淺議地鐵通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能

姚迪 郭碩 張旭 施冠男 張凌宇 隋連生

摘 要：地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行能耗占地鐵總能耗比例很大，對(duì)地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制，對(duì)地鐵節(jié)能具有重要意義。本文介紹了地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成，提出了地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：地鐵;通風(fēng)空調(diào);節(jié)能

在城市交通運(yùn)輸中，地鐵運(yùn)營(yíng)耗能巨大。隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)時(shí)代的到來，地鐵的能耗問題引起了各個(gè)地鐵城市的密切關(guān)注，如何降低地鐵車站設(shè)備耗能問題逐漸成為軌道交通運(yùn)營(yíng)單位關(guān)注的焦點(diǎn)，也是迫切需要解決的實(shí)際問題。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的重要組成部分和用電大戶，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行能耗占地鐵總能耗的50%左右。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是地鐵車站的必需品，地鐵環(huán)控系統(tǒng)在為乘客創(chuàng)造一個(gè)舒適安全的乘車環(huán)境的同時(shí)，耗能巨大，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗費(fèi)用給地鐵運(yùn)營(yíng)的壓力和挑戰(zhàn)是巨大的，但是空調(diào)系統(tǒng)因此也具有較大的節(jié)能潛力，對(duì)地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制，對(duì)地鐵節(jié)能具有重要意義。

一、地鐵空調(diào)系統(tǒng)的組成

當(dāng)前地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對(duì)較為成熟，當(dāng)采用屏蔽門制式時(shí)，隧道通風(fēng)一般采用雙活塞系統(tǒng)，車站軌行區(qū)設(shè)置排熱風(fēng)系統(tǒng)，公共區(qū)采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)備區(qū)采用全空氣或多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，以及機(jī)械通風(fēng)、冗余空調(diào)系統(tǒng)等。

二、風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能對(duì)策

1.在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

車站設(shè)計(jì)時(shí)，通風(fēng)專業(yè)應(yīng)積極配合建筑專業(yè)，優(yōu)化風(fēng)道、房間的布置。風(fēng)井或機(jī)房位置應(yīng)保證管路通暢，協(xié)調(diào)減少土建直角彎，最大限度的減少不合理的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致車站能耗加大的情況。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)強(qiáng)化節(jié)能意識(shí)。設(shè)計(jì)師應(yīng)充分結(jié)合地鐵負(fù)荷特點(diǎn)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)置，盡量減小風(fēng)管直角彎，合理科學(xué)選擇空調(diào)設(shè)備，杜絕“大馬拉小車”的現(xiàn)象。

2.加強(qiáng)施工階段管理

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的好壞與后期安裝和調(diào)試是否到位關(guān)系緊密。目前管道管路安裝、保溫施工、風(fēng)量調(diào)試、設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制等方面，普遍存在著眾多問題。風(fēng)管、水管等管路宜平直順暢，尤其是主干管，盡量減少?gòu)濐^等局部阻力大的管件，必須使用時(shí)應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流措施或弧形彎等。但在施工過程中，風(fēng)管隨意變高變低、未設(shè)彎頭導(dǎo)流片、用直管斜接代替弧形乙字彎、靜壓箱漸擴(kuò)接管改為平直接、風(fēng)管進(jìn)出口被其他管線阻擋等現(xiàn)象屢見不鮮，導(dǎo)致管道阻力大大增加、風(fēng)機(jī)偏離額定工況點(diǎn)、風(fēng)量得不到保證、運(yùn)行能耗增加等。因此，應(yīng)加強(qiáng)施工階段的通風(fēng)系統(tǒng)的施工管理工作。

