試論依附于BAS系統(tǒng)地鐵車站的節(jié)能方案

張楠

（天津凱發(fā)電氣股份有限公司，天津 300392）

上世紀(jì)初，一些發(fā)達(dá)國家為了避免交通擁堵的問題，開始了地下鐵路建設(shè)方面的研究。目前，我國的軌道交通已經(jīng)處于全面發(fā)展中，在此基礎(chǔ)上降低了對(duì)環(huán)境的污染。因?yàn)閲鴥?nèi)對(duì)地鐵交通建設(shè)發(fā)展的時(shí)間較短，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控（BAS）系統(tǒng)在以往的地鐵建設(shè)中并沒有得到全面的應(yīng)用。國內(nèi)第一條具備環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的地鐵即為北京的復(fù)八線，此線在1999年正式運(yùn)行，至此以后，我國新建的很多地鐵交通都加設(shè)了環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。伴隨地鐵交通建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，我國的地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸趕超發(fā)達(dá)國家。以下將以依附于BAS系統(tǒng)地鐵車站的節(jié)能方案作為切入點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上予以深入的探究。

1 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)概述

環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通過控制中心與車站二級(jí)管理。我國上級(jí)部門與車站級(jí)監(jiān)控功能通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)即綜合監(jiān)控機(jī)制中的一個(gè)分支系統(tǒng)，經(jīng)各級(jí)的全面配合，進(jìn)而達(dá)到環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的整體功能。環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控目標(biāo)是以通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備為基礎(chǔ)，監(jiān)控目標(biāo)主要有下述幾方面：（1）通風(fēng)系統(tǒng)。（2）給排水系統(tǒng)。（3）照明系統(tǒng)。（4）乘客導(dǎo)向系統(tǒng)。（5）自動(dòng)扶梯。（6）電梯。

2 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵中的價(jià)值

在過去的地鐵運(yùn)營管理環(huán)節(jié)，對(duì)給排水、空調(diào)、導(dǎo)向、照明以及電扶梯等機(jī)電裝置基本都是通過人工形式予以監(jiān)管，只有個(gè)別裝置予以自動(dòng)化設(shè)計(jì)，也就是獨(dú)立設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并未予以整體的集成。過去的管理形式，管理程度相對(duì)偏低，且需要大量的人工操作，響應(yīng)速率慢，無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的自動(dòng)化全面管理。

地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，在一定程度上縮減了維護(hù)工作者巡視的時(shí)間，進(jìn)而從根本上深化了工作的有效性；且在發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，相關(guān)救助系統(tǒng)可以在第一時(shí)間做出反應(yīng)。地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主要價(jià)值包括下述幾方面：（1）在一般工作狀態(tài)中，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)依附于時(shí)間表及工藝自動(dòng)對(duì)環(huán)境裝置予以整體的模式控制，進(jìn)而確保相關(guān)控制裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。（2）在發(fā)生列車阻塞等事故時(shí)，可以第一時(shí)間進(jìn)入災(zāi)害模式，這會(huì)有效的避免事故或第一時(shí)間進(jìn)行救援。

3 地鐵耗能研究

伴隨各類系統(tǒng)及設(shè)備的大量應(yīng)用，電能消耗已成為影響地鐵運(yùn)營成本的主要內(nèi)容。相關(guān)資料顯示，地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)的能耗為地鐵運(yùn)營成本的百分之三十，在歐美等發(fā)達(dá)國家，部分十公里左右的地鐵線路總的耗電量為每公里每小時(shí)七百四十五千瓦，其中用于地鐵環(huán)境控制的電量超過了每公里每小時(shí)二百九十八千瓦，有的超過了牽引電客車的能耗。通過上述我們不難看出，對(duì)地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)的機(jī)電與自動(dòng)化設(shè)備予以智能控制優(yōu)化會(huì)節(jié)約大量能耗。節(jié)能為當(dāng)今社會(huì)需要共同肩負(fù)的重要任務(wù)，因此可通過前沿科技，在確保運(yùn)行穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，予以有效的節(jié)能措施，進(jìn)而控制成本，這已是環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的首要任務(wù)。

4 依附于環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)能方案

在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，用于通風(fēng)的設(shè)備要融入變頻變風(fēng)量技術(shù)，通過此技術(shù)，節(jié)能效果得到顯著的改善。而且，變頻調(diào)速能夠降低對(duì)機(jī)械裝置的磨損程度，進(jìn)而增加裝置的使用壽命，可以有效縮減裝置的維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)還可以降低噪聲對(duì)環(huán)境的影響，緩解裝置在起動(dòng)過程中電流對(duì)電網(wǎng)的影響。所以，擇取變頻技術(shù)受益較大。在實(shí)際控制過程，通過環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)予以室外溫度分析，在此基礎(chǔ)上依附于實(shí)際情況，對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻控制，因此減少能耗。

可采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)具有節(jié)能及靈活等優(yōu)點(diǎn)，較之中央空調(diào)系統(tǒng)收益顯著，目前變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)已成為行業(yè)研究的側(cè)重點(diǎn)。地鐵車站擇取變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)能夠有效的節(jié)能，不過因?yàn)榈罔F站中的環(huán)境具有多元化特性，因此會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的干擾，未達(dá)到穩(wěn)定控制的目的。所以，需要我們開發(fā)有針對(duì)性的控制方式，進(jìn)而確保系統(tǒng)的節(jié)能性與穩(wěn)定性。

