地鐵站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制研究綜述

郭嬌杰

（中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司華南分公司）

近年來(lái)，中國(guó)城市化不斷推進(jìn)，城市人口數(shù)量激增，為緩解城市交通擁堵現(xiàn)狀，城市軌道交通建設(shè)發(fā)展迅猛，但與之而來(lái)的是能耗的不斷攀升。從整體的能耗表現(xiàn)來(lái)看，當(dāng)前軌道交通總能耗約站全國(guó)總耗電1.7‰，未來(lái)預(yù)計(jì)將達(dá)到5‰以上，溫室氣體總排放量達(dá)14 %，僅次于建筑行業(yè)［1］。無(wú)論是站在綠色低碳發(fā)展還是減輕城市運(yùn)營(yíng)成本的角度，地鐵站節(jié)能運(yùn)營(yíng)的重要性毋庸置疑。環(huán)控系統(tǒng)是地鐵站的主要用能大戶，挖掘環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能潛力，對(duì)于地鐵站整體能耗的降低有重大意義。

1 地鐵環(huán)控系統(tǒng)概述

1.1 地鐵站環(huán)控系統(tǒng)用能現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，地鐵站環(huán)控系統(tǒng)能耗約占總能耗的33 %～50%，南方地區(qū)占比一般高于北方［2］。車站環(huán)控主要由四個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成：隧道通風(fēng)及排煙系統(tǒng)、大系統(tǒng)、小系統(tǒng)和水系統(tǒng)。大系統(tǒng)是站臺(tái)層、站廳層的公共空間，小系統(tǒng)是設(shè)備及管理用房區(qū)，水系統(tǒng)以位于制冷機(jī)房?jī)?nèi)的制冷主機(jī)為核心，將制成的冷量輸送至各空調(diào)末端。隧道通風(fēng)系統(tǒng)平時(shí)不運(yùn)行，火災(zāi)時(shí)全速運(yùn)轉(zhuǎn)排煙，節(jié)能潛力較小，小系統(tǒng)負(fù)責(zé)的設(shè)備管理用房區(qū)域的負(fù)荷占地鐵站總負(fù)荷的比重較小，且負(fù)荷構(gòu)成主要為設(shè)備和照明系統(tǒng)，相對(duì)穩(wěn)定，節(jié)能空間不大［3］，因此針對(duì)地鐵站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制方法更多的集中在大系統(tǒng)和水系統(tǒng)。

地鐵站環(huán)控系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)行各個(gè)階段都存在節(jié)能空間，如設(shè)計(jì)階段可通過(guò)設(shè)置集中冷站、冰蓄冷系統(tǒng)、優(yōu)化設(shè)備選型方案等手段進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，本文重點(diǎn)關(guān)注的是地鐵站運(yùn)行階段的節(jié)能控制，即如何在既有的環(huán)控系統(tǒng)上挖掘節(jié)能潛力。

1.2 地鐵環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

車站根據(jù)遠(yuǎn)期高峰時(shí)段客流量計(jì)算空調(diào)負(fù)荷，車站冷水機(jī)組一般分期實(shí)施，末端空調(diào)設(shè)備則一次性配齊，由于車站初期客流量約占遠(yuǎn)期客流量的30%～50 %［4］，近期環(huán)控系統(tǒng)的供冷量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際需求，即使在遠(yuǎn)期，不同時(shí)段的負(fù)荷也存在較大波動(dòng)。系統(tǒng)常年處于低負(fù)荷率運(yùn)行狀態(tài)，而車站內(nèi)風(fēng)系統(tǒng)多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用固定風(fēng)機(jī)頻率運(yùn)行，水系統(tǒng)定流量運(yùn)行，不能根據(jù)末端負(fù)荷需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制供給，系統(tǒng)運(yùn)行效率低下。調(diào)研總結(jié)地鐵環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行控制存在的問(wèn)題如下：

