地鐵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀調(diào)研及節(jié)能途徑分析

侯彥萬 畢超

摘 要：地鐵空調(diào)系統(tǒng)是環(huán)控系統(tǒng)的最主要組成部分，包括冷水機(jī)組、冷凍循環(huán)水泵、冷卻循環(huán)水泵、冷卻塔、空調(diào)箱等設(shè)備，其中，地鐵冷水機(jī)組是空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，根據(jù)站內(nèi)熱負(fù)荷變化完成自身無級(jí)調(diào)節(jié)來滿足車站內(nèi)部環(huán)境，使得地鐵站內(nèi)的溫度和濕度滿足人員及機(jī)房設(shè)備冷卻的需求。空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)了通風(fēng)、降溫、除濕、潔凈等功能，是車站機(jī)電系統(tǒng)不可缺少的部分。

關(guān)鍵詞：地鐵；通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能研究；可行性建議

一、地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的用能現(xiàn)狀調(diào)查

（1）設(shè)計(jì)管理存在的不足。地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本身對(duì)與空調(diào)節(jié)能有重要的影響，但是設(shè)計(jì)部門和工作人員并沒有重視，因?yàn)榈罔F工程的設(shè)計(jì)時(shí)間比較長(zhǎng)，所以有些技術(shù)問題并沒有完全解決，在設(shè)計(jì)時(shí)就出現(xiàn)了問題，從而導(dǎo)致產(chǎn)品能耗超出預(yù)期，有些地鐵站的暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗甚至占據(jù)了總能耗的一半以上。隨著節(jié)能技術(shù)和環(huán)保要求的提高，新的技術(shù)方案也逐漸顯現(xiàn)出來，但是每一種技術(shù)方案都會(huì)存在不足。所以在選擇設(shè)計(jì)方案的時(shí)候，因?yàn)楦髯缘慕嵌炔煌?，所以給出的評(píng)價(jià)結(jié)果也不一樣，如何選出最匹配的設(shè)計(jì)方案，這是地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的問題。

（2）地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題。有些單位認(rèn)為只要完成了施工任務(wù)就可以放下重?fù)?dān)，卻忽視了對(duì)空調(diào)系統(tǒng)操作人員的培訓(xùn)，因?yàn)檫@些操作人員對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)非常有限，也沒有安全操作和規(guī)范操作的意識(shí)。所以在地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，有些操作人員會(huì)隨意改變參數(shù)，卻沒有參考室外參數(shù)。《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》明確規(guī)定，在冬季地下空間的溫度不能低于12攝氏度，但是實(shí)際情況卻是很多城市的地鐵冬季溫度過高，有的城市設(shè)置為20攝氏度，還有的城市是25攝氏度，這樣的溫度不但會(huì)讓乘客感到不舒適，還會(huì)增加暖通空調(diào)的能耗。一般來說，同一套系統(tǒng)會(huì)因?yàn)楣ぷ魅藛T的操作差異，從而出現(xiàn)能耗方面的差異，差距最高可達(dá)到50%以上。

（3）公眾對(duì)暖通空調(diào)的認(rèn)識(shí)問題。公眾對(duì)于暖通空調(diào)的認(rèn)識(shí)非常有限，而且觀點(diǎn)也非常片面。地下空間的空調(diào)系統(tǒng)或者采暖系統(tǒng)，應(yīng)該是以人體的舒適度為準(zhǔn)。但是大家普遍認(rèn)為在夏季空調(diào)溫度越低越好，而冬季則是越高越好，這和人體舒適性是相違背的，而且這樣還會(huì)增加暖通空調(diào)的能源消耗。其實(shí)，室內(nèi)外溫度差異過大，人體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性也會(huì)有所下降，從而造成身體的免疫力下降。因此，我們要加大對(duì)空調(diào)系統(tǒng)知識(shí)的宣傳，改變公眾對(duì)空調(diào)和采暖的錯(cuò)誤理解，提倡節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)和冷熱量的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，提升公眾的節(jié)能意識(shí)。

二、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施

（1）軌道排風(fēng)機(jī)節(jié)能。首先在工程項(xiàng)目上的最不利原則來計(jì)算設(shè)計(jì)，考慮在最不利原則的場(chǎng)景下，系統(tǒng)的整體情況和優(yōu)化情況。在還未到達(dá)最不利工作狀況前，軌道的排風(fēng)機(jī)是在很大程度上可以進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的，主要是通過對(duì)地鐵運(yùn)行時(shí)間運(yùn)行頻率的不同的調(diào)節(jié)做到節(jié)能方面的措施，首先對(duì)地鐵的不同工況進(jìn)行分類，根據(jù)具不同工況來進(jìn)行調(diào)節(jié)。然后根據(jù)地鐵離車站的具體位置的不同，來改變臺(tái)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，地鐵即將靠近車站時(shí)需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)，地鐵離開車站時(shí)或不在車站時(shí)需要低速運(yùn)轉(zhuǎn)，要么就需要系統(tǒng)及時(shí)對(duì)地鐵的所在情況進(jìn)行反饋，從而對(duì)地鐵和排風(fēng)機(jī)的相關(guān)要求作出響應(yīng)，第三是在保證整體運(yùn)行系統(tǒng)的溫度條件下，盡可能減少排風(fēng)機(jī)每天所運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，這樣不僅可以減少排風(fēng)機(jī)每天的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，也大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率。

