地铁BAS系统节能控制方案研究

张震

摘要：本文对BAS系统相关内容的论述，对该系统以及系统节能控制方式有了更加清晰的认知。有关部门要认识到该系统的优势，要在深度研究系统内容的基础上，按照地铁实际运行情况与运行需要，科学利用系统制订出相应节能控制方案，以便通过科学调整冷水机组运行设备数量以及实施季节控制等手段，真正将系统具有的能耗控制功能完全发挥出来，以达到有效控制站内各环节能耗的目标，确保地铁系统可以朝绿色化以及节能化方向发展。

关键词：地铁BAS；系统节能；控制方案

1 导言

地铁BAS系统的诞生，大大方便了维护人员日常巡视的时间，提高了工作效率；同时也在灾害事故发生后，各项救助的快速反应上赢得了时间。地铁BAS系统有两方面的作用，其一是在正常工况下，BAS系统根据时间表或者工艺判断自动对环境设备进行模式控制，保证各类控制设备的正常准确的运行。其二是在事故或列车阻塞等灾害状态，能够迅速转换到灾害模式状态。

2 BAS 系统节能控制方式

2.1 改变空调系统运行方式

通过对本次地铁线路的全面调查与分析发现，地铁环境控制系统主要以全空气系统为主，因为地铁负荷特征，车站内风机的运行时间相对较长，且风机功率要远远大于普通空调系统风机功率，所以风机能耗水平相对较高。在早晚客流高峰，车站送风量也会达到相应峰值，系统定风量需要与峰值风量相符，但在其他时段，风量需求并不高，便会造成风量的浪费，所以对风量进行精准控制，确保风机效率可以始终保持在最佳状态，建议将变频变风量系统作为空调系统运行方式，以将能源消耗控制在最低[2]。

2.2 空调风系统节能控制

2.2.1 实施风管电动风阀控制通风系统一般位于大系统的空调机组送风管处，会在排风管以及回风管处安装调节阀，以通过单闭环方式实施控制。一方面，如果公共区温度传感器所测量的温度没有达到预期标准，表示此时属于热负荷较低的状态，可通过调小新风阀与排风阀、调大回风阀的方式，完成相应的闭环控制；另一方面，如果测量温度超过标准，表示热负荷增加，此时可调大排风阀与新风阀，并调小回风阀，以做好系统管控。

2.2.2 实施机组频率器控制可以通过调节 AHU 变频器频率的方式，对送风量进行科学调整，以有效管控末端温度。同时，使用变频器，还能达到良好的节能效果，按照电动机相似原理，转速与功率三次方成正比关系，所以当转速处于较低的状态时，其所消耗的能量也会随之大幅减少。

2.3 季节模式控制方式

该控制方式是风阀调节与风机频率调节方式的结合调节模式，会按照季节变换自动进行模式转换，以达到有效调节温度的目标，例如，进入夏季之后，系统会自动切换到小新风模式，会通过此种方式减少站内冷量的流失，以有效节约能量，确保可以通过对室内回风的运用，高效完成站内空间交换任务。在此过程中，BAS 系统会持续性控制新风阀、冷水机组以及回风阀等，并会将部分回风排出到车站之中，且部分回风会与新风再次混合，并经由表冷器冷却之后运输到相应的位置，而站内空气质量与最小新风量有着直接关联。

3 BAS系统在空调水系统上的节能控制策略分析

3.1 冷冻水阀的控制

冷冻水阀SDF安装在AHU的冷冻水回水盘管上，用来控制冷冻水流量。对于风系统具备调节功能的通风空调系统来说，调节SDF阀门开度的主要目的，就是使送风温度恒定。保证风系统侧的控制效果。对于某些地铁线路，采用的是定风量系统，那么SDF阀就随房间温度的变化而调节，但冷冻水的变化与温度变化之间存在大滞后环节，这种工艺在控制角度上来讲，难度大，效果差。

3.2 冷水处理机组的控制

3.2.1 流量控制法

一次泵系統由多台并联的水泵组成时，可以使用流量控制其运行台数，对于二次泵系统多个并联的二次冷冻泵，也可使用这种方法，对于一次泵，流量计安装于旁通管上；对于二次泵要求在供水管上安装流量计，而控制器会将现场的实测流量与给定的几个范围进行比较，计算出应投入运行的一次泵的台数。举个例子：某一次泵组有三台型号相同的水泵并联，并联的最大流量为Qm，旁通管测得实际流量为Q，则控制算法可为：

注意到控制范围是不连续的，这是为了当实测流量在控制范围连接处附近来回变化时，避免泵的频繁切换而设计的。

3.2.2 阀门开度控制

为了保证冷水机组的输出流量利用率，一般希望冷冻水阀SDF维持在一个较大开度范围，例如%=（83～88）%，因此，可以利用冷冻水阀的开度和二次泵的频率控制一次泵系统的运行台数。控制策略如下：

3.2.3 温差控制法

温差控制法多用于VWV系统，提到的温差是指空气处理单元（AHU）前后供回水管中冷冻水的温度差。其中T1为检测到的冷冻水回水温度，T2为供水温度，则温差At=T1-T2。当冷负荷增加，AHU中需要的冷量随之增加，At则会变大，反之变小。变水量空调系统要把供回水温差控制在一个值或一段范围之内（4～7）0C。一般来说，调节二次泵的频率可以使△f恒定，但当冷负荷发生剧烈变化时，△f会很大或很小，只调节二次泵的频率已经不能达到要求，这时需要控制一次泵和冷水机组的运行台数。控制算法设计如下：

4 结论

BAS系统引入合理的控制策略，对这些可调节的执行机构进行控制，主要目的是满足环境对空气的需求，另一方面，可以使设备的能耗随负荷的减少而降低，从而达到节能目的。 本文以上简略提出一些BAS针对地铁通风空调系统的控制策略。

参考文献：

[1]王建文.地铁BAS系统节能控制策略的研究[J].中国科技纵横，2012（10）：167-168.

[2]隋海美，陆源清.浅谈南京地铁一号线BAS系统的节能效应[J].发电与空调，2010， 31（1）：64-67.

[3]徐华.地铁BAS系统节能控制方式分析与研究[J].信息与电脑（理论版）， 2018（12）.

[4]江泳，刘垚.南京地铁BAS系统节能控制[J].智能建筑，2006（5）：41-44.

（作者单位：深圳达实智能股份有限公司）