變頻技術(shù)在地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

袁曉飛

摘要：地鐵已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的主要交通工具，在地鐵運(yùn)行高峰期怎樣保證其環(huán)控系統(tǒng)既能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為乘客提供優(yōu)質(zhì)的乘坐環(huán)境，又能保證節(jié)能降耗，是目前地鐵相關(guān)人員需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況了解后發(fā)現(xiàn)，目前多數(shù)地鐵系統(tǒng)中都采用了變頻技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)能在保證地鐵環(huán)控系統(tǒng)高效運(yùn)行同時(shí)，能減少能源的消耗。對(duì)地鐵環(huán)控系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)采用變頻控制技術(shù)可以將環(huán)控系統(tǒng)的內(nèi)在潛能充分激發(fā)出來(lái)，使其低壓配電系統(tǒng)在高速運(yùn)行同時(shí)節(jié)約能源，保證地鐵乘客的需求得到滿(mǎn)足。本文著重對(duì)地鐵環(huán)控系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行論述，同時(shí)探析了地鐵環(huán)控系統(tǒng)中變頻技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)控系統(tǒng)；通風(fēng)空調(diào)；變頻；應(yīng)用

1 地鐵環(huán)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

地鐵中包含的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備以及排風(fēng)系統(tǒng)都屬于環(huán)控系統(tǒng)的組成部分，如地鐵內(nèi)部通排風(fēng)中各種各樣的風(fēng)閥風(fēng)機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)中所包含的各種機(jī)組等。目前，在地鐵環(huán)控系統(tǒng)中多個(gè)設(shè)備都已經(jīng)普遍安裝使用了變頻器，在內(nèi)部配置整流器可以對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行校正，同時(shí)還裝設(shè)逆變器以及具有多種功能的控制電路，利用單片微型計(jì)算機(jī)并參照變風(fēng)量需求對(duì)環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行控制。而壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中要通過(guò)無(wú)位置傳感器矢量才能發(fā)揮控制功能，有效減少各種復(fù)雜空間帶來(lái)的影響，如高溫、高壓、封閉空間，從而達(dá)到通風(fēng)排風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)冷熱溫度控制的目的。

地鐵運(yùn)行過(guò)程中必須保證為乘客提供一個(gè)舒適、愉快的乘坐環(huán)境，因此在對(duì)地鐵系統(tǒng)的環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首要任務(wù)是在保證地鐵正常運(yùn)行同時(shí)為乘客提供舒適的環(huán)境。此外，還要針對(duì)地鐵車(chē)站公共空間的溫濕度變化規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證符合風(fēng)機(jī)變頻轉(zhuǎn)速的變化原則。通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可以將可編程控制器PLC當(dāng)作環(huán)控系統(tǒng)中的核心控制，對(duì)環(huán)控控制系統(tǒng)的要求是要在確保地鐵正常運(yùn)行的同時(shí)，保證車(chē)站公共空間及隧道排熱排濕符合標(biāo)準(zhǔn)要求，為乘客提供舒適的乘坐環(huán)境；還要將隧道內(nèi)部熱濕負(fù)荷控制在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。除此之外，地鐵車(chē)站中的各個(gè)環(huán)控系統(tǒng)與隧道環(huán)控通風(fēng)等設(shè)備以及各自的聯(lián)動(dòng)裝置、風(fēng)閥及組合式空調(diào)機(jī)組等要根據(jù)相應(yīng)要求安設(shè)IO接口，這樣才能實(shí)時(shí)與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，保證設(shè)備的狀態(tài)和信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性。

2 地鐵環(huán)控系統(tǒng)中變頻技術(shù)的使用

2.1 能源節(jié)約降耗

當(dāng)前我國(guó)在發(fā)展過(guò)程中著重追求可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，通過(guò)合理有效的措施實(shí)現(xiàn)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展。要使地鐵環(huán)控系統(tǒng)符合國(guó)家能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，可以應(yīng)用變頻技術(shù)。變頻技術(shù)是一項(xiàng)融計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)為一體的智能化控制技術(shù)，通過(guò)此技術(shù)能對(duì)地鐵環(huán)控系統(tǒng)的負(fù)載進(jìn)行合理調(diào)控，保證供電電網(wǎng)功率因數(shù)更加合理，從而實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約降耗的目標(biāo)。環(huán)控系統(tǒng)中安設(shè)變頻器可以對(duì)地鐵運(yùn)行中各個(gè)系統(tǒng)的能源降耗進(jìn)行跟蹤監(jiān)管，能對(duì)每個(gè)設(shè)備的用電情況進(jìn)行掌控，在深入比較后對(duì)控制方式及程序進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的，從而對(duì)變頻設(shè)備的故障發(fā)生情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)查，有效降低變頻設(shè)備故障的頻繁發(fā)生。通過(guò)使用變頻器，還能降低由于故障發(fā)生而造成的能源消耗，更有力地確保地鐵的安全、可靠運(yùn)行。