（2）空調(diào)大系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化。在系統(tǒng)前端收集新風(fēng)量數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)通過溫度濕度可以測(cè)算出新風(fēng)負(fù)荷大小，經(jīng)過數(shù)據(jù)端的數(shù)據(jù)處理，例如在某一時(shí)段持票進(jìn)站人數(shù)，站臺(tái)等待人數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)前端作出人員負(fù)荷的估算，新風(fēng)負(fù)荷和人員負(fù)荷兩個(gè)較大變化量在系統(tǒng)前端就有了相應(yīng)的反饋，系統(tǒng)可以直接對(duì)這兩種復(fù)合干擾進(jìn)行測(cè)算，直接參與前端控制的冷水量和空氣量調(diào)節(jié)。這種前端反饋比系統(tǒng)整體反饋更有效，更及時(shí)，可能在數(shù)據(jù)測(cè)算上存在一定誤差，但提高了整體地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，在一定程度上減少了系統(tǒng)負(fù)荷的波動(dòng)，提升了系統(tǒng)整體運(yùn)行效率和響應(yīng)速度

（3）變頻調(diào)速控制節(jié)能。由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷完善，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中引入變頻空調(diào)技術(shù)，變頻調(diào)速技術(shù)在目前工程領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛。由于地鐵的特殊性需要對(duì)負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，但由于電機(jī)頻繁啟動(dòng)在過去的一般系統(tǒng)中對(duì)電機(jī)造成損害非常大，且頻繁啟動(dòng)耗能較高。因此在引入變頻調(diào)速控制系統(tǒng)后，這種問題將得到大大的改善，對(duì)于地鐵負(fù)荷的不確定性以及設(shè)備運(yùn)行工況對(duì)不確定性的及時(shí)反饋的工作效率將有效提升。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)組合式空調(diào)機(jī)組，和回風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速，根據(jù)新風(fēng)負(fù)荷和人員負(fù)荷對(duì)空調(diào)運(yùn)作進(jìn)行調(diào)整。

（4）風(fēng)閥控制新風(fēng)量節(jié)能。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，地鐵在早高峰晚高峰的上下班時(shí)間，客流量可超過地鐵全天的數(shù)據(jù)的一半以上，因此在早晚高峰時(shí)段，地鐵的負(fù)荷量還是很大的。其他時(shí)段的人流客流量也在不斷進(jìn)行調(diào)整，因此很多數(shù)據(jù)都是不確定的。那么如果根據(jù)地鐵客流量的最大量和最小量來設(shè)計(jì)空調(diào)機(jī)組，這是非常不科學(xué)且浪費(fèi)資源的做法。因此對(duì)于全天的平均數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，引入前端反饋系統(tǒng)和變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過前段對(duì)數(shù)據(jù)的收集及時(shí)調(diào)整風(fēng)閥的開啟程度大小，從而控制整個(gè)地鐵系統(tǒng)的新風(fēng)量，也可以及時(shí)引入新風(fēng)負(fù)荷的數(shù)據(jù)，從而為后續(xù)工作的展開進(jìn)行了有效和扎實(shí)的鋪墊。因此通過前端的風(fēng)閥開啟程度，從而調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)的新風(fēng)負(fù)荷，進(jìn)一步提升地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化。

（5）對(duì)地鐵隧道空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)壓控制。根據(jù)地鐵相關(guān)數(shù)據(jù)，地鐵隧道空調(diào)的費(fèi)用控制也是非常重要的，在很多時(shí)候，忽略了地鐵隧道空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)控制，往往對(duì)地鐵運(yùn)行造成極大的危害。對(duì)于地鐵隧道系統(tǒng)的空調(diào)的風(fēng)向控制主要是，根據(jù)空調(diào)大系統(tǒng)先進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化控制，然后采取針對(duì)性的地鐵隧道，空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)壓控制，在定時(shí)定期對(duì)于隧道溫度進(jìn)行實(shí)際記錄，采用前端反饋系統(tǒng)及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，這樣可以有效節(jié)約用電，還可減少風(fēng)機(jī)損耗，進(jìn)一步優(yōu)化了地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能情況。

暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能是地鐵節(jié)能的重要部分，所以本文對(duì)地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的用能現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查，并提出了有效的節(jié)能設(shè)計(jì)措施，從而滿足國(guó)家乃至全球提出的節(jié)能減排要求，為社會(huì)環(huán)境發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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