變頻節(jié)能技術(shù)在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

袁帥

（中鐵隧道勘測設(shè)計(jì)院有限公司河南洛陽　471000）

變頻節(jié)能技術(shù)在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

袁帥

（中鐵隧道勘測設(shè)計(jì)院有限公司河南洛陽471000）

緊跟著能源越來越稀缺，并對經(jīng)濟(jì)的發(fā)生以及人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的影響越來越嚴(yán)重，人們逐漸意識(shí)到節(jié)能的必要性。緊跟著我國經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，各項(xiàng)建設(shè)都獲得一定的成就，同時(shí)也對環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。為此，我國已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)型發(fā)展模式，從而能夠通過節(jié)能技術(shù)有效的促使能源利用率的提高。本文主要闡述了地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)容以及作用，并有針對性的分析了變頻節(jié)能技術(shù)在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，從而能夠促使節(jié)能技術(shù)的不斷優(yōu)化以及能源利用率的大大提高。

地鐵車站；通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；作用

前言

對于地鐵車站而言，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是耗能最大部分，為此，在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中采用變頻節(jié)能技術(shù)有著不容忽視的作用。在地鐵車站能耗中，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)耗能占據(jù)一定的比重，大約是其能耗的30%。同時(shí)在地鐵車站用電量中，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所占的比重大約是60%。可見，地鐵車站的節(jié)能工作是十分有必要的。當(dāng)前，我國很多的地鐵車站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要是恒定風(fēng)量系統(tǒng)，從而不能按照地鐵車站不同的運(yùn)營試件以及時(shí)段的負(fù)荷進(jìn)行合理的調(diào)整。為此，地鐵車站的能耗十分嚴(yán)重，緊跟著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻節(jié)能技術(shù)能夠有效的促使通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗的減少。

1　地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)容

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是由這兩部分組成的，即車站以及隧道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要內(nèi)容有大系統(tǒng)、小系統(tǒng)以及空調(diào)水系統(tǒng)。

1.1大系統(tǒng)

大系統(tǒng)能夠?yàn)榈罔F車站內(nèi)的乘客提供過渡性舒適的環(huán)境，其中公共區(qū)冷負(fù)荷的主要內(nèi)容包括新風(fēng)負(fù)荷、照明散熱、人體散熱等，而且對負(fù)荷波動(dòng)產(chǎn)生極大影響的因素是客流量。大系統(tǒng)主要有組合式空調(diào)器、回排風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)等部分，同時(shí)，大系統(tǒng)也包含了三種運(yùn)行情況，即空調(diào)季節(jié)小新風(fēng)工況、空調(diào)季節(jié)全新風(fēng)工況、非空調(diào)季節(jié)工況。車站的空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量是由高峰期的客流量來確定的，同時(shí)，根據(jù)該客流量能夠設(shè)計(jì)出車站通風(fēng)設(shè)備以及空調(diào)設(shè)備等，比如，長沙地鐵一號(hào)線的遠(yuǎn)期客流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于初期的客流量，為此，設(shè)備的容量一定要高于初期的負(fù)荷。就算是遠(yuǎn)期客流量，但緊跟著每天氣候以及客流量的變化，車站負(fù)荷也會(huì)隨之而改變。當(dāng)不運(yùn)用有效的節(jié)能技術(shù)的時(shí)候，一定會(huì)導(dǎo)致地鐵車站運(yùn)營成本不斷提高，并加深了能耗的影響程度。所以，大系統(tǒng)的回排風(fēng)機(jī)一定要運(yùn)用變頻技術(shù)來調(diào)節(jié)，從而確保車站負(fù)荷變化與空調(diào)風(fēng)量基本上一致，即不單單能夠更好的進(jìn)行節(jié)能，同時(shí)也能達(dá)到地鐵車站公共區(qū)空調(diào)的要求。

1.2小系統(tǒng)