針對(duì)于集中冷站的設(shè)計(jì)。我們可選擇集中制冷技術(shù)，同時(shí)予以分散供冷的控制方法，臨近的車站集中構(gòu)建冷凍機(jī)房,依附于車站間的區(qū)間隧道設(shè)置冷凍水管，通過泵的能量輸送把冷凍水傳輸?shù)礁鬈囌?。所有集中冷站都能夠供?yīng)附近的五個(gè)車站。集中制冷技術(shù)要選擇大容量機(jī)組，盡可能控制機(jī)組臺(tái)數(shù)，這樣不僅可以從根本深化運(yùn)行有效性，同時(shí)還可以縮減車站的建筑面積，并能夠控制進(jìn)出水管、閥門以及電纜等設(shè)備的使用量，因此直接降低單位造價(jià)。

為了有效的控制能耗，地鐵冷水機(jī)組內(nèi)的控制基本都對(duì)運(yùn)行臺(tái)數(shù)予以控制，目的是促使運(yùn)行的機(jī)組臺(tái)數(shù)可以達(dá)到系統(tǒng)負(fù)荷的基本要求，同時(shí)使機(jī)組可以長(zhǎng)時(shí)間、高效的運(yùn)行。在過去的一些工程資料中，很多地鐵車站都通過冷量控制冷水機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，這是現(xiàn)階段最為科學(xué)、節(jié)能的一種控制措施。一個(gè)車站通過兩臺(tái)大機(jī)組兩臺(tái)小機(jī)組所構(gòu)成，經(jīng)時(shí)間段的控制，能夠分為高峰期與非高峰期兩個(gè)時(shí)間段，經(jīng)大小組合以及臺(tái)數(shù)組合的措施予以供冷，這能夠從根本節(jié)約浪費(fèi)。

時(shí)間表控制技術(shù)。在地鐵運(yùn)行環(huán)節(jié)，客流為波谷型狀態(tài)，通常早晚高峰時(shí)客流量較大，所以時(shí)間表控制即為現(xiàn)階段環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中較為常用的節(jié)能控制方案，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)系統(tǒng)中的時(shí)間表對(duì)設(shè)備予以控制。在時(shí)間表控制狀態(tài)下，相關(guān)工作者也能夠依附于客流的實(shí)情對(duì)時(shí)間表予以調(diào)整。

季節(jié)模式控制技術(shù)主要為控制空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)頻率與風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)性模式，依附于季節(jié)變換預(yù)先設(shè)定相匹配的模式，因此調(diào)節(jié)溫度，夏季擇取空調(diào)季小新風(fēng)模式，此模式下，為了控制站內(nèi)冷量流失，所以要科學(xué)的利用室內(nèi)回風(fēng)，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)擇取最小新風(fēng)予以站內(nèi)的空氣交換，通過少量新風(fēng)混合回風(fēng)運(yùn)行。此狀態(tài)下，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)連鎖控制冷水機(jī)組、回風(fēng)閥以及新風(fēng)閥，把部分回風(fēng)傳輸至車站外，另一部分回風(fēng)再與新風(fēng)混合，利用表冷設(shè)備冷卻后予以送風(fēng)處理。

空調(diào)季全新風(fēng)模式大多適用于春夏以及夏秋等季節(jié)更替期，也可以利用時(shí)間表予以時(shí)間的設(shè)置，全新風(fēng)模式是完全開啟新風(fēng)閥與排風(fēng)閥，不利用站內(nèi)回風(fēng)閥予以回風(fēng)，新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)閥傳輸至表冷設(shè)備予以制冷，在公共區(qū)完成熱交換后，直接經(jīng)排風(fēng)閥排出。

在站外溫度不超過站內(nèi)溫度的狀態(tài)下，即為非空調(diào)季，通常為冬季，冷水機(jī)組會(huì)完全關(guān)閉，外界空氣經(jīng)新風(fēng)閥傳輸?shù)杰囌?，在此基礎(chǔ)上利用排風(fēng)閥予以排出。

Enthalpy自動(dòng)控制技術(shù)。Enthalpy即為空氣內(nèi)所含有的總熱量，以干空氣單位質(zhì)量為基礎(chǔ)。這是一種溫度與濕度的整體表示方式。在環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，經(jīng)空氣焓值分析，不但能夠把站內(nèi)溫度調(diào)節(jié)至人體舒適的溫度，同時(shí)還能夠依附于分析數(shù)據(jù)擇取相應(yīng)的模式，因此達(dá)到節(jié)能的目的。Enthalpy技術(shù)較之上文所提及的時(shí)間表控制更具有同步性，可以精準(zhǔn)的依附于外界溫度變化進(jìn)行相應(yīng)模式的選擇。

5 結(jié)語

綜上所述，地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，在一定程度上縮減了維護(hù)工作者巡視的時(shí)間，進(jìn)而從根本深化了工作有效性；且在發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，相關(guān)救助可以在第一時(shí)間做出反應(yīng)。地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主要價(jià)值包括：在一般工作狀態(tài)中，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)依附于時(shí)間表及工藝自動(dòng)對(duì)環(huán)境裝置予以整體的模式控制，進(jìn)而確保相關(guān)控制裝置的穩(wěn)定運(yùn)行；在發(fā)生列車阻塞等事故時(shí)，可以第一時(shí)間進(jìn)入災(zāi)害模式，這會(huì)有效的避免事故或第一時(shí)間進(jìn)行救援。而由于地鐵環(huán)控系統(tǒng)的復(fù)雜性和特殊性，對(duì)車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的控制與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)具有較大的差異，在硬件的配置與軟件功能上有一定的特殊性，所以，在未來地鐵的建設(shè)過程中，要依附于地鐵的實(shí)情，科學(xué)的配置系統(tǒng)，進(jìn)而從根本上深化系統(tǒng)功能，全面加強(qiáng)地鐵節(jié)能方案的有效性。

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