地鐵機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用

黃成

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)變頻技術(shù)因其優(yōu)越的節(jié)能效果引起工程領(lǐng)域的注意，尤其是地鐵機(jī)電設(shè)備需要應(yīng)用變頻技術(shù)，以減少資源損耗，降低地鐵運(yùn)行成本。本文從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，首先分析地鐵機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)應(yīng)用的必要性，同時(shí)具體分析變頻技術(shù)用于地鐵機(jī)電設(shè)備中的節(jié)能效果，希望具有一定的借鑒意義和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地鐵；機(jī)電設(shè)備；變頻技術(shù)；應(yīng)用

地鐵在城市化建設(shè)進(jìn)程中是必不可少的公共交通工具，其方便了人們的生活和出行。但是根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析，地鐵運(yùn)行過(guò)程中電扶梯和中央空調(diào)系統(tǒng)始終處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，具有低效率、高磨損、高耗能等特點(diǎn)，逐漸成為影響城市地鐵運(yùn)營(yíng)能耗的主要設(shè)備。從地鐵電扶梯和中央空調(diào)系統(tǒng)的配置情況看，地鐵時(shí)間點(diǎn)內(nèi)客流量波動(dòng)幅度大，這使得機(jī)電設(shè)備功率冗余及容量大[1]，造成地鐵運(yùn)行成本過(guò)高。如果不采用任何節(jié)能調(diào)控技術(shù)，勢(shì)必出現(xiàn)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行不暢的情況。因此地鐵機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻技術(shù)是節(jié)能的必然選擇。

1 分析地鐵機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)應(yīng)用的必要性

我國(guó)社會(huì)能源資源消耗量逐年增長(zhǎng)，加劇了自然環(huán)境的污染，這種背景下變頻技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，不僅對(duì)電器及機(jī)電設(shè)備帶來(lái)重大變革，同時(shí)展現(xiàn)出其在穩(wěn)定設(shè)備電壓及降低能源消耗的優(yōu)越性，因此一經(jīng)出現(xiàn)便開(kāi)始在機(jī)電設(shè)備中受到青睞。變頻技術(shù)的實(shí)用性直接或間接為機(jī)電設(shè)備創(chuàng)造出巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，保護(hù)了環(huán)境，地鐵機(jī)電設(shè)備為降低損耗也必然引入變頻技術(shù)，以創(chuàng)造出更高的環(huán)境效益。變頻技術(shù)有著多個(gè)不同的運(yùn)行模式，同時(shí)發(fā)揮的效果有所不同，但是其共性是維護(hù)電器及機(jī)電設(shè)備的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，保持其優(yōu)越性能，因此變頻技術(shù)用于地鐵機(jī)電設(shè)備中可降低地鐵運(yùn)行投入成本，減輕對(duì)環(huán)境的污染，減少能源資源的損耗，具有重要意義。

2 地鐵機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用

2.1 地鐵電扶梯變頻技術(shù)的應(yīng)用

如果電扶梯未采用變頻技術(shù)進(jìn)行改造，仍然按照傳統(tǒng)運(yùn)行方式，那么電梯將始終處于額定的速度來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)論是有人乘坐還是處于閑置狀態(tài)都是勻速運(yùn)行，這種情況下電扶梯產(chǎn)生的不必要能源消耗將會(huì)加大地鐵開(kāi)支。變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上解決了這個(gè)問(wèn)題，改造其變頻器當(dāng)空載時(shí)，電扶梯維持節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，載人時(shí)，變頻器傳達(dá)出反應(yīng)信號(hào)，電扶梯控制系統(tǒng)由節(jié)能速度轉(zhuǎn)變?yōu)轭~定速度，其運(yùn)行速度可控性得到提高[2]，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。根據(jù)電扶梯的電頻率和速度關(guān)系可知，速度越高，供電頻率越高，兩者具有正相關(guān)關(guān)系，因此變頻改造地鐵電扶梯非常有必要，高低速交替運(yùn)行不僅保證了乘坐時(shí)的正常運(yùn)行，同時(shí)節(jié)省扶梯閑置時(shí)的運(yùn)行能源。

2.2 地鐵中央空調(diào)變頻技術(shù)的應(yīng)用

中央空調(diào)的組成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要包括水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)中分層設(shè)備類(lèi)型多樣，其主要目的就是用于調(diào)節(jié)溫度。變頻技術(shù)調(diào)節(jié)中央空調(diào)的運(yùn)行原理是通過(guò)閉環(huán)控制、變頻調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的，共同構(gòu)成智能監(jiān)控技術(shù)，因此地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)才能保持低能、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。在沒(méi)有應(yīng)用變頻技術(shù)前中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，負(fù)荷值始終處于不停的變化狀態(tài)，除了冷水機(jī)組外，其他設(shè)備基本上都是按照固定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦降低了空調(diào)的負(fù)荷值，那么整個(gè)運(yùn)行機(jī)組的運(yùn)行效率也會(huì)下降，這一變化過(guò)程浪費(fèi)了大量的能源。變頻技術(shù)主要利用冷水機(jī)組和其他設(shè)備的共同調(diào)控、相配合實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。我們從中央空調(diào)結(jié)構(gòu)具體分析。

