地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能模式探討

樓燦燦

摘? 要： 隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市邊界不斷擴(kuò)張，大量人口流向城市，導(dǎo)致各大城市交通擁擠。為了緩解城市交通，各大城市都加大了地 鐵工程項(xiàng)目的建設(shè)。地鐵已經(jīng)成為了人們?nèi)粘３鲂兄兄匾慕煌ǚ绞?，推進(jìn)了鐵路線路的發(fā)展，也造成了能耗的增加。? 在地鐵運(yùn)營中，地鐵通風(fēng)空調(diào)系 統(tǒng)占據(jù)了能源消耗的較大比例，也關(guān)系著地鐵運(yùn)行中的總體能耗。因此，必須要加大對(duì)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗分析，利用能源節(jié)約措施有效實(shí)現(xiàn) 地鐵運(yùn)行的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;空調(diào)系統(tǒng);節(jié)能模式

引言： 地鐵普遍修建在城市的地下，為了有效保障地鐵的正常運(yùn)營， 給予乘客舒適的乘車感覺，必須要確保地鐵內(nèi)部空間的環(huán)境質(zhì)量。因此必 須要加大對(duì)地鐵車站內(nèi)部通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的安裝，有效實(shí)現(xiàn)車站內(nèi)部溫度和 濕度的調(diào)節(jié)，并加大通風(fēng)，促進(jìn)地鐵車站內(nèi)部的空氣流通[1]。但是，由于 地鐵車站內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)營中會(huì)消耗大量的能源，在我國北方城市，通風(fēng)空 調(diào)系統(tǒng)能耗占地鐵總能耗的30% ，而在南方城市，該比例高達(dá)50% ，因此 有必要對(duì)地鐵車站內(nèi)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改造，有效實(shí)現(xiàn)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng) 的能源節(jié)約，減少列車運(yùn)行中產(chǎn)生的資源消耗。

1 地鐵站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的作用

第一，增加地鐵內(nèi)的通風(fēng)量。當(dāng)?shù)罔F在隧道中運(yùn)行時(shí)，通風(fēng)空調(diào)系 統(tǒng)能夠?yàn)榈罔F提供一定的通風(fēng)量，不僅能夠保障地鐵內(nèi)各種設(shè)備的正常運(yùn) 行，還能夠滿足乘客正常出行體驗(yàn)。第二，能夠迅速排煙。當(dāng)?shù)罔F站發(fā)生 火災(zāi)以后，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是最有效的排煙手段，并且能夠?yàn)槌丝吞峁┏渥?的新鮮空氣，保障乘客能夠撤離到安全區(qū)域。第三，提供基礎(chǔ)保障。通風(fēng) 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用能夠滿足車站設(shè)備正常運(yùn)行的溫濕度要求，從而保障地鐵 能夠正常的運(yùn)行。

2 當(dāng)前地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗存在的問題

2.1? 針對(duì)地鐵通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行管理的效果不佳

在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中主要需要考慮到能耗拆分問題，其中所 涉及到的管理對(duì)象包括了空調(diào)機(jī)組、大系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組、冷凍水泵、 冷卻水泵、冷卻塔以及隧道風(fēng)機(jī)等。在車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)機(jī)組大 系統(tǒng)風(fēng)機(jī)與冷機(jī)是兩大最主要能耗設(shè)備，二者（空調(diào)機(jī)組大系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、冷 機(jī)）共同消耗能耗 79%以上。但許多地鐵通風(fēng)空調(diào)都存在運(yùn)行管理效果不 佳情況，特別是冷凍水泵與冷卻水泵占據(jù)了約 20%的車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)總 能耗，這與冷機(jī)和空調(diào)機(jī)組能耗相比偏大。針對(duì)該部分節(jié)能工作的重點(diǎn)不 在于降低冷凍水泵與冷卻水泵能耗，而在于通過冷凍水泵與冷卻水泵進(jìn)行 冷機(jī)與空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)，有效降低調(diào)節(jié)運(yùn)行管理過程，優(yōu)化管理效果[2]。是 否能做到管理到位的關(guān)鍵在于地鐵車站中是否安裝分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)，是否能 獲得各個(gè)分系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行能耗。這里需要根據(jù)功率時(shí)間法進(jìn)行估算，把 握車站節(jié)能重點(diǎn)，有效提高冷機(jī)和大系統(tǒng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。同時(shí)降低冷機(jī)與 大系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的能耗水平。

2.2? 變頻技術(shù)應(yīng)用存在問題

在地鐵通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行過程中，想要有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，就必 須要加大對(duì)變頻技術(shù)的合理應(yīng)用。由于車站的溫濕度以及新風(fēng)量的變化， 大多數(shù)時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)的總需求風(fēng)量小于系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)實(shí) 時(shí)調(diào)節(jié)各類變頻風(fēng)機(jī)頻率，可以節(jié)約部分風(fēng)機(jī)能耗。但是在實(shí)際的技術(shù)操 作中仍然需要加大注意，首先，對(duì)地鐵通風(fēng)空調(diào)變頻技術(shù)的操作人員進(jìn)行 嚴(yán)格篩選，確保技術(shù)人員具備專業(yè)的變頻器技術(shù)操作能力和操作經(jīng)驗(yàn)，同 時(shí)定期對(duì)變頻器進(jìn)行檢查和測(cè)試，防止變頻器因積灰和受潮而出現(xiàn)故障。 其次，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，需要合理調(diào)整地鐵通風(fēng)空調(diào)中變頻器的 運(yùn)行功率，并適當(dāng)對(duì)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行更新。比如說，針對(duì)運(yùn)營時(shí)段客流高峰 期，平峰期，低谷期，可以對(duì)變頻設(shè)備設(shè)置不同的頻率，從而達(dá)到節(jié)能的 目的。為了有效實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，工作人員需要加大對(duì)變頻器的散熱，確 保變頻器能穩(wěn)定運(yùn)行，為地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能減排提供依據(jù)。