1）地鐵站人流波動(dòng)性較大，室內(nèi)環(huán)境影響因素復(fù)雜，內(nèi)擾外擾時(shí)刻變化，使運(yùn)行控制難度增加。

2）地鐵站環(huán)控系統(tǒng)多為經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行，缺乏科學(xué)合理的依據(jù)，受主觀影響較大，難以實(shí)現(xiàn)供需平衡。

3）應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化的手段較為單一，調(diào)節(jié)頻次少，系統(tǒng)運(yùn)行能效較低。

目前針對(duì)地鐵站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制的研究眾多，仍缺乏體系性的匯總，大部分是針對(duì)某一控制策略做詳細(xì)的研究。王揚(yáng)［5］將地鐵環(huán)控系統(tǒng)控制策略分為工況調(diào)控和環(huán)境調(diào)控兩類，工況調(diào)控是根據(jù)室內(nèi)外焓值將環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行工況分為全新風(fēng)、小新風(fēng)和通風(fēng)三種工況，環(huán)境調(diào)控是在工況調(diào)控的基礎(chǔ)上通過(guò)風(fēng)機(jī)水泵變頻、冷機(jī)啟停、二通閥調(diào)節(jié)、壓差旁通閥開度調(diào)節(jié)等一系列措施實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)，同時(shí)盡量降低能耗，這種分類方式有些籠統(tǒng)。曹勇［6］將控制策略優(yōu)化分為4個(gè)方面：冷源群控策略優(yōu)化、風(fēng)系統(tǒng)工況控制策略優(yōu)化、風(fēng)系統(tǒng)變頻控制策略優(yōu)化、風(fēng)水聯(lián)動(dòng)控制策略優(yōu)化，這種梳理方式相對(duì)清晰，但部分策略存在重合，且策略覆蓋不夠完整。

節(jié)能降耗的關(guān)鍵在于“開源”和“節(jié)流”，本文從需求側(cè)和供給側(cè)兩個(gè)層面對(duì)地鐵站節(jié)能控制方法進(jìn)行梳理分析。

2 地鐵站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制方法

2.1 需求側(cè)節(jié)能控制方法

環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行秉承“供需平衡”的原則，從源頭優(yōu)化負(fù)荷需求是節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)。面向需求側(cè)的節(jié)能優(yōu)化旨在減少冷量需求。車站冷負(fù)荷主要影響因素為外擾、內(nèi)擾和室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，外擾即室外氣象參數(shù)，包括室外溫度、太陽(yáng)輻射等，內(nèi)擾主要包括人員、設(shè)備、照明等的散熱量，外擾和內(nèi)擾是不可控參數(shù)，室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)為使?jié)M足室內(nèi)人員舒適所需的環(huán)境參數(shù)，在保證乘客舒適度的基礎(chǔ)上合理設(shè)計(jì)控制參數(shù)，是節(jié)能的有效措施，有不少研究針對(duì)地鐵站室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了討論分析。

