淺談地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題

朱潤澤

北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司 安徽 合肥 231500

引言

地鐵交通作為現(xiàn)如今比較重要的運輸方式，在保證效率的同時也要保證其乘坐的舒適環(huán)境。因此就需要通過操作暖通空調(diào)系統(tǒng)，進而調(diào)節(jié)車站內(nèi)的溫度。但是相關研究數(shù)據(jù)表示，其運轉時消耗的能源是非常大的，基本上會消耗地鐵站接近一半的能源，因此需要采取一定的措施讓暖通空調(diào)能夠節(jié)能。

1 地鐵暖通空調(diào)及其作用

隨著經(jīng)濟社會的不斷進步發(fā)展，地鐵已在諸多城市得到應用，地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)也得到了長足穩(wěn)定的應用與發(fā)展，它主要包括隧道通風系統(tǒng)，車站公共區(qū)通風空調(diào)系統(tǒng)，車站設備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)以及空調(diào)水系統(tǒng)和備用空調(diào)系統(tǒng)。地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)是為了給人們提供舒適干凈的乘車工作環(huán)境。在地鐵暖通空調(diào)實際的使用中，其主要節(jié)能源頭就是有一套節(jié)能控制系統(tǒng)，它就是可以對各地鐵暖通設備實施測控，主要包括冷水機組、冷凍水泵、電動閥門、冷卻水泵、冷卻塔以及各種閥門傳感器等，其目的是在滿足末端空調(diào)系統(tǒng)要求的前提下，使整個系統(tǒng)達到最經(jīng)濟的運營狀態(tài)，使系統(tǒng)的運營費用最低，并提高系統(tǒng)的自動化水平，所以在地鐵建設工程中已經(jīng)得到了廣泛應用。但是一些既有線路的實際運營中，暖通系統(tǒng)中的能源消耗仍比較大，所以我們常需要對一些新的暖通產(chǎn)品和系統(tǒng)進行一些節(jié)能工藝技術改造以及優(yōu)化節(jié)能運營模式，從而更好地、有效率地促進地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能應用[1]。

2 地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題

2.1 空調(diào)系統(tǒng)有待改進

伴隨著目前我國地鐵暖通系統(tǒng)技術的不斷完善，地鐵沿線各個車站的暖通空調(diào)系統(tǒng)相關節(jié)能控制系統(tǒng)設備也逐步發(fā)展，有所改善，暖通控制系統(tǒng)也自然也就需要得到一定的應用技術性和改善，因此要在提高地鐵暖通空調(diào)的正常經(jīng)營運行以及管理效率的基礎上，還要不斷做到環(huán)保而又節(jié)能。但是，由于目前我國地鐵暖通空調(diào)控制系統(tǒng)仍然存在諸多問題，有待不斷改進，特別是在國內(nèi)地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)冷暖運輸和車站氣溫控制調(diào)控系統(tǒng)運行管理過程中，所需要長期消耗的資源利用量和能源非常大，能源利用率低，不僅如此，還已經(jīng)嚴重影響了我國地鐵的正常經(jīng)營運行以及管理效率，所以，改進國內(nèi)地鐵空氣暖通空調(diào)系統(tǒng)并不斷提出創(chuàng)新型的技術方案已為一種發(fā)展必然趨勢。

2.2 設計誤區(qū)存在

以往大多數(shù)時候，設計人在研究設計我國暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時過于注重功能設計應用方面，而完全忽視了空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設計的基本重要性，尤其是在深入考慮和研究設計各種有關空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)方面的問題時，大多只要求能夠與空調(diào)系統(tǒng)功能設計規(guī)范相適應滿足，而難以達到空調(diào)系統(tǒng)功能設計中有限定性的節(jié)能要求。因此難以在其相適應的實際情況下及時進行設計角度的適當轉換，自然不能夠真正將我國暖通空調(diào)系統(tǒng)的各個節(jié)能設計實際應用目標主動發(fā)揮出來。因此我們不難發(fā)現(xiàn)，設計人員需要逐步改變觀念和提高技術水平，設計重點由外觀逐漸轉移到節(jié)能方面，這樣才能更好地促進地鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.3 地鐵暖通空調(diào)運行管理不足，導致能耗較大

通常這種情況下，地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)在整體運行的整個過程中，相關管理人員都是需要對系統(tǒng)運行管理過程進行嚴格的監(jiān)督管理，結合實際運行狀況及時對其做出一些相應的管理調(diào)整，在運行管理的整個過程中我們發(fā)現(xiàn)其中還是存在著一些缺陷，需要及時查找到有效的解決對策，這也是目前提高我國地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)運行管理效率以及系統(tǒng)節(jié)能的重要技術手段。但是，目前我國地鐵暖通空調(diào)在系統(tǒng)運行過程管理的整個過程中還是存在著很多的節(jié)能問題，不但嚴重的管理問題影響到我國地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)整體運行管理效率，同時也會導致其在運行的過程能耗損失比較大，需要對地鐵運營人員不斷加強培訓[2]。