2.2 智能控制地鐵的熱濕負(fù)荷

地鐵車(chē)站內(nèi)的人流量在不斷變化的過(guò)程中會(huì)對(duì)車(chē)站內(nèi)公共空間內(nèi)的熱濕負(fù)荷發(fā)生影響，其負(fù)荷會(huì)隨著公共空間中空氣的變化而不斷變化。要對(duì)車(chē)站公共空間內(nèi)的通風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，首先要對(duì)引發(fā)負(fù)荷的波動(dòng)規(guī)律進(jìn)行全面掌握，而通過(guò)對(duì)變頻器中包含的溫濕度變送器數(shù)據(jù)的充分利用，能對(duì)環(huán)控系統(tǒng)風(fēng)道中進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)的情況進(jìn)行合理監(jiān)控和計(jì)算，并根據(jù)得出的數(shù)據(jù)對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而更合理地控制地鐵公共空間內(nèi)空氣的熱濕負(fù)荷。

2.3 有效保護(hù)環(huán)境

將變頻技術(shù)全面運(yùn)用于地鐵環(huán)控系統(tǒng)中，不僅能降低能源消耗量，還可以減少環(huán)境污染，有效控制地鐵內(nèi)環(huán)境的清潔。在對(duì)環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行變頻設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)地鐵水系統(tǒng)的變流量進(jìn)行改進(jìn)，這樣可以在節(jié)省電能的基礎(chǔ)上保證地鐵中各項(xiàng)設(shè)備保持最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，充分響應(yīng)了我國(guó)節(jié)能環(huán)保的要求。通過(guò)對(duì)變頻器的使用能降低空調(diào)水系統(tǒng)以及其中冷卻塔等水資源的使用量，在變流量模式下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。地鐵空調(diào)水系統(tǒng)中所附有的腐蝕性生物成分非常多，由于水流速偏低會(huì)對(duì)水管的材質(zhì)產(chǎn)生極大的影響，通過(guò)對(duì)變流量控制策略中冷水機(jī)組進(jìn)行控制，采用特殊的物質(zhì)對(duì)其進(jìn)行改造，確保水系統(tǒng)在變流量情況下達(dá)到節(jié)約能源和環(huán)保的目標(biāo)，更好地避免各種系統(tǒng)故障的發(fā)生。

2.4 有效延長(zhǎng)環(huán)控系統(tǒng)的使用壽命

地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的各項(xiàng)組成部分的使用期限是有限的，要在有限的時(shí)間內(nèi)延長(zhǎng)其使用壽命，可以在了解環(huán)境控制所需參數(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用變頻技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的智能化控制，對(duì)地鐵中環(huán)控系統(tǒng)的負(fù)載進(jìn)行合理調(diào)整，提高供電電網(wǎng)的功率因數(shù)，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的能源消耗現(xiàn)象，還可以保證地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)受到嚴(yán)重磨損，延長(zhǎng)電機(jī)的使用期限。此外，地鐵環(huán)控系統(tǒng)對(duì)變頻技術(shù)的使用，還能為維修人員工作提供便捷，通過(guò)變頻技術(shù)對(duì)電流限幅、過(guò)壓失速、短路等進(jìn)行有效維護(hù)，避免無(wú)謂的水資源及電能的浪費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)電器軟啟動(dòng)功能，同時(shí)對(duì)空調(diào)的水流量進(jìn)行規(guī)范調(diào)整，避免沖擊現(xiàn)象的發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，地鐵環(huán)控系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)消耗大量的能源，如果將變頻技術(shù)合理地運(yùn)用于地鐵環(huán)控系統(tǒng)中，能在規(guī)范控制風(fēng)機(jī)分級(jí)運(yùn)行同時(shí)，在地鐵的每個(gè)運(yùn)行階段根據(jù)需求的不同合理發(fā)揮變頻功能，從而降低地鐵的電能及水資源的消耗量，還能對(duì)各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，將能量轉(zhuǎn)化成效率的持續(xù)提升。變頻技術(shù)在環(huán)控系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的作用，可以達(dá)到地鐵環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能減排的目的。