地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀和節(jié)能措施研究

李曉健

摘 ? 要：隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，地鐵工程建設(shè)逐漸受到人們的重視。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為地鐵建設(shè)中的重要組成，有效的系統(tǒng)建設(shè)對提升地鐵工程整體建設(shè)質(zhì)量，促進能源消耗的降低有著重要的作用。因此，需要對地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制提高重視度，結(jié)合有效優(yōu)化控制策略提升通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的控制質(zhì)量，進而促進地鐵事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng);運行現(xiàn)狀;節(jié)能措施

1 ?引言

當(dāng)前為了可以適應(yīng)社會的發(fā)展，地鐵也在不斷的改進各方面的建設(shè)，作為地鐵重要的一部分通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的完善是非常必要的，而且通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為地鐵車站的高能耗部分，它的功能一定要完整且做到有保證。因此，在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的完善方面必須要重視起來，選擇合適的設(shè)備，有效地節(jié)約能源，做到有效地降低能耗。

2 ?地鐵空調(diào)系統(tǒng)的主要工作原理

當(dāng)前，地鐵的空調(diào)系統(tǒng)主要由大系統(tǒng)，小系統(tǒng)以及水系統(tǒng)三個部分組成，實現(xiàn)對地鐵環(huán)境的有效，自動化調(diào)節(jié)。在實際地鐵運行過程中，主要負(fù)責(zé)為地鐵進行送風(fēng)和排風(fēng)的機械設(shè)備為空調(diào)送風(fēng)機以及回排風(fēng)機。而空調(diào)的使用，可以以水循環(huán)為基礎(chǔ)，將空調(diào)中用于制冷的冷凍水轉(zhuǎn)移到水系統(tǒng)中的冷水機組。冷水機組的主要工作原理，是以熱交換原理為基礎(chǔ)，對地鐵中存在的熱量進行有效轉(zhuǎn)移，將其排放到外界。冷水機組之所以能夠進行冷凍水的制造，主要是以壓縮機為基礎(chǔ)，對冷媒吸熱的過程進行不斷壓縮，以此制造冷凍水，然后將其轉(zhuǎn)移到空調(diào)系統(tǒng)之中，在空調(diào)機組中進行熱交換，最后將其制造的冷風(fēng)輸送到地鐵站廳以及站臺之中。

3 ?地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀

3.1 ?通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行控制方面的不足

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)由隧道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（簡稱大系統(tǒng)）、車站設(shè)備與管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（簡稱小系統(tǒng)）、水系統(tǒng)、多聯(lián)機備用空調(diào)系統(tǒng)等多個系統(tǒng)組成。通風(fēng)空調(diào)運行控制方面包含較多的技術(shù)性問題，如風(fēng)機水泵變頻調(diào)速控制策略、風(fēng)水聯(lián)動節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)等，這些技術(shù)的合理運用可以使通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)達到節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)要求。但長期以來，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行控制方面的問題一直未被重視，做控制的不懂通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的原理，做通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的又不懂控制。再加上部分技術(shù)性的問題沒能得到很好地解決，進而導(dǎo)致地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行耗能居高不下。因此，在眾多思考角度不同的設(shè)計方案面前，選擇取得結(jié)果最為全面的設(shè)計方案，成為設(shè)計與選擇地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式的重要問題。

3.2 ?施工人員專業(yè)的技術(shù)能力不足

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備眾多、管線交錯、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜。同時又和其它機電專業(yè)的管線同步交叉施工，在施工的過程中要協(xié)調(diào)好本專業(yè)各種管線之間、本專業(yè)與其它專業(yè)管線之間的空間布置等問題，使得管線的布置走向盡量平直順暢，以達到設(shè)計要求。因此地鐵通風(fēng)空調(diào)工程系統(tǒng)的實施，需要施工工人具備起較強的專業(yè)技術(shù)能力。然而現(xiàn)在多數(shù)施工工人技術(shù)水平較低，不能很好的處理各種管線的關(guān)系，在實際的施工過程中管線隨意交叉轉(zhuǎn)彎，大大增加了管路的阻力，使得后期的運行能耗增加。因此，施工人員專業(yè)的技術(shù)能力不足，也可以被稱為地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀之一。這一現(xiàn)狀的存在，需要施工單位采取合適措施對施工人員的專業(yè)技術(shù)能力進行提高。