2.4 技術參數(shù)設置不合理

地鐵是當前非常重要的一種城市交通信息通行運輸方式，其作用能夠有效幫助改善人們當前的城市交通信息出行生活運輸方式，地鐵建設工程中通過直接加入整個暖通傳統(tǒng)系列中的空調(diào)系統(tǒng)，如一次回風系統(tǒng)，一次泵冷水系統(tǒng)，可以給整個站區(qū)地鐵車站內(nèi)部空間人員輸送大量的新鮮空氣和冷量，改善整個地鐵車站內(nèi)部空間中的空氣環(huán)境，從而給整個地鐵內(nèi)部人員提供舒適、安全的城市地鐵交通乘車出行生活環(huán)境。關于地鐵內(nèi)部暖通空調(diào)系統(tǒng)運行控制系統(tǒng)在正常的整個地鐵系統(tǒng)運行時，應當能夠及時結合具體的工作空間環(huán)境變化條件和內(nèi)部內(nèi)外車站空間空氣環(huán)境變化情況等來做出合理設置，調(diào)整系統(tǒng)使用運行時的相關技術參數(shù)，但是從實際中的使用運行情況角度上來進行分析，很多地鐵設計人員對整個地鐵暖通系統(tǒng)的正常運行期間技術參數(shù)進行設置時，缺乏充分科學性和合理性，一系列的運行技術參數(shù)問題都是無法及時得到有效解決。

3 地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題的改進措施

3.1 合理調(diào)整技術參數(shù)

通過以往的經(jīng)驗可知，地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)在日常行車運行的節(jié)能管理過程中，由于空調(diào)相關系統(tǒng)技術參數(shù)及其指標統(tǒng)計存在不合理之處，不僅造成耗能使用強度相對過大，而且系統(tǒng)日常運行中的管理效率也不高，甚至根本無法給乘客帶來良好的乘車環(huán)境，因此為了保證地鐵行車暖通空調(diào)系統(tǒng)的高效正常行車運行，需要合理進行統(tǒng)計指標，調(diào)整及其相關系統(tǒng)技術參數(shù)。需要對各種空調(diào)相關系統(tǒng)技術參數(shù)的相互作用熟練掌握，根據(jù)實際情況對其指標進行合理綜合統(tǒng)計調(diào)整，從而更好地有效保證使用地鐵車輛乘車人員周圍環(huán)境的暖通空氣使用舒適度。另外在對地鐵暖通空調(diào)相關系統(tǒng)技術參數(shù)指標調(diào)整中，需要對行車空氣環(huán)境舒適度的技術評價參數(shù)指標要求進行合理統(tǒng)計分析，然后根據(jù)有效的技術評價參數(shù)指標要求來合理調(diào)整使用地鐵暖通空調(diào)的各種相關技術參數(shù)，從而有效提升地鐵乘車周圍環(huán)境的空氣舒適度，并從而達到行車節(jié)能的主要效果[3]。

3.2 降低輸送系統(tǒng)的能耗

地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)正常運行管理過程中最重要的一項節(jié)能管理措施，就是通過降低冷暖輸送系統(tǒng)的使用能耗。一般正常情況下，暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用能耗主要指的是輸送系統(tǒng)在正常運行時，風機和冷卻水泵消耗掉的全部電能。因此如果想要有效降低目前地鐵使用暖通空調(diào)冷卻塔和空調(diào)系統(tǒng)供水輸送機在系統(tǒng)實際運行過程中的實際使用電源能耗，主要實施方法如下：①通過擴大地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)水泵冷凍水系統(tǒng)與暖通空調(diào)冷卻水系統(tǒng)和冷卻塔之間的實際使用溫差，降低目前使用暖通水量控制管理系統(tǒng)輸送的空調(diào)系統(tǒng)使用能源消耗。②通過降低暖通水泵和空調(diào)冷卻式熱風機的水泵流速及其功耗與使用水量控制管理暖通空調(diào)系統(tǒng)的實際使用水泵流速及其能耗，通常是不完全成立或正比例的水量關系，有效地減少系統(tǒng)能耗。③增加變頻系統(tǒng)，根據(jù)負荷調(diào)節(jié)輸送設備的轉速。

3.3 空調(diào)大系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化

在通風系統(tǒng)前端進行收集車站新風量統(tǒng)計數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)通過新風溫度和干濕度計算可以直接測算并得出系統(tǒng)新風使用負荷波動大小。這種通風系統(tǒng)前端網(wǎng)絡控制端的反饋比傳統(tǒng)通風空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部車站整體后端控制反饋更有效，更及時，通風系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)端的溫度測算上不會減少太大溫度誤差，但大大提高了通風系統(tǒng)內(nèi)部整體暖通空調(diào)系統(tǒng)的前端網(wǎng)絡運行節(jié)能管理效率，相當程度上減少系統(tǒng)內(nèi)部新風使用負荷的較大溫度波動，提升了系統(tǒng)通風空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部車站整體前端網(wǎng)絡系統(tǒng)運行中的管理效率和現(xiàn)場情況響應速度[4]。

