地鐵車站房間節(jié)能方案的研究

楊祎

摘要：地鐵車站工作及設備用房是地鐵運營服務保障的重要場所，通常一座地下車站，共設置有50-80個工作用房及設備用房。車站日常設有值班人員值守的房間僅有車站控制室、值班站長室等房間，僅占總房間數(shù)量的2%左右。考慮車站運營成本，其余房間工作照明均應在無人時關(guān)閉。但由于工作人員的習慣等因素，不能在使用房間后及時關(guān)閉照明，導致用電浪費，長時間開啟照明甚至加速線路及電器件老化，誘發(fā)火災。本論文主要針對此問題，對地鐵車站用房節(jié)能開關(guān)選用方案進行對比并評價總結(jié)，通過節(jié)能開關(guān)實現(xiàn)人走電斷。

關(guān)鍵詞：地鐵車站房間;節(jié)能降耗;開關(guān)

1、概述

地鐵運營過程中電力能耗巨大，主要可以分為牽引用電、設備用電及工作用電等。各類用電設備由于安全隱患引起的火險事件，也成為了用電安全管理的重中之重。其中設備用電及工作用電的能耗浪費及安全隱患問題尤為突出。工作用電中電量消耗最大的系統(tǒng)是照明系統(tǒng)，因此針對照明系統(tǒng)進行節(jié)能及安全改造尤為重要。

所有地鐵車站房間內(nèi)應安裝有應急照明系統(tǒng)及工作照明系統(tǒng)。應急照明系統(tǒng)用于地鐵站內(nèi)突發(fā)事件發(fā)生時的應急照明，在日常處于常閉狀態(tài)。工作照明用于日常工作時房間所需的照明。一般一間40平米的房間至少設置有一組應急照明及一組工作照明，每組照明約為80瓦。車站內(nèi)房間工作照明總計約有6400瓦左右，根據(jù)公式W=Pt，每日消耗153.6度電，每年每站約56064度電。

由于各工作房間及設備房間有不同的巡視檢修計劃，按照每日一次巡檢計算，每次巡檢約在30分鐘以內(nèi)，各房間工作照明實際有效用電每日約為3.2度。如各房間在無人時關(guān)閉工作照明每站每日可節(jié)約用電150余度，每年每站節(jié)約用電54750余度。

本論文針對市場上不同類型的節(jié)能開關(guān)特點進行對比，并結(jié)合天津地鐵節(jié)能改造實例，對地鐵車站用房節(jié)能開關(guān)選用方案進行對比并研究。

2、對比分析

目前市場上的節(jié)能開關(guān)可大致分為機械開關(guān)及感應開關(guān)兩大類，機械開關(guān)包括機械定時開關(guān)，感應開關(guān)主要有聲控感應開關(guān)、微波感應開關(guān)、紅外感應開關(guān)和超聲感應開關(guān)4種。本論文既對上述5種開關(guān)進行比對分析。

2.1使用環(huán)境

由于地鐵站內(nèi)各類設備噪聲較大，且列車通過車站是會引發(fā)輕微震動，聲控感應開關(guān)會被頻繁誤觸發(fā)，因此聲控開關(guān)不適用于地鐵站環(huán)境。

通信、信號、電力設備機房內(nèi)有微波輻射及電磁輻射，微波感應開關(guān)會被頻繁誤觸發(fā)，因此微波感應開關(guān)不適用部分設備房間。

風室、活塞風室內(nèi)因設備動作有較強的氣流，超聲感應開關(guān)會被頻繁誤觸發(fā)，因此超聲感應開關(guān)不適用風室類房間。

機械定時開關(guān)、紅外感應開關(guān)對環(huán)境要求較少，基本可以試用于所有房間。

2.2節(jié)電效率

評價各類開關(guān)在實際應用時，是否仍然會造成一定的用電浪費，在同樣環(huán)境下的節(jié)電率見表1。

2.3安裝實施

評價各類開關(guān)在實際安裝或開關(guān)改造替換時的實施難度，見表2。

2.4故障率

評價各類開關(guān)可能發(fā)生的故障點，以評價開關(guān)故障維修率，見表3.

2.5成本

評價各類開關(guān)采購成本，市場上機械定時開關(guān)、紅外感應開關(guān)、微波熱感開關(guān)價格相對較低，單價約為15-50元不等，超聲感應開關(guān)單價較高，約為350-750元不等。四類安裝及故障率相對接近，因此不建議考慮超聲感應開關(guān)。

3、使用實例

天津地鐵2號線開關(guān)節(jié)能改造工作中，選取了3座車站21個同類房間進行樣本實驗，經(jīng)公司領(lǐng)導的批準，將3類開關(guān)分別安裝于3座車站的7類房間中，每類房間分別安裝一類開關(guān)對應一組40瓦日光燈進行比較測試，房間包括更衣室、休息室、通信機械室、值班站長室、消防水泵房、低壓配電室、風室，并在線路中安裝臨時電表記錄用電情況，其中更衣室、休息室、值班站長室屬于辦公生活用房，通信機械室、消防水泵房、低壓配電室、風室屬于設備用房，其中通信機械室、風室面積大于40平米，其他房間面積均小于40平米，在3個月的試用過程中，通過獨立電表得出數(shù)據(jù)如下：

通過表內(nèi)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場安裝經(jīng)驗可以得出：

（1）值班站長室、站區(qū)長室等長時間有人員值守的房間不宜進行節(jié)能開關(guān)安裝;

（2）微波熱感開關(guān)不宜安裝于設備房間;

（3）紅外感應開關(guān)應安裝于小于40平米，且遮擋物較少的房間，大于40平米房間應考慮選用微波熱感開關(guān)或紅外感應開關(guān);

（4）開關(guān)改造后大部分房間用電量僅為改造前的4%左右，能夠大幅節(jié)約用電。

4、結(jié)論

設備房間宜采用紅外感應開關(guān)或機械定時開關(guān)，當房間小于40平米且遮擋物較小時，宜采用紅外感應開關(guān)。工作用房宜采用微波熱感開關(guān)。如房間內(nèi)長時間有員工值守（2小時以上），則不建議進行節(jié)能開關(guān)的安裝。如按照一條線路20個車站、每站工作照明6400瓦計算，每年每線路可節(jié)約電量約1076428度，直接經(jīng)濟效益約為430571元。為實現(xiàn)降低地鐵運營成本，提高用電效率，建議根據(jù)各類用房的特點及實際需求，選取相應的節(jié)能開關(guān)予以安裝改造。

參考文獻

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（作者單位：天津市地下鐵道運營有限公司）