2.2.1 變頻技術(shù)應(yīng)用后的水系統(tǒng)節(jié)能

地鐵中央空調(diào)變頻技術(shù)節(jié)能控制的運(yùn)行步驟為：首先采集到地鐵溫度濕度和客流量的變化，經(jīng)傳感器進(jìn)入到地鐵溫度濕度的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)中，然后比較初始設(shè)定值和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)輸入變頻器中數(shù)據(jù)，最后根據(jù)比較運(yùn)算結(jié)果實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的頻率，因此完成實(shí)時(shí)性調(diào)控地鐵溫濕度、連續(xù)性閉環(huán)控制地鐵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)及自動(dòng)化調(diào)節(jié)地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)的多個(gè)系統(tǒng)。保持地鐵內(nèi)溫濕度相對(duì)穩(wěn)定，始終處于設(shè)定范圍內(nèi)。具體過(guò)程是變水量系統(tǒng)替代原來(lái)的定水量系統(tǒng)，并在水系統(tǒng)中添加自動(dòng)調(diào)節(jié)根據(jù)溫度來(lái)變化的各類(lèi)設(shè)備[3]。每一個(gè)冰凍系統(tǒng)上均配備變頻器，在使用期間，將頻率設(shè)定在固定范圍內(nèi)，傳感器的主要目的是反饋冷凍水等的溫度記錄及檢測(cè)水壓差，以便及時(shí)調(diào)整異常情況，冷凍水的總流量、設(shè)備用電量等均屬于中央空調(diào)變頻技術(shù)監(jiān)控范圍?？偟膩?lái)講，變頻技術(shù)在地鐵中央空調(diào)水系統(tǒng)添加后，有效維持了水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用年限，降低了資金投入。

2.2.2 變頻技術(shù)應(yīng)用后的風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能

變頻技術(shù)用于中央空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)中主要添加電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，根據(jù)回風(fēng)溫度自動(dòng)控制氣體的進(jìn)出，和水系統(tǒng)類(lèi)似，風(fēng)系統(tǒng)中的變頻器首先設(shè)定頻率在固定范圍內(nèi)，基本設(shè)置參數(shù)為30-50 Hz之間，每個(gè)風(fēng)機(jī)需要的電量和風(fēng)機(jī)排送風(fēng)溫度由傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)。地鐵內(nèi)的溫度基本由送風(fēng)量的大小和排送風(fēng)的溫度所決定，過(guò)高或者過(guò)低的溫度對(duì)乘客身體健康都會(huì)帶來(lái)不利影響，因此變頻技術(shù)通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度設(shè)定為對(duì)乘客身體無(wú)害的溫度范圍內(nèi)，最大化避免“空調(diào)病”的發(fā)生。

2.2.3 變頻技術(shù)應(yīng)用后多聯(lián)機(jī)節(jié)能

由于地鐵中央空調(diào)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，并非整日都需要供冷，因此避免晚間和季節(jié)交替時(shí)間供冷很重要。節(jié)省不需要供冷時(shí)的能源可節(jié)省地鐵資金投入，當(dāng)關(guān)閉中央空調(diào)后，這時(shí)變頻式多聯(lián)機(jī)就可以替代中央空調(diào)開(kāi)始運(yùn)行，變頻式多聯(lián)機(jī)改變了中央空調(diào)大系統(tǒng)供冷的方式[4]，采用的是小系統(tǒng)，并且能源消耗是中央空調(diào)大系統(tǒng)的四分之三，未來(lái)具有巨大的發(fā)展空間和廣闊的前景，節(jié)能效果顯而易見(jiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變頻技術(shù)在地鐵機(jī)電設(shè)備中的節(jié)能應(yīng)用有著重要的意義，極大地減少了能源的損耗，提高了機(jī)電設(shè)備整體系統(tǒng)節(jié)能效益，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，順應(yīng)了我國(guó)節(jié)能減排政策的號(hào)召，變頻技術(shù)在未來(lái)發(fā)展中潛力無(wú)窮。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫永濤. 變頻技術(shù)在地鐵機(jī)電設(shè)備中的節(jié)能應(yīng)用分析[J]. 中小企業(yè)管理與科技，2015（14）：167-168.

[2] 王曉冬，龍雪. 變頻技術(shù)在地鐵機(jī)電設(shè)備中的節(jié)能分析[J]. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2014，33（4）：64-66.

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（作者單位：南寧市軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)分公司）