建設事業可持續發展的過程中扮演著極其重要的角色，同時也縮短了與國際上發達國家的技術差距。文章以某城市地鐵線路為研究案例，對地鐵BAS系統的節能控制方式進行研究。

1 改變空調系統的運行模式

研究結果表明，環境控制系統目前主要是采取全空氣系統的方式，以其為核心，由于具有一定的負荷特征，車站內風機的運行涉及較長的時間，再加上風機功率明顯超過了普通空調系統風機的實際功率，這證明了地鐵站內風機能耗水平較高。尤其是在早晚的客流高峰期內，地鐵車站內的送風量也在不同的時間段達到最高的峰值，并且風機系統的定風量要求與實際的峰值風量一致，而在除客流高峰期以外的其他時段，地鐵站內風機系統的風量需求較低，這就代表著地鐵站內風機系統存在風量浪費的情況，因此需要對地鐵站內的風量進行適當的控制，從而保證地鐵站內風機的效率能夠長期維持在良好的狀態。筆者認為，應通過引入一些具有變頻變風量性能的系統來作為地鐵站內主要的空調系統運行方式，從而高效地對地鐵站內的能源消耗進行科學合理的控制。在這一過程中，也要注意盡管引入了變頻變風量性能的系統能夠對地鐵站內的大空調系統的能源消耗起到控制作用，但在舒適度與實際節能方面存在一定的弊端，這會引起地鐵車站內結、站臺層、站廳層等不同位置存在明顯溫差的問題。再加上一些地鐵站本身建設在空氣濕度較大的位置，還會引發凝露的現象，從而嚴重地影響到地鐵乘客的舒適度，并埋下安全隱患。針對這種情況，筆者認為，應通過權衡地鐵站內的空調系統的性能特征，從而制訂出一套能夠同時兼顧乘客舒適度和節能要求的控制方案。

2 空調風系統節能控制

空調風系統節能控制主要包括兩個部分：（1）對風管電動風閥進行合理的控制。在一般情況下，通風系統通常都是設置在大系統的空調機組送風管位置，同時也在排風管與回風管等位置中進行調節閥的安裝，從而通過單閉環的方式來起到控制的作用。此外，如一些公共區域中溫度傳感器在進行溫度測量的過程中，其結構并未滿足預期標準要求，代表著現階段處于熱負荷較低的運行狀態，因此可以采取將新風閥與排風閥調小并將回風閥調高的方法，從而起到閉環的控制作用。另外，若測量溫度超過具體的標準，則代表著熱負荷進一步增加，在這種情況下，可以采取將排風閥與新風閥調大，同時將回風閥調小的措施，從而對整個系統起到合理管控的作用。在這一過程中，因為電動風閥的調節范圍受到條件的限制，所以可以采取在末端進行快速調節的措施，來對風閥起到調節的作用，最終避免發生風機效率浪費的現象。（2）對機組頻率器進行控制。筆者認為，可采取對節的措施實現送風量的合理化調整，這對有效末端溫度進行合理管控起到重要的作用。通過設置變頻器，也能夠起到高效的節能作用。根據電動機系統中的相似原理，轉速和功率三次方是一種正比的關系，因此在轉速狀態較低的過程中，轉速和功率這兩者之間所消耗的能量也進一步降低。在當前的發展階段，機組變頻的控制方案通常分為溫差控制與靜壓調節等。

3 季節模式的控制方式

在一般情況下，季節模式的控制方式指的是結合了風機頻率調節和風閥調節等的一種調節模式，該模式會根據季節的不同而自動完成變換，從而實現自動調節溫度的目標。簡單來說，夏季時，該系統會自動完成小新風模式的切換操作，通過采取這種措施來進一步降低站內冷量的不必要流失，從而起到節約能源的作用。同時，通過應用室內回風，還促進了站內空間的自動任務交換。在這一個環節中，BAS系統也會在一定程度上持續地將新風閥、回風閥、冷水機組等系統控制住，同時把部分回風自動排送到車站中，而部分回風還會和新風進行混合，通過表冷器冷卻后傳送到對應的位置，此時站內的最小新風量與空氣質量息息相關。一般情況下，在空調季時，全新風模式在夏秋和春夏季節交替之間得到了廣泛的應用，此時通過程序設定其具體的轉換時間。處于全新風模式的狀態下時，自動把排風閥和新風閥調到最大，同時也不需要借助站內回風閥來完成回風操作，這種情況下，新風閥就會自動作為新風進入表冷器的關鍵路徑，同時在設備內部實現制冷操作，最終在公共區進行熱交換操作之后再通過排風閥排出。

4 焓值自動控制模式

簡單來說，焓值指的是空氣中含有的全部熱量，該數值主要是以干空氣的單位質量為基準展開計算，同時單位質量物質的焓稱為比焓，指的是濕度和溫度兩者之間的綜合表現。在對BAS系統進行設計的過程中，首先要確認空氣中的具體焓值，從而判斷地鐵車站內部的溫度是否達標，如不達標則需要進一步將溫度調整到最舒適的狀態。在完成地鐵站內的具體焓值后，還要確認其最終的使用模式，從而建立起一個最理想的運行模式，最終將能耗控制在最低范圍內。BAS系統具體的結構組成如圖1所示。并且，還可通過充分利用焓值的具體判定方式來起到良好的控制作用，這是提升更精準的控制水平的重要基礎之一。與此同時，還可以靈活地根據外界具體的溫度變化，隨時對對應的控制模式進行靈活轉換與調整操作，從而使最終的調控溫度和時間表等數值更加科學，能夠有效減少不必要的能源消耗。

圖1 BAS系統基礎結構示意圖

5 合理調整系統冷水機組的運行臺數

對于合理調整系統冷水機組的運行臺數，相關部門需要注意在保證滿足具體負荷需求的基礎上，保證冷水機組能夠保持良好的運行效率與質量。一般情況下，建議運用冷量對冷水機組運行臺數實施控制。一般車站由2臺大機組以及2臺小機組組成，利用地鐵BAS系統的內部程序來對運行時間段的方式進行合理控制，并延伸到地鐵線路的非高峰與高峰階段，對其展開嚴格管控，再根據實際情況適當調整冷水機組的運行臺數，從而保證不同季節運行模式的自動調節及其管控效果良好，令整個BAS系統能夠長時間保持理想的運行狀態，這對降低能源損失率起到了重要的作用。

6 結束語

綜上所述，文章對地鐵BAS系統展開了深入的研究，從而更加精確地掌握了該地鐵系統與相關系統的節能控制方式。在設計BAS系統的過程中，要明確掌握BAS系統的實際優勢特征，從而在對系統內容進行深入研究的基礎上，根據地鐵線路的具體運行情況與實際需求，科學合理地利用BAS系統建立一套滿足實際需求的地鐵節能控制方案，最終促進地鐵系統朝著節能化的方向持續發展。