3.地鐵環(huán)控系統(tǒng)采用變頻控制

由于地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)期高峰客流運(yùn)營(yíng)條件來計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在客流量遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，最有效的節(jié)能措施就是采用變頻器來調(diào)節(jié)流量、風(fēng)量。另外，在運(yùn)營(yíng)初期，客流量起伏較大，同時(shí)一年四季和一天之內(nèi)氣溫變化較大，若車站通風(fēng)系統(tǒng)按照額定功率運(yùn)行將造成極大的浪費(fèi)，且站內(nèi)溫度過低也將影響乘客的舒適度。采用變頻控制的空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)能自動(dòng)進(jìn)行無級(jí)變速，根據(jù)地鐵內(nèi)部環(huán)境負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在運(yùn)營(yíng)初期和晚上運(yùn)營(yíng)負(fù)荷較小時(shí)，依靠空調(diào)設(shè)備臺(tái)數(shù)控制或采取變頻措施以適應(yīng)低負(fù)荷狀態(tài)。隨著變頻技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用日益成熟，傳統(tǒng)地鐵環(huán)控系統(tǒng)的定頻控制方式將逐漸被淘汰，在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中加入變頻技術(shù)如今成為了新建地鐵項(xiàng)目和地鐵改造項(xiàng)目的重點(diǎn)和技術(shù)核心。

4.采用不同的運(yùn)行模式

選擇合適的通風(fēng)方式，不僅改善地鐵的運(yùn)行環(huán)境，也減少地鐵的通風(fēng)空調(diào)運(yùn)營(yíng)成本。夏季最大限度的減小新風(fēng)負(fù)荷，合理利用過渡季節(jié)自然冷源是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效措施。當(dāng)站外空氣焓值大于車站空調(diào)大系統(tǒng)回風(fēng)空氣焓值時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)采用小新風(fēng)加一次回風(fēng)運(yùn)行。當(dāng)站外空氣焓值小于或等于車站空調(diào)大系統(tǒng)回風(fēng)空氣焓值，并且站外空氣溫度大于空調(diào)送風(fēng)溫度時(shí)，采用全新風(fēng)空調(diào)運(yùn)行，空調(diào)器處理室外新風(fēng)后送至空調(diào)區(qū)域，回/排風(fēng)全部排至車站外。當(dāng)站外空氣溫度小于空調(diào)送風(fēng)溫度時(shí)，停止冷水機(jī)組運(yùn)行，外界空氣不經(jīng)處理直接送至空調(diào)區(qū)域，回/排風(fēng)則全部排出車站外。

5.加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)期間風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的情節(jié)工作

在運(yùn)營(yíng)階段，車站的物業(yè)工作人員要及時(shí)清除通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備濾網(wǎng)的灰塵，避免因?yàn)榍謇聿患皶r(shí)風(fēng)壓增大，消耗電能。

三、結(jié)語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和城市化趨勢(shì)的不斷發(fā)展，地鐵運(yùn)客量逐年升高，列車對(duì)數(shù)和速度逐漸加大，從而導(dǎo)致了城市軌道交通能源消耗快速增長(zhǎng)，能耗支出占運(yùn)營(yíng)成本的比重不斷增加，直接影響到地鐵運(yùn)營(yíng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，地鐵節(jié)能降耗的問題已成為當(dāng)前最為重要和緊迫的問題。在滿足室內(nèi)環(huán)境舒適性要求的前提下，如何提高通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率、大幅降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗，是城市軌道交通節(jié)能減排工作的重點(diǎn)。根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)期的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析，地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)根據(jù)實(shí)際負(fù)荷需求對(duì)風(fēng)量、水量進(jìn)行變頻控制，以及不同季節(jié)采用不同的運(yùn)行模式，都能起到良好的節(jié)能效果。同時(shí)，通過優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)的施工管理同樣可以達(dá)到節(jié)能目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]余龍清.地鐵環(huán)控系統(tǒng)變頻節(jié)能研究[D]. 天津：天津大學(xué)，2012.

[2]孫鈞， 彭世雄， 李樹芳. 地鐵通風(fēng)的節(jié)能環(huán)保與新技術(shù)實(shí)施[J]. 地下空間與工程學(xué)報(bào)， 2012（s1）：1557-1559.

[3]劉長(zhǎng)鳴. 地鐵通風(fēng)的節(jié)能環(huán)保與空調(diào)系統(tǒng)控制研究[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2014（5）：38-38.

[4]何振光. 地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)與對(duì)策分析[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2014（12）：173-173.

[5]吳曉鳳. 地鐵通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的探討[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2015（14）：212-213.

[6]朱培根， 田義龍， 何志康，等. 地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析[J]. 解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2012， 13（5）：589-592.

作者簡(jiǎn)介：姚迪（1985-）男，吉林長(zhǎng)春人，工程師，建筑環(huán)境與設(shè)備工程，主管，從事地鐵公司管線排遷工作。