馬光友［7］提出按暫時(shí)舒適概念設(shè)計(jì)站廳、站臺(tái)的設(shè)定溫度可有效降低負(fù)荷，所謂暫時(shí)舒適，即乘客從一個(gè)環(huán)境進(jìn)入另一個(gè)稍舒適的環(huán)境中，會(huì)有暫時(shí)舒適的感覺(jué)，乘客在炎熱的室外進(jìn)入溫度稍低些的站廳，會(huì)感到?jīng)鏊皇菚簳r(shí)的，因站廳實(shí)際溫度不低，但在乘客感到不舒適前就已進(jìn)入溫度更低的站臺(tái)，仍會(huì)感到舒適，最后進(jìn)入到舒適的車廂，如此全程并未出現(xiàn)不舒適感，但站廳、站臺(tái)設(shè)定溫度的升高，可有效降低負(fù)荷需求。HanJ［8］提出，車站內(nèi)乘客多處于步行狀態(tài)，對(duì)環(huán)境的期望較低，對(duì)車站內(nèi)溫度變化的敏感性不強(qiáng)，溫度舒適范圍較廣。天津大學(xué)嚴(yán)奎超［9］對(duì)天津市地鐵站控制溫度進(jìn)行了探討，以RWI作為衡量地鐵站內(nèi)人員是否舒適的標(biāo)準(zhǔn)，得到了不同室外溫度條件下站廳層、站臺(tái)層的最佳設(shè)計(jì)溫度。朱培根［10］指出單純以RWI靜態(tài)指標(biāo)評(píng)價(jià)車站內(nèi)的熱舒適度存在偏差，因乘客進(jìn)入地鐵站是個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，并提出了將車站環(huán)控系統(tǒng)與人員舒適度相結(jié)合的動(dòng)態(tài)控制方案，為車站更加合理的室內(nèi)溫度控制與節(jié)能運(yùn)行提供參考。辛偉寧［11］以廣州某地鐵站為例進(jìn)行實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)按規(guī)范對(duì)站廳、站臺(tái)的設(shè)定溫度進(jìn)行遞減會(huì)導(dǎo)致RWI值波動(dòng)較大，乘客在車站內(nèi)行走過(guò)程中無(wú)法獲得“暫時(shí)舒適”，并基于適當(dāng)?shù)南鄬?duì)熱指標(biāo)插值，提出了根據(jù)室外逐時(shí)溫度確定車站內(nèi)夏季各時(shí)刻室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度。

目前地鐵站多以單一參數(shù)對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控，從熱舒適的角度出發(fā)對(duì)車站內(nèi)各區(qū)域溫度設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化，有利于減少末端負(fù)荷需求，并基于優(yōu)化后的溫度調(diào)控方案確定合理的冷量供給策略，可在滿足乘客熱舒適要求的條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2.2 供給側(cè)節(jié)能控制方法

面向供給側(cè)的節(jié)能控制旨在在保證滿足末端負(fù)荷需求的前提下，使能耗最低。針對(duì)供給側(cè)節(jié)能控制研究，本文根據(jù)控制內(nèi)容將既有研究分為風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能控制、水系統(tǒng)節(jié)能控制和風(fēng)水聯(lián)動(dòng)優(yōu)化三個(gè)大類，每個(gè)類別中根據(jù)其控制方式又進(jìn)一步細(xì)分成多種策略，具體總結(jié)如圖：