對于設(shè)備管理用房空調(diào)負(fù)荷而言，受到外界的影響大，同時(shí)也相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定。由于負(fù)荷變化和小系統(tǒng)所運(yùn)用的定流量系統(tǒng)基本一致，當(dāng)運(yùn)用變流量系統(tǒng)的時(shí)候，會(huì)促使系統(tǒng)的控制難度加大，同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致節(jié)能作用不能得到充分發(fā)揮，且投入的成本也會(huì)增加。為此，對于小型的排風(fēng)機(jī)而言，不應(yīng)該運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)。

1.3空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)是由冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、冷水機(jī)組等組成的，由于空調(diào)水系統(tǒng)的容量大，為此，其用電量占據(jù)地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用電量的大部分。因?yàn)轱L(fēng)系統(tǒng)能夠按照負(fù)荷的實(shí)情而隨之變化，為此，冷卻水泵以及冷凍水泵一定要運(yùn)用變頻技術(shù)，從而能夠促使空調(diào)系統(tǒng)作用的最大化，通常情況下能夠運(yùn)用先對風(fēng)量進(jìn)行改變?nèi)缓笤诟淖兯康目刂剖侄巍?/p>

2　通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的作用

對于地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)而言，可以在列車運(yùn)行的時(shí)候，排除多余的熱量以及溫度，從而能夠?yàn)槿藛T提供一定的新風(fēng)量，為地鐵車站內(nèi)的人員提供舒適的環(huán)境，并能夠達(dá)到設(shè)備運(yùn)行所要求的溫度。當(dāng)列車在區(qū)間隧道的時(shí)候，能夠?yàn)樽枞膮^(qū)間供給合理的通風(fēng)量，從而能夠確保列車各設(shè)備的順利運(yùn)行，更好的促使車廂內(nèi)的乘客快速適應(yīng)所在的環(huán)境。此外，如果出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能夠科學(xué)的進(jìn)行排煙，從而能夠?yàn)榈罔F車站內(nèi)的人員提供一定的新鮮空氣，同時(shí)也能形成迎面風(fēng)速，更好的撤離乘客。

3　通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控

3.1隧道通風(fēng)系統(tǒng)

對于軌道頂部以及站臺(tái)下部的排熱通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)而言，每一天都會(huì)由地鐵開始運(yùn)作的時(shí)候開始運(yùn)作直到地鐵停止運(yùn)營的時(shí)候才會(huì)結(jié)束，可見，這是長期運(yùn)行風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)能夠在地鐵進(jìn)出站的時(shí)候所產(chǎn)生的熱量有效的排出，從而能夠避免列車因?yàn)闊崃窟^高而對車站產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)，該風(fēng)機(jī)也包含了排煙作用，從而能夠?yàn)榈罔F車站提供舒適的環(huán)境。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)排風(fēng)量不一樣、發(fā)熱量不一樣以及近遠(yuǎn)期列車對數(shù)不一樣，為此OTE/ UPE風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)運(yùn)用變頻風(fēng)機(jī)對風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而不單單能夠有效、輕易的對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，同時(shí)也能確保風(fēng)機(jī)作用的有效發(fā)揮。

3.2地鐵車站通風(fēng)系統(tǒng)

地鐵車站通風(fēng)系統(tǒng)主要包括空調(diào)新風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)以及組合式空調(diào)箱等，以前，通常都是運(yùn)用定風(fēng)量運(yùn)行，并通過節(jié)能設(shè)備的運(yùn)作臺(tái)數(shù)來滿足車站的負(fù)荷實(shí)情。因?yàn)榇嬖诟叻迤诳土髁?，從而?dǎo)致送風(fēng)量的波動(dòng)比較大。在運(yùn)用定風(fēng)量系統(tǒng)的時(shí)候，一定要達(dá)到高峰期客流量的風(fēng)量，但是在不是高峰期客流量的時(shí)候，風(fēng)量就會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的浪費(fèi)。當(dāng)根據(jù)平常的風(fēng)量來對風(fēng)機(jī)能耗進(jìn)行計(jì)算，風(fēng)機(jī)能耗十分嚴(yán)重，為此，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用變風(fēng)量系統(tǒng)。

