城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)設(shè)備節(jié)能技術(shù)淺談

金振綱

1 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗分析

城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在整個城市軌道交通能耗中占據(jù)著非常重要的作用，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，通風(fēng)空調(diào)在整個城市軌道交通能耗占比中高達60%。在通風(fēng)空調(diào)的選型方面，一般情況下是根據(jù)車站的最大負荷來確定的。在大多數(shù)情況下，通風(fēng)空調(diào)的運行是在選型負荷為60～70%的狀態(tài)下進行的，而在早晚高峰客流量比較大的時候通風(fēng)空調(diào)處于滿負荷運行狀態(tài)。地鐵的全天運行時間通常為16h，但是每天的高峰時段是1～2h。就我國目前已經(jīng)建設(shè)成功的地鐵工程而言，處于城市軌道交通中的通風(fēng)空調(diào)，不會根據(jù)車站設(shè)備的變化而發(fā)生改變，應(yīng)該始終保持恒定的運行方式，這樣一來就使得能源消耗問題增加。但是如果使城市軌道通風(fēng)空調(diào)的運行方式隨地鐵的運行負荷而發(fā)生變化，借助變頻節(jié)能的方法，就能夠?qū)崿F(xiàn)對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整，以此來實現(xiàn)節(jié)約能源的目的，從而最大限度的保障城市軌道交通的運營成本。

2 城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的特點

城市軌道的交通通風(fēng)空調(diào)的特點明顯，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①由于處于地下的城市軌道交通環(huán)境閉塞，和外界進行空氣交換時只能借助隧道以及車站的出入口。②具有車站照明、列車牽引系統(tǒng)及其他設(shè)備產(chǎn)生的巨大污染物以及內(nèi)熱物，同時列車在剎車的過程中，剎車閘瓦將會產(chǎn)生大量的粉塵，工作人員以及乘客由于新陳代謝產(chǎn)生的大量CO2氣體以及熱濕負荷，會造成空氣污染。③由于土壤具有比較緩慢的蓄放熱特性，因此使得處于地下的部分建筑物熱壑效應(yīng)顯著，同時還具有冬暖夏涼的特點。

3 城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備節(jié)能技術(shù)

3.1 風(fēng)水聯(lián)調(diào)智能優(yōu)化

為了有效的利用新風(fēng)中的冷熱量，就需要借助室內(nèi)負荷數(shù)據(jù)的真實記錄情況以及室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，同時借助機器學(xué)習(xí)算法以及前饋控制，來調(diào)節(jié)組合閥開度，以此來實現(xiàn)最佳供冷模式的供應(yīng)，這樣一來，不但滿足了系統(tǒng)對于冷負荷的需求，同時還有效降低了通風(fēng)系統(tǒng)中的能源消耗。在對系統(tǒng)進行運行調(diào)節(jié)的過程中，可以根據(jù)新風(fēng)，對于是否需要進行調(diào)節(jié)的情況作出相應(yīng)的判斷。此時，如果判斷出新風(fēng)有利，就可以引入新風(fēng)，以此來降低系統(tǒng)的冷負荷，如果新風(fēng)無利，就無需引入，從而有效防止新風(fēng)帶來的熱量，從而確保整個系統(tǒng)在最佳的通風(fēng)空調(diào)環(huán)境模式下運作。

3.2 冷源全局效率優(yōu)化

鑒于冷站內(nèi)設(shè)備之間的能耗存在耦合性，因此，在降低某種設(shè)備內(nèi)的能耗時，很有可能會提升整個系統(tǒng)內(nèi)部的能耗，比如，降低冷卻水的流量雖然有可能減少冷卻泵中能量的消耗，同時也有可能提升冷水機組中的冷凝溫度，從而降低冷水機組的運行效率；在增開冷卻塔風(fēng)機時，盡管對風(fēng)機的能耗有所增加，但是冷水機組的溫度也會跟著降低，以此來提升冷水機組的運行效率。面對這種情況，需要對系統(tǒng)的不同設(shè)備進行節(jié)能調(diào)節(jié)，因此應(yīng)該從全局的角度出發(fā)，控制節(jié)能系統(tǒng)，在開展該項工作的過程中，需要在各個設(shè)備中間設(shè)置灰箱模型，然后按照機器學(xué)習(xí)的算法，然后對處于各種工況下的運行方案加以優(yōu)化，并且給各個設(shè)備下達對應(yīng)的運行指令，從而對于冷源的整體效率實現(xiàn)全局性的優(yōu)化，以此來降低存在于空調(diào)系統(tǒng)中的能耗。

3.3 空調(diào)系統(tǒng)集中控制節(jié)能策略

（1）對負荷控制加以預(yù)測：借助預(yù)測算法來實現(xiàn)對空調(diào)負荷的預(yù)測，同時借助智能預(yù)控技術(shù)，對當前使用的水泵頻率進行調(diào)節(jié)，以確保當前的使用流量處于預(yù)期流量主公你太，在確保服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，保障供給需求量與冷量的相互匹配。

（2）控制溫差/壓差：借助PID算法，對水泵當前使用頻率進行調(diào)節(jié)，并且根據(jù)具體情況設(shè)置好溫度以及壓差。

（3）控制回水溫度：借助PID算法，將水泵的頻率調(diào)節(jié)至當前的回水溫度。

（4）并聯(lián)控制策略

應(yīng)該對多臺水泵的并聯(lián)運行系統(tǒng)加以控制，對于節(jié)能控制系統(tǒng)，應(yīng)該確保其發(fā)揮出節(jié)能效果，以保障整體系統(tǒng)的正常運行。

在節(jié)能控制系統(tǒng)運行過程中，需要對水泵的組合能耗進行實時監(jiān)測，并且借助優(yōu)選算法，完成對該組合泵組的預(yù)期能耗，通過對比選擇出能耗較低的組合泵組，以此來實現(xiàn)泵組的節(jié)能優(yōu)化效果。

（5）控制主機

在控制空調(diào)主機的節(jié)能系統(tǒng)時，需要根據(jù)空調(diào)負荷的變化，通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對目前總負荷需求的計算，根據(jù)歷史記錄，從而選擇出最為有效的組合投運，確保處于最高運行效率下主機群的持續(xù)運行。

空調(diào)臺數(shù)的選擇需要由程序來自動完成，以保障機組的高效運行，同時還應(yīng)該優(yōu)化冷卻水以及冷凍水的配送方案，對其實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，從而降低冷卻水以及冷凍水的能源消耗。

根據(jù)車站客流的實際運行情況以及天氣狀況的變化情況，來制定出對應(yīng)的時間表，并且根據(jù)設(shè)定好的時間，對設(shè)備運行進行自動啟停設(shè)置。

4 結(jié)束語

總而言之，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化，需要借助國內(nèi)外先進的技術(shù)以及工作經(jīng)驗來完成，以此來推動節(jié)能技術(shù)的不斷進步，并且不斷更新先進的技術(shù)。在此過程中，需要嚴格按照工程項目的實際情況來開展一系列工作，從而實現(xiàn)城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)節(jié)能效果的優(yōu)化。

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