圖1 供給側(cè)節(jié)能控制方法分類

2.2.1 風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能控制方法

風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能控制研究主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：新回風(fēng)比優(yōu)化和變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)?，F(xiàn)地鐵站一般采用固定新回風(fēng)比的運(yùn)行方式，根據(jù)設(shè)計(jì)原則，新風(fēng)量在以下兩者之間取大值：車站遠(yuǎn)期人流量*12.6m3· (h-1· 人-1)、送風(fēng)量的10 %。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，車站內(nèi)人流量一般遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)期最大客流值，且人流量實(shí)時(shí)變化，車站內(nèi)實(shí)際供給的新風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際需求的新風(fēng)量，室外新風(fēng)焓值較高，過(guò)多的引入新風(fēng)量會(huì)導(dǎo)致空調(diào)冷負(fù)荷大大增加，在整個(gè)環(huán)控系統(tǒng)中，新風(fēng)負(fù)荷占比最高可達(dá)40 %以上。若根據(jù)車站內(nèi)實(shí)時(shí)客流量調(diào)節(jié)最小新風(fēng)量，進(jìn)而減少焓值更低的回風(fēng)的排出，可有效降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。溫倩［12］構(gòu)建了一種基于改進(jìn)蝙蝠算法（IBA）優(yōu)化LSTM網(wǎng)絡(luò)的客流量預(yù)測(cè)模型，并基于客流預(yù)測(cè)值重新計(jì)算車站最小新風(fēng)量設(shè)定值。張榮［13］提出基于人群密度估計(jì)的新風(fēng)控制策略，采用PID控制調(diào)節(jié)新風(fēng)閥開度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變新風(fēng)量控制。部分研究通過(guò)CO2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，控制新風(fēng)量的供給，既保證了車站內(nèi)空氣品質(zhì)，又降低了系統(tǒng)運(yùn)行能耗。薛韓玲［14］提出在回風(fēng)管內(nèi)設(shè)置CO2傳感器，根據(jù)CO2濃度與設(shè)定值之間的偏差來(lái)增加或降低最小新風(fēng)量設(shè)定值。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)即VAV，這種方式主要是根據(jù)室內(nèi)環(huán)境內(nèi)負(fù)荷變化來(lái)不斷通過(guò)風(fēng)機(jī)變頻來(lái)改變送風(fēng)量，其將采集到的站廳/站臺(tái)區(qū)域溫度作為反饋量，與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，采用PID控制算法調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)頻率。VAV技術(shù)相對(duì)成熟，部分研究針對(duì)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)算法進(jìn)行了研究分析，如李韜［15］采用仿真模擬的方式，在Simulink中對(duì)純PID控制、帶Smith預(yù)估器PID控制、模糊控制及模糊PID控制的大系統(tǒng)溫度閉環(huán)控制效果進(jìn)行對(duì)比分析，證明了模糊PID控制的各項(xiàng)性能最優(yōu)。

VAV系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，可設(shè)置最小新風(fēng)量值，現(xiàn)多采用外部輸入的方式讀取具體的數(shù)值，因此VAV在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中最小新風(fēng)量是固定的。由此可見，現(xiàn)階段地鐵站風(fēng)系統(tǒng)的新回風(fēng)比優(yōu)化、變風(fēng)量?jī)煞N節(jié)能控制方式是互不干涉的。若能將兩種控制方式結(jié)合起來(lái)，將變風(fēng)量運(yùn)行邏輯中的最小新風(fēng)量值增加一個(gè)接口，和新回風(fēng)比優(yōu)化策略輸出的最小新風(fēng)量值對(duì)接，組成根據(jù)實(shí)際客流量與負(fù)荷需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)新風(fēng)量和送風(fēng)量的空調(diào)系統(tǒng)，這種控制方式將進(jìn)一步增加系統(tǒng)節(jié)能收益。

新回風(fēng)比優(yōu)化、VAV實(shí)質(zhì)上也都屬于變頻控制方法，分別通過(guò)新風(fēng)機(jī)和空調(diào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)的變頻控制，調(diào)節(jié)新風(fēng)量和送風(fēng)量以適應(yīng)車站內(nèi)的實(shí)際負(fù)荷需求。

2.2.2 水系統(tǒng)節(jié)能控制方法

水系統(tǒng)包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)，可控參數(shù)較多，如制冷主機(jī)出水溫度、冷凍水流量、冷卻水流量、冷塔出水溫度等等。根據(jù)調(diào)節(jié)參數(shù)的多樣性，將調(diào)控策略分為局部?jī)?yōu)化和全局優(yōu)化。

