地铁空调系统运行现状调研及节能途径分析

侯彦万 毕超

摘 要：地鐵空调系统是环控系统的最主要组成部分，包括冷水机组、冷冻循环水泵、冷却循环水泵、冷却塔、空调箱等设备，其中，地铁冷水机组是空调系统的重要组成部分，根据站内热负荷变化完成自身无级调节来满足车站内部环境，使得地铁站内的温度和湿度满足人员及机房设备冷却的需求。空调系统承担了通风、降温、除湿、洁净等功能，是车站机电系统不可缺少的部分。

关键词：地铁；通风空调系统；节能研究；可行性建议

一、地铁暖通空调系统的用能现状调查

（1）设计管理存在的不足。地铁暖通空调系统的设计本身对与空调节能有重要的影响，但是设计部门和工作人员并没有重视，因为地铁工程的设计时间比较长，所以有些技术问题并没有完全解决，在设计时就出现了问题，从而导致产品能耗超出预期，有些地铁站的暖通空调系统能耗甚至占据了总能耗的一半以上。随着节能技术和环保要求的提高，新的技术方案也逐渐显现出来，但是每一种技术方案都会存在不足。所以在选择设计方案的时候，因为各自的角度不同，所以给出的评价结果也不一样，如何选出最匹配的设计方案，这是地铁暖通空调系统设计时需要考虑的问题。

（2）地铁暖通空调系统的节能问题。有些单位认为只要完成了施工任务就可以放下重担，却忽视了对空调系统操作人员的培训，因为这些操作人员对于空调系统的认识非常有限，也没有安全操作和规范操作的意识。所以在地铁暖通空调系统运行时，有些操作人员会随意改变参数，却没有参考室外参数。《地铁设计规范》明确规定，在冬季地下空间的温度不能低于12摄氏度，但是实际情况却是很多城市的地铁冬季温度过高，有的城市设置为20摄氏度，还有的城市是25摄氏度，这样的温度不但会让乘客感到不舒适，还会增加暖通空调的能耗。一般来说，同一套系统会因为工作人员的操作差异，从而出现能耗方面的差异，差距最高可达到50%以上。

（3）公众对暖通空调的认识问题。公众对于暖通空调的认识非常有限，而且观点也非常片面。地下空间的空调系统或者采暖系统，应该是以人体的舒适度为准。但是大家普遍认为在夏季空调温度越低越好，而冬季则是越高越好，这和人体舒适性是相违背的，而且这样还会增加暖通空调的能源消耗。其实，室内外温度差异过大，人体对环境的适应性也会有所下降，从而造成身体的免疫力下降。因此，我们要加大对空调系统知识的宣传，改变公众对空调和采暖的错误理解，提倡节能建筑标准和冷热量的收费标准，提升公众的节能意识。

二、地铁通风空调系统节能优化措施

（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。

（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）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，但由于电机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。

（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。

（5）对地铁隧道空调系统的风压控制。根据地铁相关数据，地铁隧道空调的费用控制也是非常重要的，在很多时候，忽略了地铁隧道空调系统的风险控制，往往对地铁运行造成极大的危害。对于地铁隧道系统的空调的风向控制主要是，根据空调大系统先进行节能优化控制，然后采取针对性的地铁隧道，空调系统的风压控制，在定时定期对于隧道温度进行实际记录，采用前端反馈系统及时对数据进行处理，对隧道风机进行及时调整，这样可以有效节约用电，还可减少风机损耗，进一步优化了地铁通风空调系统的节能情况。

暖通空调系统节能是地铁节能的重要部分，所以本文对地铁暖通空调系统的用能现状进行了调查，并提出了有效的节能设计措施，从而满足国家乃至全球提出的节能减排要求，为社会环境发展作出贡献。

参考文献

[1]李杰.地铁暖通空调系统的用能现状调查和节能设计措施分析[J].建筑工程技术与设计，2017，13（01）：17-18.

[2]唐卫.浅谈地铁通风空调系统的节能设计[J].城市建设理论研究：电子版，2016，21（13）：15-16.