浅谈地铁暖通空调系统设计中关键问题

张鑫

摘要：随着城市现代化进程的推进，地铁轨道交通得到了迅猛发展，但是由于其建设环境的特殊性，极大地增加了暖通空调系统设计的难度。暖通空调系统是地铁车站建设的重要组成部分，是确保地铁运行安全性与舒适性的重要保障，因此，了解和掌握暖通空调系统设计的关键问题，并相应采用合理的系統方案，可以最大程度的提升地铁暖通空调系统的设计质量。

关键词：地铁;暖通空调系统;设计;问题

1 当前地铁暖通空调系统设计常见问题

当前地铁在运行过程中依赖暖通空调系统调节地铁车站通风环境。它在正常运行过程中，通风系统会专门为乘客在地铁车站内创造一个可往返于地面至地铁列车的过渡性舒适环境空间，同时也为地铁运行设备管理用房提供相对符合工艺要求的环境空间。此外，针对列车阻塞在区间隧道内时，面向隧道通风系统阻塞区域提供良好的新风条件。另外，还可以通过通风系统协助排除地铁车站或区间隧道内可能发生的火灾事故，达到迅速排烟，为乘客安全撤离事故现场、及时有效开展灭火工作创造良好条件。不过就目前地铁暖通空调系统在设计应用状况来看，它依然存在各种技术性问题。

1.1 暖通空调系统运行技术参数设置缺乏科学化

地铁通风空调系统在系统节能方面是存在问题的。比如说它的系统运行技术参数设置缺乏科学合理性。地铁车站中的冷负荷变化范围是相当大的，其节能运行方式中设备出力会随着负荷变化而变化，这其中就包括了设备启停台数、变频调节方式等。根据调研结果进行分析，在设备处理调节方面存在两类情况：第一类是设备没有安装变频器，设备恒定出力[1];第二类是设备安装变频器，但日常运行中固定在特定频率上运行，变频器在这里只能起到将设备容量缩小的作用，这类情况无法随负荷变化动态调节。上述这两类情况占据了地铁车站通风空调系统中的绝大多数，只有少量车站能够真正实现随负荷变化变频调节。

1.2 空调系统设备与系统情况有待优化

空调系统设备与地铁车站综合系统情况都有待优化，客观讲某些地铁车站没有实现两大系统的相互协调。空调系统可能时常处于非饱和负荷模式，这导致绝大部分通风空调系统在自动控制系统应用方面容易出现各种运行操作问题。在该情况背景下它实际上影响了空调系统的整体运行质量与效率，无法实现能源节约与环境保护调整。另一问题就是调试不到位，考虑到通用性是多数暖通空调的共性，所以在设计施工过程中需要根据其相关要求作出运行调试安排，保证系统能够满足工程建设指标。实际上，目前许多企业在空调系统调试方面做得并不到位，也容易出现对照参数调试参数不统一的情况，此时必须对系统的运行管理与相关控制内容进行分析，保证做好各方面系统调控，将自动控制系统效能充分发挥出来，带动整个地铁暖通空调系统节能运作。

1.3 针对地铁暖通空调运行管理的效果不佳

在地铁车站暖通空调系统中主要需要考虑到能耗拆分问题，其中所涉及到的管理对象包括了空调机组、大系统风机、冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔以及隧道风机等。在车站通风空调系统中，空调机组、大系统风机与冷机是最主要能耗设备，共同消耗能耗占总能耗的大部分，但许多地铁通风空调都存在运行管理效果不佳情况，特别是冷冻水泵与冷却水泵占据了约20%的车站通风空调系统总能耗，这与冷机和空调机组能耗相比偏大[2]。针对该部分节能工作的重点不在于降低冷冻水泵与冷却水泵能耗，而在于通过冷冻水泵与冷却水泵进行冷机与空调机组调节，有效降低调节运行管理过程，优化管理效果。是否能做到管理到位的关键在于地铁车站中是否安装分项计量系统，是否能获得各个分系统的实际运行能耗。这里需要根据功率时间法进行估算，把握车站节能重点，有效提高冷机和大系统风机运行效率，降低冷机与空调机组、大系统风机运行效率。