風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)是風(fēng)機(jī)風(fēng)量最優(yōu)化的方法。由于變頻調(diào)速具備一定的靈活性，同時(shí)也能進(jìn)行無極調(diào)節(jié)的特征，從而能夠確保風(fēng)機(jī)的效率不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)量的減少而隨之而變化，通過有效的控制風(fēng)量，能夠促使節(jié)能的最優(yōu)化。據(jù)調(diào)查，在運(yùn)用變頻調(diào)節(jié)變風(fēng)量的時(shí)候，如果風(fēng)量是預(yù)計(jì)風(fēng)量的50%的時(shí)候，能夠有效的減少27%的電流，從而能夠促使送風(fēng)動(dòng)力的減少，最終能夠充分發(fā)揮節(jié)能的作用。同時(shí)，在運(yùn)用變頻調(diào)速的時(shí)候，變頻器所具備的軟啟動(dòng)作用能夠促使啟動(dòng)電流由零開始，對電網(wǎng)的沖擊會(huì)逐步減輕，并能夠?qū)﹂y門以及設(shè)備的壽命進(jìn)行延長，最終能夠減少設(shè)備的維護(hù)成本。

3.3空調(diào)水系統(tǒng)調(diào)控

對于空調(diào)系統(tǒng)共而言，冷卻水泵以及冷凍水泵的容量是根據(jù)車站的負(fù)荷最大而制定的，同時(shí)也存在一定的余量。就實(shí)際情況而言，空調(diào)系統(tǒng)基本上都是在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行的，為此，運(yùn)用變頻器有效的對水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)能夠促使能耗的減少。對于空調(diào)冷凍水泵的變頻調(diào)速而言，主要是通過恒壓差來控制的，從而能夠更好的防止空調(diào)系統(tǒng)間的耦合關(guān)系，而且，調(diào)節(jié)單個(gè)空調(diào)系統(tǒng)并不會(huì)對其他的系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。對于控制冷凍水泵而言，應(yīng)該運(yùn)用分水器以及集水器的旁通閥壓差作為標(biāo)準(zhǔn)來對冷凍水泵的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.4空調(diào)系統(tǒng)調(diào)控

在運(yùn)行地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，要按照具體的負(fù)荷要求變頻控制水量以及風(fēng)量，同時(shí)，對于不同的季節(jié)應(yīng)當(dāng)運(yùn)用不一樣的運(yùn)行方式，從而能夠更好的進(jìn)行節(jié)能。同時(shí)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)也能滿足節(jié)能的要求。對于傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)計(jì)而言，主要是以達(dá)到系統(tǒng)負(fù)荷最大化為基準(zhǔn)，但是，在運(yùn)行的很多時(shí)間中，負(fù)荷最大化的情況是很少出現(xiàn)的，同時(shí)空調(diào)負(fù)荷的變化波動(dòng)也很大，通常都是在40%左右。對于地鐵車站而言，由于人員的流動(dòng)性很大，負(fù)荷的變化很明顯，通常情況下，早上以及晚上的負(fù)荷要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平常的時(shí)段。有效的運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)能夠按照負(fù)荷的實(shí)際情況適時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及設(shè)備，從而能夠在提供舒適環(huán)境的同時(shí)，能夠有效的減少地鐵車站的成本，并能夠有效的節(jié)約能源。

4　結(jié)語

通過運(yùn)用變頻技能技術(shù)，不單單能夠有效的促使地鐵環(huán)控系統(tǒng)成本的降低，同時(shí)也能不斷優(yōu)化通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，減少設(shè)備的磨損機(jī)率，促使設(shè)備壽命的延長。同時(shí)，通過不斷提高設(shè)備啟動(dòng)性能，能夠促使電網(wǎng)的沖擊大大下降，并能夠降低噪聲的影響力度，不斷提高地鐵車站的管理水平。此外，緊跟著變頻節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)在很多的領(lǐng)域中有效的發(fā)揮其作用，為此，對于地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)而言，應(yīng)當(dāng)逐漸引入該技術(shù)。

[1]肖迎俊.變頻節(jié)能技術(shù)在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用[J].黑龍江冶金，2014，06.

[2]楊子嘯.地鐵車站通風(fēng)空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2009，12.

U231.5

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1673-0038（2015）40-0279-02

2015-9-17