2.3? 能源利用不合理

地鐵站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能源利用不合理主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一， 沒有充分利用自然冷源。地鐵站常常利用空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)換氣，但是當(dāng) 室內(nèi)外存在小溫差的情況下利用空調(diào)系統(tǒng)，所消耗的能源與引入的冷量相 比，很顯然是得不償失。第二，高品位能未得到合理利用。地鐵站內(nèi)的熱 源主要來自機(jī)械運(yùn)行和客流量，但是地鐵站內(nèi)的熱量并沒有得到回收利用，另外還需要消耗高品位電能，從而造成能源的利用不合理。

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

3.1? 利用活塞風(fēng)

活塞風(fēng)井將區(qū)間隧道與室外的風(fēng)亭連接起來，而迂回風(fēng)道則主要指 的是隧道上、下行線之間的通道。這兩個(gè)通道是地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的重要 組成部分，在地鐵環(huán)控的通風(fēng)系統(tǒng)換氣過程中發(fā)揮著重要作用。夏季，地 鐵列車在進(jìn)站過程中，冷空氣容易受到活塞風(fēng)的正壓影響，所以需要將地 鐵站進(jìn)出口的熱空氣排放到室外，這樣將會(huì)在一定程度上給地鐵車站通風(fēng) 空調(diào)系統(tǒng)造成較大的能源浪費(fèi)。同時(shí)，當(dāng)列車駛離車站時(shí)，車站內(nèi)的冷空 氣很容易受到負(fù)壓的影響，這時(shí)當(dāng)室外的空氣通過地鐵站進(jìn)出口進(jìn)入車站 內(nèi)，便會(huì)讓地鐵車站內(nèi)的冷負(fù)荷增大。地鐵車站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在冬季受 到活塞風(fēng)影響時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)車站內(nèi)的熱負(fù)荷增加，而為了消除活塞風(fēng)對(duì)地 鐵車站熱濕環(huán)境的影響，可以采用迂回風(fēng)道和活塞風(fēng)井。其中，在列車進(jìn) 站時(shí)間段會(huì)產(chǎn)生活塞風(fēng)，而一部分風(fēng)將會(huì)流入另一行線，發(fā)揮分流卸壓的 作用[3]。隧道中的另外一部分熱量則可借助活塞風(fēng)帶出室外，讓地鐵車站 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能夠保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。但是，地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在 夏季則需要采取控制隧道內(nèi)溫度的措施，夜間通常需要利用通風(fēng)井降低隧 道內(nèi)的溫度，這樣白天可以借助活塞風(fēng)將冷量帶到車站內(nèi)，可有效降低地 鐵車站內(nèi)的冷負(fù)荷和通風(fēng)負(fù)荷。

3.2? 變頻調(diào)速在通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

地鐵通風(fēng)空調(diào)的節(jié)能措施中應(yīng)用最為普遍的就是變頻調(diào)速大系統(tǒng)的送 風(fēng)機(jī)和回排風(fēng)機(jī)根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的變化不斷調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，這樣一方面可以 節(jié)約風(fēng)機(jī)電耗，另一方面可以使室內(nèi)溫度控制精度更高。變頻調(diào)速技術(shù)可 以有效實(shí)現(xiàn)與風(fēng)機(jī)的互聯(lián)，利用監(jiān)測(cè)得到的結(jié)果，選擇不同的運(yùn)行模式， 即送排結(jié)合模、只送不排、只排不送三種模式，從而控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)數(shù) 量。這也就是說地鐵通風(fēng)空調(diào)內(nèi)部應(yīng)用的變頻調(diào)速技術(shù)原理就是適當(dāng)減少 或增加風(fēng)機(jī)的開啟臺(tái)數(shù)，讓地鐵通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行時(shí)，滿足內(nèi)部的環(huán)境需求， 又能夠?qū)崿F(xiàn)最少的風(fēng)機(jī)開啟，進(jìn)而達(dá)到對(duì)風(fēng)量的合理控制，促進(jìn)通風(fēng)空調(diào) 運(yùn)行的節(jié)能[4]。地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工有效確保了地鐵車站運(yùn)行 中的環(huán)境質(zhì)量提升，為乘客的乘車舒適感奠定了良好基礎(chǔ)。

3.3? 有效控制空調(diào)水系統(tǒng)的水量

水系統(tǒng)是地鐵站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的子系統(tǒng)之一，對(duì)水系統(tǒng)的水量進(jìn)行合 理的控制，能夠顯著降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。當(dāng)前地鐵站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中所 使用的冷卻水泵是根據(jù)空調(diào)運(yùn)行的最大負(fù)荷設(shè)計(jì)的，而冷卻水泵無論是容 積率還是功率都還有一定的余地，因此地鐵站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一直處于低負(fù) 荷狀態(tài)運(yùn)行，所以可以通過控制水系統(tǒng)的水量而達(dá)到節(jié)約能耗的目的。

結(jié)束語： 總而言之，通風(fēng)空調(diào)作為地鐵運(yùn)營中的重要組成部分，是有 效保障地鐵環(huán)境質(zhì)量提升和滿足人們乘車舒適感的必要系統(tǒng)， 因此，在當(dāng)前 的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)設(shè)計(jì)和施工時(shí)，必須要針對(duì)實(shí)際能源消耗情況進(jìn)行 合理設(shè)計(jì)、施工及改造，提出恰當(dāng)?shù)哪茉聪慕档痛胧行七M(jìn)地鐵的良好發(fā)展，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約。

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