局部?jī)?yōu)化即單變量或多個(gè)變量組合優(yōu)化。金國(guó)建［16］指出，鑒于設(shè)計(jì)的局限性與設(shè)備選型存在的若干問(wèn)題，冷凍水系統(tǒng)90 %的時(shí)間負(fù)荷率低于65%，通過(guò)冷凍水系統(tǒng)出水溫度和冷凍水流量的變化可實(shí)現(xiàn)供冷量的調(diào)節(jié)，避免能量的浪費(fèi)。變冷凍水和冷卻水流量都是通過(guò)水泵的變頻調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)流量的變化，實(shí)質(zhì)上與變風(fēng)量一樣，都屬于變頻技術(shù)。天津大學(xué)楊昭［17］結(jié)合熱力學(xué)分析和CFD模擬的方法，對(duì)地鐵站運(yùn)行初期、中期、遠(yuǎn)期分別進(jìn)行了模擬分析，證明了將變頻技術(shù)應(yīng)用于冷凍水泵、空調(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī)等具有顯著的節(jié)能效果，在保證站廳與站臺(tái)層室內(nèi)空氣品質(zhì)的同時(shí)可降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，初期、中期、遠(yuǎn)期分別節(jié)能1103.4kWh、1064.3kWh、926.2 kWh。段皖秦［18］用TRNSYS搭建了西安某地鐵站環(huán)控系統(tǒng)的模型，驗(yàn)證了冷凍水泵變頻調(diào)節(jié)的可行性，相較于冷凍水泵定頻運(yùn)行節(jié)能率可達(dá)10 %以上。然而，冷凍水溫的調(diào)節(jié)和冷凍水流量的調(diào)節(jié)又對(duì)制冷機(jī)組和冷凍水泵存在著相互制約的影響，提高冷凍水溫度可以降低制冷機(jī)組能耗，但為滿足同樣的冷量供給，就意味著需要更多的冷凍水流量，這又導(dǎo)致冷凍水泵能耗的升高，而冷凍水流量的降低又會(huì)影響機(jī)組制冷效率。羅輝［19］從初投資及運(yùn)行費(fèi)用兩個(gè)方面，對(duì)采用標(biāo)準(zhǔn)溫差（7℃/12 ℃）和大溫差（7℃/14 ℃）兩種工況進(jìn)行對(duì)比分析，證明采用大溫差技術(shù)節(jié)能效益顯著且適用于地鐵單獨(dú)供冷車站，現(xiàn)冷凍水大溫差供冷技術(shù)已在地鐵站得到了廣泛推廣。陳穎［20］開展了各影響因素與冷凍水供水溫度間的相關(guān)性分析，得到不同負(fù)荷率下冷凍水供水溫度的最優(yōu)設(shè)定值。針對(duì)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能策略研究，Yao［21］通過(guò)建立空調(diào)冷源系統(tǒng)能耗模型，在保證換熱需求的條件下求解冷卻水溫度最優(yōu)值。王盛衛(wèi)［22］用窮舉法尋找使系統(tǒng)高效運(yùn)行的最優(yōu)冷卻塔出水溫度。

綜上，冷凍水、冷卻水系統(tǒng)變出水溫度、變流量在一定程度上都可提升地鐵站環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行能效，這種局部?jī)?yōu)化的方式可保證部分設(shè)備的高效運(yùn)行，但環(huán)控設(shè)備運(yùn)行參數(shù)高度耦合，若從全局優(yōu)化的角度出發(fā)，或可挖掘出整個(gè)環(huán)控系統(tǒng)的最大節(jié)能潛力。楊昭［17］提出了系統(tǒng)性能系數(shù)逐時(shí)優(yōu)化節(jié)能控制策略，以最大化該性能系數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，在線尋找最優(yōu)參數(shù)組合。焦煥炎［23］提出一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的地鐵站空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制策略，在保證地鐵站臺(tái)溫度要求的前提下，使整體能效最大化。楊仕成［24］提出了冷凍機(jī)房自動(dòng)控制系統(tǒng)的能耗數(shù)學(xué)模型，當(dāng)末端負(fù)荷不斷變化時(shí)，系統(tǒng)可以主動(dòng)尋優(yōu)控制，使冷凍機(jī)房總體能耗最低。莊煒茜［25］以武漢地鐵四號(hào)線為例，通過(guò)預(yù)判當(dāng)前負(fù)荷，尋找最佳的系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行與負(fù)荷變化的動(dòng)態(tài)跟隨，使整體COP最高。周志豪［26］基于冷源系統(tǒng)融合模型，建立了環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合優(yōu)化變量范圍和約束條件的限制，采用尋優(yōu)算法對(duì)環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全局優(yōu)化，模擬得到某制冷日采用全局優(yōu)化模式可實(shí)現(xiàn)13.2%的節(jié)能率。

