变频控制技术在空调通风系统中的节能应用探讨

陈雄艺

摘 要：空调通风系统在当前地铁车站中应用的比较普遍，利用系统可以实現地铁内部空气的流通，然而由于地铁车站的空间较大，空调通风系统在实际运作中往往会产生大量能耗。基于此，文章研究了变频控制技术在地铁空调通风系统中的节能应用策略，结果显示该控制节能技术能够收获良好经济效益及社会效益，可用于当前公共场所空调通风系统改造中。

关键词：变频控制技术；空调通风系统；节能

0 引言

地铁为人们提供了便利的交通出行服务，因而地铁车站每天拥有巨大流量，由于地下空气自身流动性较差，所以往往借助空调通风系统进行空气流通。空调通风系统运行过程，往往会产生大量电力消耗，在当前大力提倡节能环保的理念下，进行空调通风系统的节能控制尤为重要。

1 变频控制技术概述

变频控制技术是一种现代化信息技术，其技术特点主要包括节能减排、延长设备寿命、降低运行噪音等，因此该控制技术具有巨大应用潜力。变频控制技术应用于空调通风系统中，解决了以往通风系统运行费用高、设备容量冗余以及控制与调节不合理的问题，此外还有效避免了双机并联时运行效率下降的问题。

2 地铁车站空调通风系统的结构及变风量控制情况

现代地铁车站的环控系统具体被分成大系统、小系统与水系统3个子系统。其中大系统指的是动铁车站公共区域的空调通风系统；小系统指的是车站设备管理房中的通风系统；水系统主要为大系统及小系统提供冷源。

根据地铁车站的运行状况，一般在早晚上下班高峰人流量最多，因此系统风量的控制往往根据客流量进行计算，然而事实上，所选的变风设备的容量往往大于车站负荷，这使得空调通风系统经常在部分负荷下运行，风机采取的是恒定控制的方式，这难以达成运行节能。

3 空调通风系统中变频控制技术的节能应用

3.1 变风量控制

使用变频控制技术来达到降低空调通风系统节能的技术方案有3种。第一种是仅排热风机变频；第二种为排热风机与大系统均变频；第三种为排热风机与组合空调器、水泵等变频。根据地铁站的负荷特点，风机运行的时间一般都要比制冷机长，并且地铁站内部空间较大，因此风机的功率往往要比一般的建筑空调系统中的风机功率大。所以为了最大限度的达到节能效果，应将地铁车站节能重点放在风系统变频节能上。

3.1.1 隧道通风系统

站台下部以及轨道顶部的排热通风系统一般运行时间为车站运营开始到结束期间，因此为长期运行风机。该通风系统的主要作用是将列车进站、停站以及出站产生的热量排出，以盡可能减少列车本身的运行热量给车站内部造成影响，同时将地铁尾气排出。根据地铁运行的实际情况，常常采用变频风机进行风量调节，以便对风机的排风量进行合理的控制。

3.1.2 车站通风系统

车站为公共区域，其空调通风系统组成上，主要包括组合式空调箱、回风机、排风机等。考虑到早晚两个客流高峰，如果采取定风量系统，必须要满足早晚两个客流高峰的风量需求，这样在非峰值，风量浪费严重，因此采取变风量系统非常有必要。变风量系统主要应用变频控制技术，变频调速的优点在于调节灵活，能够使风机的效率不会受风量减少的影响，使得风量能够得到准确的控制，进而达到节能的目的。此外，利用变频控制技术进行运行速度的控制，还可以使启动电流从零开始，这大大减轻了空调通风系统对电网的冲击，延长变风系统的使用寿命。

3.2 空调水系统流量调控

水系统是空调通风系统的关键，其中的冷冻水泵以及冷却水泵容量往往依据车站最大设计负荷选取，并且最大负荷还留有余地。这就使得实际的空调水系统运行中，往往处于低负荷的运行状态，产生大量的能耗。而使用变频器进行水流量的调控，则可以达到节能减排的目的，如在空调冷冻水泵中使用变频调速，则能够有效避免各个空调系统之间出现耦合关系。

3.3 空调系统运行模式变频调控

地铁车站中的空调通风系统在实际运行过程中，对风量以及水量进行变频控制，并且在不同的季节采取不同运行模式，可以达到良好的节能效果。地铁车站的空调通风系统往往根据系统最大负荷及标准进行，然而事实上，最大负荷往往只有在特殊的情况下出现，因此在平常空调负荷较小。在空调通风系统中使用变频控制技术，综合空调系统负荷及工作情况，对设备进行合理调节，可以达到节能及降低运营成本的目的。

4 变频控制技术在地铁空调通风系统中的应用效益

王宪等在2011年分析了深圳华侨城站使用变频技术进行地铁空调通风系统改造后节能效果的探究，结果显示能耗从改造前一年的1329248kW下降到改造后的946425kW，变频运行能耗是定频运行能耗的71.8%，使用该控制技术每年可以节省31.4万元电费，在3年后就可以收回改造成本。

杨巨澜对2008年杭州某地铁车站变频控制效益进行分析，结果显示虽然变频系统的前期投资要高于定频系统，但是在后续运行过程中，变频系统的运行效益更高，在运行2年后就可以收回改造所追加的投资。

5 结语

将变频控制技术应用到空调通风系统中，可以达到改善空调通风系统运行状况、减少机械设备磨损、降低运营成本以及延长设备使用寿命等方面的作用，这对提高空调系统的节能效果作用突出。因此在现代公共空调通风系统中，大力推广变频控制技术的可行性高。

参考文献

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[2]廖裕生，冉井旺.变频控制技术在无油螺杆空压机系统中的节能应用[J].压缩机技术，2012，12（5）：44-46.

[3]刘委，刘桂恒.变频调速技术在中央空调系统上中的节能应用浅析[J].科技创新导报，2010，4（24）：119.

（作者单位：广东美的暖通设备有限公司）