3.4 對地鐵隧道空調(diào)系統(tǒng)的風壓控制

根據(jù)我國地鐵隧道相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，地鐵車站隧道空調(diào)系統(tǒng)風壓自動控制是非常重要的，很多時候，往往忽略了我國地鐵車站隧道通風空調(diào)系統(tǒng)的電機風險自動控制，對我國地鐵隧道運行安全產(chǎn)生極大的經(jīng)濟危害。主要原理是，根據(jù)隧道空調(diào)大小和系統(tǒng)先后來進行電機節(jié)能自動優(yōu)化通風控制，然后更有針對性的控制地鐵進入隧道，定時定期對地鐵隧道內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)進行實際溫度記錄，采用空調(diào)前端溫度反饋系統(tǒng)及時對隧道數(shù)據(jù)信號進行反饋處理，對地鐵隧道內(nèi)的風機溫度進行及時自動調(diào)整，這樣不僅可以有效率的節(jié)約用電，同時可有效減少隧道風機組的損耗，進一步優(yōu)化了我國地鐵車站通風隧道空調(diào)系統(tǒng)的實際節(jié)能運行情況。

3.5 變頻調(diào)速控制節(jié)能

目前經(jīng)濟社會的不斷進步發(fā)展，技術的不斷完善，地鐵自動通風系統(tǒng)空調(diào)啟動系統(tǒng)中需要引入實時變頻空調(diào)啟動技術，變頻電機調(diào)速啟動技術在目前地鐵工程設計領域中它的應用非常廣泛。就過去地鐵的線路特殊性使它需要對新風負荷啟動變化情況進行實時調(diào)節(jié)，地鐵變頻電機調(diào)速啟動系統(tǒng)造成的耗能損害非常大，且頻繁使用調(diào)速電機啟動列車系統(tǒng)中的耗能也比較高。因此引入采用實時調(diào)速變頻電機，啟動實時調(diào)速系統(tǒng)技術，實時控制電機啟動調(diào)速系統(tǒng)后，這種啟動效率低的問題將能夠及時得到有效化和改善。

3.6 改善地鐵內(nèi)部空調(diào)保溫功能

就列車空調(diào)溫控系統(tǒng)而言，一定要時刻加強對暖通空調(diào)負荷日常維護的高度重視，也就是積極努力維護空調(diào)結構的保溫性，必須做到暖通空調(diào)設備內(nèi)部使用的是導熱系數(shù)小的和性能較好的保溫材料，以此才能避免材料造成空調(diào)熱量上的損失，因此，不能隨意使用劣質(zhì)的保溫材料，為了順利實現(xiàn)長遠經(jīng)濟發(fā)展，既要切實充分考慮材料價格的巨大差異，又必須要充分考慮暖通空調(diào)的實際功耗、材料的性能優(yōu)劣和空調(diào)質(zhì)量的穩(wěn)定好壞，采取一些較為科學合理、行之有效的維護措施，有效利于改善地鐵內(nèi)部空氣溫度的流動適度性和運行平穩(wěn)性[5]。

3.7 加大技術人員的培養(yǎng)

要想促使地鐵暖通空調(diào)能夠更好地節(jié)能，必須要有一個優(yōu)秀的設備人員進行支持，雖然現(xiàn)在很多單位都專門開了培訓講座，但是其都太單一、涉及的內(nèi)容不全面，不完整，無法起到真正的作用，因此，企業(yè)單位應當去請那些資深的教授或者有著較多經(jīng)驗的技術人員對他們進行相關理念、基礎知識方面的培訓，還可以帶他們進行實際方面的專業(yè)性指導，能夠掌握當前的管理、使用和修理設備的實際能力，使其能夠更好的成長，并且要不定期的進行考核，才能督促他們更好的進步和提升他們的積極性，并且還要適當?shù)幕ㄙM資金，改善其工作環(huán)境，提高薪資待遇和福利，這樣才能吸引更多的人加入這個行業(yè)，為這個行業(yè)注入更多的活力。對于已經(jīng)在這個行業(yè)的優(yōu)秀精英人才，也要定期開展培訓，讓其能夠更加輕松進行設備管理和維修，參與工作能夠更加的勝任。為之后地鐵的發(fā)展起著更加堅固的作業(yè)，也能為國家的經(jīng)濟發(fā)展起著作用[6]。

4 結束語

現(xiàn)代交通城市中的地鐵仍然是主要的公共交通工具運行運輸方式，地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)仍然是其非常重要的組成部分，其應用可以給乘客自身提供良好的乘車出行環(huán)境，但是當前還仍然存在很多的技術問題，比如系統(tǒng)能耗高、故障率高等等，因此需要提高科研水平，不斷完善技術，才能更好地促進地鐵行業(yè)的發(fā)展。