變頻節(jié)能技術(shù)在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用

肖迎俊

(哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 哈爾濱 150001)

1 地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成及功能

1.1 組成

車站大系統(tǒng)：指車站公共區(qū)部分(站廳、站臺、人行通道)的空調(diào)及通風(fēng)(兼排風(fēng))系統(tǒng)。車站大系統(tǒng)主要由分設(shè)于車站兩端的站廳全新分機、站廳空調(diào)新風(fēng)機、站臺空調(diào)新風(fēng)機、站廳回風(fēng)/排煙風(fēng)機、站臺回風(fēng)/排煙風(fēng)機、站廳組合式空調(diào)機組及相應(yīng)的各種風(fēng)閥、防風(fēng)閥等設(shè)備組成。

車站小系統(tǒng)：指車站管理用房及設(shè)備用房的空調(diào)及通風(fēng)(兼排風(fēng))系統(tǒng)。車站小系統(tǒng)主要包括為車站的設(shè)備及管理用房服務(wù)的軸流風(fēng)機、柜式、吊掛式空調(diào)機組及各種風(fēng)閥。

隧道通風(fēng)系統(tǒng)：指區(qū)間隧道機械通風(fēng)(兼排風(fēng))及活塞風(fēng)系統(tǒng)。隧道通風(fēng)系統(tǒng)分為區(qū)間隧道機械通風(fēng)系統(tǒng)(兼排煙)和車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)兩個部分，區(qū)間隧道機械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備有隧道風(fēng)機(TVF風(fēng)機)、推力風(fēng)機、射流風(fēng)機及相關(guān)電動風(fēng)閥；車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備有軌道排風(fēng)機、電動風(fēng)閥和防火閥。

車站空調(diào)水系統(tǒng)：指車站制冷供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由組合式空調(diào)機組、風(fēng)機盤管、冷水機組、水泵、冷卻塔、水閥與管路等設(shè)備組成，本系統(tǒng)分為冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)兩大系統(tǒng)。

1.2 作用

在列車正常運行時，排除余熱余溫，提供人員所需的新風(fēng)量，為乘客和工作人員提供一個適宜的人工環(huán)境，滿足站內(nèi)各種設(shè)備正常運轉(zhuǎn)所需要的溫度、濕度要求。

列車阻塞在區(qū)間隧道時，向阻塞區(qū)間提供一定的通風(fēng)量，保證列車空調(diào)等設(shè)備正常工作，維持車廂內(nèi)乘客在短時間內(nèi)能接受的環(huán)境條件。

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故時，提供迅速有效的排煙手段，給乘客和消防人員提供足夠的新鮮空氣，并形成一定的迎面風(fēng)速，引導(dǎo)乘客安全迅速的撤離。

2 通風(fēng)系統(tǒng)變風(fēng)量調(diào)控

2.1 隧道通風(fēng)系統(tǒng)

站臺下部、軌道頂部排熱通風(fēng)系統(tǒng)中UPE/OTE風(fēng)機正常情況每日從地鐵運營開始至運營結(jié)束期間一直運作，是長期運行風(fēng)機。其作用是排除列車進站、停站、出站時產(chǎn)生的熱量，以減少列車發(fā)熱量對車站及區(qū)間的影響，同時還兼容排煙功能?？紤]到近遠期列車對數(shù)不同、列車發(fā)熱量不同、風(fēng)機的排風(fēng)量不同，UPE/OTE風(fēng)機宜采用變頻風(fēng)機來調(diào)節(jié)風(fēng)量，既能滿足功能要求又可以得到良好的效果，同時可簡單、可靠的控制風(fēng)機。

2.2 車站通風(fēng)系統(tǒng)