2 地铁暖通空调设计要点分析

2.1 合理的改善地铁建筑物的围护结构以及保温性能

一般情况之下，要更进一步的实现地铁暖通空调设计的结论，就必须进一步改善地铁建筑物的围护结构方式，确保建筑具备有良好的保温性能。此时，可以通过减少建筑物的冷热损失等，更进一步达到绿色节能的要求。而想要更进一步的探究其是否具有良好的节能效果，可以通过围护结构的设置进一步的实现节能目的，合理的控制外表面积及空调冷负荷，在地铁暖通空调设计过程中，需要考虑到地铁建筑物造型以及美观性的要求，进一步的增强围护结构的热阻值。而为了进一步的确保地铁建筑物的节能效果，还可以从地铁建筑物的围护结构，同室内的热量所占围护结构造成热量比例展开考虑，同时采取较为有效的保温措施，实现节约暖通资源的目的[3]。

2.2 使用变频调速技术

一般而言，在地铁建筑物当中使用到的输配系统其主要任务就是直接的将冷热量经过输送系统，输送到地铁车站内部。而地铁建筑不同于以往的一般或者是非一般的非住宅建筑物。多数情况下，地铁当中的暖通空调电力消耗其中的大部分在于风机水泵输送以及分配过程中所消耗的能量，而这一原因是地铁建筑能耗过多的主要原因。在目前地铁系统当中空调机组、风机、水泵电力消耗中的集中供冷系统以及供热系统的水泵消耗的电能，占据了我国城镇建筑物运行电力消耗的1/10，而通过应用变频调速技术，能够进一步的节省这一部分的电力消耗，甚至有可能降低60%～70%的电力消耗。通过在地铁建筑的能量设计过程中应用变频调速技术，能够实现地铁暖通空调节能的要求。

2.3 降低输送系统动力能耗

地铁建筑物当中的动力能耗指的就是在能够获得系统运行过程中的风机以及水泵所消耗的电能，通过采取回收利用的方式，进一步的降低风机以及水泵所消耗的电能，从而更进一步的实现整个暖通空调系统的节能目的。而在工程的设计及实践过程中，想要更进一步的节省暖通空调的动力能耗，就可以通过将大温差应用于水系统当中，进一步的减少暖通空调冷冻水系统以及冷却塔水系统当中的输水量，从而更进一步的节约水量，降低水量输送过程中需要消耗的能量。除此之外，还能够通过降低管道的直径，进一步节约建设中的投入资金而达到节能目的[4]。

除此之外，还可以通过降低流速等，更进一步的控制水泵以及管路系统当中的流速，通过采取低流速，能够使得整个暖通空调获取更高的节能效果，从而更进一步提高整个暖通系统的稳定性。

第三，还可以使用具备更高输送效率的载能介质，通过应用输冷及输热过程中耗电能量小于空气的水进行输送，能够在输送相同的冷热量过程中，进一步节省水管管径，也能够进一步的解决地下建筑物当中水管管径所占的比例。

3 结语

在日常实际运行中，地铁通风与空调系统是耗电大户，为了提高车站内部的舒适性和尽可能降低运营成本，需要建立一套围绕地铁车站所展开的完整节能运行策略，做到对通风空调新风量的有效控制，保证做到地铁暖通空调系统节能运行操作。在该过程中，不但要合理调节风量，也要控制系统运行稳定，保证系统功能构建有效到位，合理调节送风阻力，最终保证在额定风量状态下送风，提高地铁暖通空调系统的应用价值。

参考文献：

[1]朱建章，孙兆军.地铁通风空调系统新观点[J].暖通空调，2015（7）：1-5.

[2]赵倩文.地铁暖通设计遇到的难题及解决措施[J].低碳世界，2016（35）：222-223.

[3]袁兴.地铁车站站房暖通空调设计[J].科技展望，2017（17）：158.

[4]顾彬彬.谈暖通空调系统节能设计[J].中华民居，2012（19）：14-15.