2.2.3 風(fēng)水聯(lián)動(dòng)優(yōu)化方法

上述調(diào)控方法將風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)分開控制，然而風(fēng)水系統(tǒng)存在高強(qiáng)度的耦合性，只有將風(fēng)系統(tǒng)與水系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)控制，才能最大限度得挖掘的地鐵站環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能潛力。業(yè)內(nèi)一直存在變風(fēng)節(jié)能還是變水節(jié)能的爭(zhēng)論，莊煒茜［25］從換熱原理得角度分析認(rèn)為水側(cè)因流量變化而引起的傳熱系數(shù)變化對(duì)總體影響甚微，由此提出應(yīng)優(yōu)先調(diào)節(jié)風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行策略以適應(yīng)負(fù)荷需求的變化，當(dāng)風(fēng)系統(tǒng)的變化達(dá)到極小值時(shí)，再考慮水系統(tǒng)的變頻調(diào)速控制。李?。?7］也提出實(shí)現(xiàn)風(fēng)水聯(lián)動(dòng)關(guān)鍵在于先調(diào)節(jié)風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到設(shè)定溫度時(shí)，再調(diào)節(jié)水系統(tǒng)流量。但這種說(shuō)法未通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)證實(shí)，且未考慮風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)耦合控制方式的多樣性。鄭奕［4］提出以分布式控制策略為基礎(chǔ)的風(fēng)水聯(lián)動(dòng)智能控制策略，實(shí)現(xiàn)車站冷負(fù)荷及空調(diào)系統(tǒng)能耗最低化的運(yùn)算目標(biāo)。劉光偉［28］以大系統(tǒng)和水系統(tǒng)的總能效最高為目標(biāo)，結(jié)合局部模糊控制與全局模糊規(guī)則優(yōu)化迭代，實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)和水系統(tǒng)耦合的全局優(yōu)化控制。李軍［29］在南京地鐵1號(hào)線某車站引入了風(fēng)水聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)，可根據(jù)環(huán)境及負(fù)荷變化快速擇優(yōu)選擇系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，數(shù)據(jù)表明，風(fēng)水聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)地鐵站環(huán)控系統(tǒng)的能效最大化。

通過(guò)大量的文獻(xiàn)調(diào)研可總結(jié)得出，目前關(guān)于風(fēng)水聯(lián)動(dòng)技術(shù)的核心主要是變風(fēng)量和變水量技術(shù)的融合，首先根據(jù)末端負(fù)荷需求調(diào)節(jié)送風(fēng)量，固定送風(fēng)溫度，再根據(jù)實(shí)際送風(fēng)溫度與設(shè)定送風(fēng)溫度之間的偏差調(diào)節(jié)水系統(tǒng)流量。這樣的控制方式其實(shí)只是實(shí)現(xiàn)了風(fēng)水系統(tǒng)的部分聯(lián)動(dòng)，風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)還有很多其他的節(jié)能控制技術(shù)并未融合進(jìn)來(lái)，對(duì)于環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化還存在很大的空間，因此這種風(fēng)水聯(lián)動(dòng)的方式還是存在一定的局限性。

3 地鐵站環(huán)控節(jié)能控制方法總結(jié)

對(duì)地鐵站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制方法總結(jié)如下：

從需求側(cè)出發(fā)，可通過(guò)動(dòng)態(tài)優(yōu)化車站內(nèi)室內(nèi)環(huán)境設(shè)定溫度，根據(jù)人員流動(dòng)規(guī)律與行動(dòng)路徑，差異化設(shè)置不同區(qū)域的室內(nèi)溫度設(shè)定值，以減少負(fù)荷需求。這種方法可有效避免不必要的冷量供給，且易于應(yīng)用于實(shí)際。

