地铁通风空调系统节能的实现研究与思考

张海波

摘 要：地铁作为一种新型的交通工具有其独有的特性，因此地铁通风空调系统是地铁系统的重要组成部分，并且在地铁系统中占据地铁系统总耗能的近一半，其实对于地铁通风系统的节能控制是非常有必要的，不仅可以大大节省地铁通风空调系统的耗能，也为优化地铁系统打下了坚实的基础，在日常工作和维护保养中，希望地铁有关工作人员能够从实际情况出发，对所出现的问题采取相应的解决措施，真正实现地铁通风空调系统的节能，提高地铁的运行效率。

关键词：地铁通风空调系统；节能；研究；思考

1地铁通风空调系统节能优化意义

当前，我国地铁建设事业处于发展的黄金阶段，无论是我国本土技术的发展，还是西方先进技术的引入，都给地铁交通的发展提供了众多的机遇，与此同时，因为我国人口众多，无论是在建设规模还是在地铁客流量方面，都是遥遥领先于世界其他国家的，因此研究地铁通风空调系统节约是地铁可持续发展的必要途径。

地铁通风空调系统与一般交通工具中的空调系统相比，在整个地铁工程所占比例极大，通常来讲，通风空调机房所占面积是地铁设备用房面积的30%左右，并且运行能耗是地铁工程总能耗的三分之一，从这些数据可以看出加强地铁通风空调系统节能优化效率，对于地铁工程整体能源消耗节约的意义。

2通风空调系统能耗分析

2.1通风空调系统的组成

2.1.1隧道通风系统

隧道通风系统包含车站隧道排风系统与区间隧道通风系统两种。其中区间隧道通风系统由消声音器、组合风阀、风道以及隧道通风系统所组成。在具体功能上主要体现为，在系统运行期间、夜间列车停运后、晨间列车运营前，隧道通风系统可以采取全线机械通风的运行方式；在地铁日间正常运营过程中，则需要通过活塞将隧道内所存在的余湿与余热排除出去，一方面能够起到清洁空气的作用，另一方面也能够使隧道内气温保持恒定；当区间隧道被列车阻塞时，则需要于阻塞区间内投入适当的通风量，使列车内部的各项设备能够保持正常运行；在列车区间内发生火灾的情况下，既需要能够对烟气的注射进行严格的控制，另一方面也要能够将烟气充分排出在隧道区间以外，为现场人员的疏散创造一个良好的环境。

2.1.2车站大系统

车站大系统通常包含风道、排烟风机、小新风机以及空调机组所构成。在功能上主要体现为，在地铁系统正常运行的状态下，能够使乘客有一个更加舒适乘车环境，在出现火灾时，能够通过大系统将烟气立即排出，使乘客得到充足的迎面风速，使乘客能够安全疏散。

2.2通风空调系统的能耗分析

当前我国地铁车站广泛采用屏蔽门系统，空调负荷方面主要包含以下几种：指示牌负荷、设备负荷、照明负荷以及人员负荷等。设备负荷主要包含AFC系统负荷、电梯负荷以及自动扶梯负荷。空调系统湿负荷通常由维护结构湿负荷与人员负荷所构成。经调查研究发现，车站客流变化很大程度上会影响到空调总负荷，地铁在日间正常运营的状态有着比较大的客流变化幅度，尤其是在早晚高峰期间，而其他时间段客流量变化相对比较小。由此可知，在人员负荷方面也有着很大的波动。若空调装机系统在24小时内均依照装机容量全速运行，势必会造成能源资源的浪费，在空调系统负荷较小、客流量不高的情况下，则需要对依照实际负荷需求合理调节水量与风量，最大程度上实现能源资源的节约。

3地铁通风空调系统节能优化措施

3.1轨道排风机节能

首先在工程项目上的最不利原则来计算设计，考虑在最不利原则的场景下，系统的整体情况和优化情况。在还未到达最不利工作状况前，轨道的排风机是在很大程度上可以进行节能优化的，主要是通过对地铁运行时间运行频率的不同的调节做到节能方面的措施，首先对地铁的不同工况进行分类，根据具不同工况来进行调节。然后根据地铁离车站的具体位置的不同，来改变台风机的转速，地铁即将靠近车站时需要高速运转，地铁离开车站时或不在车站时需要低速运转，要么就需要系统及时对地铁的所在情况进行反馈，从而对地铁和排风机的相关要求作出响应，第三是在保证整体运行系统的温度条件下，尽可能减少排风机每天所运转时间，这样不仅可以减少排风机每天的运行负担，也大大提高了系统运行效率。

3.2空调大系统的节能优化

在系统前端收集新风量数据时，系统通过温度湿度可以测算出新风负荷大小，经过数据端的数据处理，例如在某一时段持票进站人数，站台等待人数等相关数据，系统前端作出人员负荷的估算，新风负荷和人员负荷两个较大变化量在系统前端就有了相应的反馈，系统可以直接对这两种复合干扰进行测算，直接参与前端控制的冷水量和空气量调节。这种前端反馈比系统整体反馈更有效，更及时，可能在数据测算上存在一定误差，但提高了整体地铁通风系统的节能优化，在一定程度上减少了系统负荷的波动，提升了系统整体运行效率和响应速度。

3.3变频调速控制节能

由于经济社会的不断发展，技术的不断完善，地铁通风空调系统中引入变频空调技术，变频调速技术在目前工程领域中应用非常广泛。由于地铁的特殊性需要对负荷变化进行调节，但由于电機频繁启动在过去的一般系统中对电机造成损害非常大，且频繁启动耗能较高。因此在引入变频调速控制系统后，这种问题将得到大大的改善，对于地铁负荷的不确定性以及设备运行工况对不确定性的及时反馈的工作效率将有效提升。主要实现对组合式空调机组，和回风机排风机的变频调速，根据新风负荷和人员负荷对空调运作进行调整。

3.4风阀控制新风量节能

根据相关数据统计，地铁在早高峰晚高峰的上下班时间，客流量可超过地铁全天的数据的一半以上，因此在早晚高峰时段，地铁的负荷量还是很大的。其他时段的人流客流量也在不断进行调整，因此很多数据都是不确定的。那么如果根据地铁客流量的最大量和最小量来设计空调机组，这是非常不科学且浪费资源的做法。因此对于全天的平均数据进行统计，引入前端反馈系统和变频调速系统，通过前段对数据的收集及时调整风阀的开启程度大小，从而控制整个地铁系统的新风量，也可以及时引入新风负荷的数据，从而为后续工作的展开进行了有效和扎实的铺垫。因此通过前端的风阀开启程度，从而调节整个系统的新风负荷，进一步提升地铁通风空调系统的节能优化。

3.5空调水系统流量调节

引入空调变频系统可以有效调节空调水系统的冷水量，在一定程度上减少能耗损失。经过变频调节之后，可以帮助个空调系统组成的整个系统的运行进行调节，提升系统整体运行效率。空调水系统流量调节主要利用恒压差的数据进行及时反馈，首先在系统内设置恒压叉的相关参数，这个参数可以作为前端数据的参照比对，及时进行前端反馈和调节。

结束语

随着我国交通技术的不断发展，对于地铁这一公共交通工具的设计已经日趋完善，在能源需求比较紧张的阶段，对于地铁通风空调系统节能是需要更加认真思考和设计规划的。在地铁通风空调系统的设计中，节能是重要的设计内容之一，节能首先要从地铁本身的实际出发，在详细的了解系统的结构和整体情况之后，对所存在和出现的问题都进行相对应的分析，采取相对应的措施。为地铁通风空调系统节能的实现做出进一步的推动和完善。

参考文献：

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