4 ?地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

4.1 ?通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行控制方面

（1）在地鐵的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中隧道排熱風(fēng)機為變頻運行，排熱風(fēng)機主要是排除列車?？寇囌緯r車頂空調(diào)冷凝器的散熱及列車進站時電阻能耗制動產(chǎn)生的大量熱量，以防止熱量在隧道內(nèi)聚焦使隧道溫度過高。標(biāo)準(zhǔn)車站一般在車站兩端各設(shè)置一臺排熱風(fēng)機，功率大約55kW左右。如果不采取一定的運行策略，排熱風(fēng)機在運營時間一直運行，那么車站排熱風(fēng)機運行電量能耗相當(dāng)之大。據(jù)了解，新線開通初期列車發(fā)車間隔一般為6-8min，列車停站時間一般不超過30s，如果僅在列車停站時開啟排熱風(fēng)機，那么風(fēng)機運行時間只有全時段開啟的1/15左右，節(jié)能效果相當(dāng)顯著。但是由于大型風(fēng)機的啟動比較困難，耗時較長，且在啟動過中對動力照明配電系統(tǒng)有較大的沖擊，從這個方面考慮，又往往不希望風(fēng)機頻繁停止啟動?；谝陨峡紤]，排熱風(fēng)機在設(shè)計中選用變頻風(fēng)機，在沒有列車進停站的大部分時間段低頻小風(fēng)量運行使風(fēng)機處于待機狀態(tài)低能耗運行，列車將要進站的前一定時間內(nèi)開始啟動風(fēng)機，待列車剛好停站時風(fēng)機全風(fēng)量運行，列車出站后，風(fēng)機又重新進入低頻小風(fēng)量運行。由于風(fēng)機的功率與風(fēng)量的3次方成比例關(guān)系，采取排熱風(fēng)機非列車?？繒r段低頻運行能顯著的減少地鐵車站運行能耗。

（2）風(fēng)水聯(lián)動運行控制策略的研究。地鐵車站大系統(tǒng)采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)，水系統(tǒng)采用分集水器旁通的一次水系統(tǒng)變流量系統(tǒng)。以往BAS系統(tǒng)往往只有全新風(fēng)、小新風(fēng)、通風(fēng)幾種簡單的運行模式，而且水系統(tǒng)變流量只靠末端電動二通調(diào)節(jié)閥開通進行水量變化調(diào)節(jié)，大系統(tǒng)、水系統(tǒng)的控制各自相互獨立，控制模式簡單，運行能耗大。采用風(fēng)水聯(lián)動運行控制，大系統(tǒng)組合式空調(diào)器、回排風(fēng)機采用變頻設(shè)備，水系統(tǒng)的冷凍水泵、冷卻水泵采用變頻設(shè)備。通過對室內(nèi)外空氣的溫度、濕度、焓值、CO2濃度參數(shù)，風(fēng)管水管的流量、溫度、壓力狀態(tài)參數(shù)，地鐵車站客流量參數(shù)，組合式空調(diào)器、冷水機組、水泵等設(shè)備參數(shù)的采集，計算并記錄空氣處理機組的輸出能量趨勢，結(jié)合系統(tǒng)特性、循環(huán)周期、歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)等推理預(yù)測未來系統(tǒng)的負(fù)荷。通過風(fēng)水聯(lián)動控制系統(tǒng)運行計算，確定空氣處理機組、水泵、冷水機組的最佳運行參數(shù)，實現(xiàn)空調(diào)區(qū)域溫度和水量的精確控制，在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下，最大限度的降低地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

4.2 ?對施工及運營人員進行培訓(xùn)

施工人員和運營人員在通風(fēng)空調(diào)節(jié)能方面都起著直管重要的作用。在很多施工單位看來，無論對施工人員進行崗前的培訓(xùn)，還是入崗后的培訓(xùn)，都既費時又費力，所以培訓(xùn)工作沒能得到落實，施工人員的專業(yè)技術(shù)操作能力也就沒能得到提升。施工單位的這一想法是完全錯誤的，對施工人員進行培訓(xùn)，使施工人員對通風(fēng)空調(diào)安裝技術(shù)有較多的了解，可減少施工過程中很多不必要的錯誤的發(fā)生，確保施工的質(zhì)量，也有利于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的長期運行。可以在工程開始之前，由施工單位組織施工人員進行全面的施工知識講解，強化施工操作的科學(xué)性。另外施工單位還可以聘請專業(yè)的技術(shù)人員到培訓(xùn)現(xiàn)場，為施工人員講解相關(guān)專業(yè)知識和現(xiàn)場操作技巧，在講解完成之后，需要由施工單位的組織人員出具相應(yīng)的考核問卷。工程后期，可對地鐵運營人員進行節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)培訓(xùn)，增強運營管理人員的節(jié)能意識，加強運營人員與設(shè)計人員之間的溝通。

5 ?結(jié)語

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是由許多設(shè)施、許多系統(tǒng)形成的體系。各個設(shè)施之間相互影響、相互限制、相互合作。假設(shè)各個設(shè)施各體系可以單獨制約、相互不消融，單獨為戰(zhàn)，很容易形成局部體系產(chǎn)生不必要的能耗，并且使其體系難以高效地運行。因此，整合了各種設(shè)施、各種系統(tǒng)，且能根據(jù)負(fù)荷變化而變化的，具有一定預(yù)判能力的可控體系，在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)固、高速、節(jié)能運營中是有著很重要的作用的。

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