從供給側(cè)出發(fā)，根據(jù)控制內(nèi)容的不同，地鐵站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制方法可分為風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能控制、水系統(tǒng)節(jié)能控制和風(fēng)水聯(lián)動(dòng)優(yōu)化三種。風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)變新風(fēng)比和變送風(fēng)量直接作用于室內(nèi)環(huán)境溫度，變風(fēng)量技術(shù)相對(duì)成熟，但結(jié)合變新風(fēng)比的應(yīng)用不多，兩者結(jié)合將進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能空間；水系統(tǒng)旨在保證末端供冷需求的同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)提高系統(tǒng)運(yùn)行能效，這方面關(guān)于單變量?jī)?yōu)化、組合變量?jī)?yōu)化和全局優(yōu)化的研究眾多，往往需要建立精確的設(shè)備能耗模型，對(duì)數(shù)據(jù)體量與數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求較高，因設(shè)備存在性能差異，且隨著運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)的增長(zhǎng)出現(xiàn)不同程度的性能衰減，這無(wú)疑增加了建模難度；風(fēng)水聯(lián)動(dòng)優(yōu)化則從整個(gè)環(huán)控系統(tǒng)全局優(yōu)化的角度出發(fā)，協(xié)調(diào)風(fēng)水系統(tǒng)的節(jié)能控制策略，這種方法更符合環(huán)控系統(tǒng)強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，但這種控制方法也更為復(fù)雜，現(xiàn)階段的風(fēng)水聯(lián)動(dòng)控制方法相對(duì)簡(jiǎn)化，大部分只是對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵進(jìn)行了變頻聯(lián)動(dòng)控制，未對(duì)風(fēng)水系統(tǒng)各種節(jié)能方法的有機(jī)融合做出嘗試，技術(shù)之間的融合是否存在沖突尚待驗(yàn)證。

4 地鐵站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制未來(lái)研究方向

1）環(huán)控系統(tǒng)全局節(jié)能優(yōu)化。環(huán)控系統(tǒng)高耦合、非線性的特點(diǎn)使環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制的難度與復(fù)雜度增加。為使系統(tǒng)整體能效最大化，應(yīng)從全局的角度出發(fā)，構(gòu)建完整的節(jié)能策略體系，綜合考慮負(fù)荷需求側(cè)、能源供給側(cè)的優(yōu)化方案，將各種節(jié)能技術(shù)進(jìn)行模塊化整合，協(xié)調(diào)各設(shè)備運(yùn)行使提升整體運(yùn)行能效。

2）基于不同數(shù)據(jù)條件的節(jié)能控制方法優(yōu)化。水系統(tǒng)節(jié)能控制策略多是基于精確的設(shè)備能耗模型，對(duì)數(shù)據(jù)提出了較高的要求，不同地鐵站數(shù)據(jù)條件差異較大，數(shù)據(jù)條件不佳的情況下的環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能方案或許在實(shí)際地鐵站有更大的應(yīng)用空間。

3）基于智能控制系統(tǒng)的節(jié)能策略開發(fā)。既有地鐵站多是基于BAS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)的控制，BAS覆蓋專業(yè)廣，很難做到環(huán)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)的精細(xì)化，這也導(dǎo)致目前應(yīng)用于實(shí)際的環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能方案普遍簡(jiǎn)化，真正應(yīng)用于實(shí)際的節(jié)能策略甚少。BAS系統(tǒng)只是控制調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)手段，隨著新興技術(shù)的快速發(fā)展，此類智能控制系統(tǒng)為地鐵站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制提供了平臺(tái)支撐，但其內(nèi)部關(guān)于環(huán)控設(shè)備的具體節(jié)能控制邏輯尚且需要我們進(jìn)入更深入的研究，未來(lái)的研究可能更傾向于與控制專業(yè)的交叉融合。