車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)由組合式空調(diào)箱、回風(fēng)機、排風(fēng)機、空調(diào)新風(fēng)機組成，以往一般都是采用定風(fēng)量運行，靠節(jié)能設(shè)備的運行臺數(shù)來適應(yīng)車站負荷的變化。由于早晚兩個客流負荷高峰的存在，使送風(fēng)量出現(xiàn)兩個峰值而其他的時候風(fēng)量較小。采用定風(fēng)量系統(tǒng)時，必須滿足兩個峰值風(fēng)量，這樣在非峰值負荷時，其風(fēng)量顯然浪費了。如果按照平時風(fēng)量計算風(fēng)機能耗，則風(fēng)機能耗僅為按峰值風(fēng)量計算時的70%左右?？梢姴捎枚L(fēng)量運行的能耗是相當(dāng)嚴重的，采用變風(fēng)量系統(tǒng)是必要的。

實現(xiàn)風(fēng)機風(fēng)量最節(jié)能、最有效的方法是對風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速具有無極調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點，可以保持風(fēng)機的效率不因風(fēng)量的減小而減小，實現(xiàn)對風(fēng)量的準確控制，從而達到節(jié)能效果。根據(jù)相關(guān)資料記載，采用變頻調(diào)節(jié)變風(fēng)量方式，當(dāng)風(fēng)量為設(shè)計風(fēng)量的50%時，運行電流減少27.5%，因而減少送風(fēng)動力，節(jié)能效果明顯。同時，使用變頻調(diào)速控制，變頻器具有軟啟動功能，它將使啟動電流從零開始，減輕了對電網(wǎng)的沖擊，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命，節(jié)省了設(shè)備的維護費用。

3 空調(diào)水系統(tǒng)流量調(diào)控

在空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水泵和冷卻水泵的容量是按照車站最大設(shè)計負荷選定的，且留有余量。在實際使用中，空調(diào)系統(tǒng)大多處于低負荷運行狀態(tài)，因此，采用變頻器來調(diào)節(jié)水流量是減少能耗的有效途徑。 空調(diào)冷凍水泵的變頻調(diào)速采用恒壓差控制，可避免各空調(diào)系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系，單個空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)不會影響其他空調(diào)系統(tǒng)。冷凍水泵的控制，采用集水器和分水器之間的旁通閥壓差或最不利回路壓差作為反饋值來調(diào)節(jié)冷凍水泵的運行頻率。

4 空調(diào)系統(tǒng)運行模式調(diào)控

地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)運行時根據(jù)實際負荷需求對風(fēng)量、水量進行變頻控制，以及不同季節(jié)采用不同的運行模式，都能起到良好的節(jié)能效果。同時，通過優(yōu)化設(shè)計同樣可以達到節(jié)能目的。傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)計是以滿足整個系統(tǒng)最大負荷要求為原則和標(biāo)準進行的，而在絕大部分運行時間中，最大負荷是不會經(jīng)常出現(xiàn)的，且空調(diào)負荷的變化常常在40%以上；地鐵車站的特點是人員流動性大，有較明顯的負荷變化，一般早晚高峰時段比平常時段高出近一倍。在空調(diào)系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術(shù)就可以根據(jù)負荷及工況的變化對設(shè)備及系統(tǒng)隨時進行調(diào)節(jié)，以便在提供舒適滿意環(huán)境條件的同時實現(xiàn)節(jié)約能源，降低運營成本。

5 結(jié)語

采用變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)不僅可以降低地鐵環(huán)控系統(tǒng)的用電量，減少運營成本，同時也可以改善空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的運行工況，降低機械設(shè)備的磨損，延長設(shè)備的使用壽命，同時改善設(shè)備啟動性能，減少啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，還可以減少噪音對環(huán)境的影響，對提高地鐵整體管理起到了明顯作用。變頻技術(shù)日趨成熟，在其它領(lǐng)域通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用中已有成功經(jīng)驗，因此在地鐵環(huán)控系統(tǒng)中采用變頻控制技術(shù)應(yīng)積極探討和大力推廣應(yīng)用。

[1]楊巨瀾.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)變頻技術(shù)方案探討[J].制冷與空調(diào)，2008.

[2]薛志峰，江億.北京市大型公共建筑用能現(xiàn)狀與節(jié)能潛力分析[J] .暖通空調(diào)，2004.