變頻控制技術(shù)在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用

文/紀(jì)育光

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)現(xiàn)代交通行業(yè)的日益發(fā)達(dá)，地鐵的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，成為現(xiàn)代城市居民出行的首選交通工具，因此，地鐵站就不可避免的會(huì)出現(xiàn)人口密度過(guò)大的問(wèn)題。為了有效實(shí)現(xiàn)地鐵站內(nèi)的良好通風(fēng)，大多數(shù)地鐵站都會(huì)采用空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)提高旅客的舒適感。但不可否認(rèn)，我國(guó)目前的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，仍存在一些不足之處，必須采取有效可行的方案不斷對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，變頻控制技術(shù)的應(yīng)用就可以作為一種切實(shí)合理的思路。

1 變頻控制技術(shù)概述

變頻控制技術(shù)作為一種新時(shí)代新興的信息技術(shù)，具有輔助系統(tǒng)，節(jié)能減排、減少噪音、延長(zhǎng)使用期限等功能，所以，這項(xiàng)技術(shù)將具有廣闊的應(yīng)用前景。在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，變頻控制技術(shù)的有效利用可以解決原有能耗過(guò)大、運(yùn)行成本太高和設(shè)備容量過(guò)剩等問(wèn)題，能夠更加精準(zhǔn)的完成控制與調(diào)節(jié)工作。

2 地鐵站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及變風(fēng)量控制情況

一般來(lái)說(shuō)，我國(guó)地鐵車站的環(huán)控系統(tǒng)主要由小系統(tǒng)、大系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、隧道通風(fēng)系統(tǒng)四個(gè)部分構(gòu)成。其中小系統(tǒng)與大系統(tǒng)是通風(fēng)系統(tǒng)，而小系統(tǒng)則專職設(shè)備管理室的通風(fēng)系統(tǒng)，大系統(tǒng)專指公共區(qū)域內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)，水系統(tǒng)則為供源系統(tǒng)，是大系統(tǒng)和小系統(tǒng)冷源的來(lái)源地。隧道通風(fēng)系統(tǒng)則分為區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)及車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)。

一般來(lái)說(shuō)，地鐵乘客流量與城市上下班高峰的時(shí)間段是成正比例的，因此，客流量是系統(tǒng)風(fēng)量控制的基本依據(jù)。但是在實(shí)際操作過(guò)程中，由于車站負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于變風(fēng)設(shè)備的容量，也就導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)常常不在全負(fù)荷情況下運(yùn)行，風(fēng)機(jī)則按照固定的控制模式，容易造成能源消耗。地鐵站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的具體運(yùn)行模式如圖1所示。

3 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中變頻控制技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用

3.1 變風(fēng)量控制

通過(guò)利用變頻控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行，主要來(lái)說(shuō)有三種方式分別是：大系統(tǒng)與排熱風(fēng)機(jī)均變頻，排熱風(fēng)機(jī)變頻，組合式空調(diào)器與水泵、排熱風(fēng)機(jī)變頻。一般情況下，在地鐵站內(nèi)，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間要長(zhǎng)于制冷機(jī)，并且由于地鐵自身面積大，人流量多的特點(diǎn)，其風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功率也要大于普通建筑。由此來(lái)看，應(yīng)該將風(fēng)系統(tǒng)變頻節(jié)能作為重點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能改造。

從車站開(kāi)始運(yùn)行到結(jié)束，軌道頂端及站臺(tái)下端的通風(fēng)系統(tǒng)一直在運(yùn)行，所以可劃分為長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的風(fēng)機(jī)。此通風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)排出地鐵進(jìn)站、出站時(shí)所產(chǎn)生的熱量，以避免列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生過(guò)大熱量，從而保證了車站的正常運(yùn)行。并且，該系統(tǒng)還有幫助地鐵排出尾氣的作用?？梢詫⒌罔F運(yùn)行的基本狀況作為參考依據(jù)，利用變頻風(fēng)機(jī)控制風(fēng)量，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)量與地鐵運(yùn)行實(shí)際需要的符合。在隧道通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)，可以有效提升風(fēng)機(jī)啟動(dòng)效率，降低機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用期限。

車站的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)主要由排風(fēng)機(jī)，組合式空調(diào)箱和回風(fēng)機(jī)等構(gòu)成。地鐵站內(nèi)的客流量并非一成不變的，在上下班高峰期，人流量最多，因此，如果采用定風(fēng)量系統(tǒng)，那么平均風(fēng)量就必須滿足峰值，在客流量不多時(shí)，就會(huì)造成風(fēng)量浪費(fèi)。而采用變風(fēng)量系統(tǒng)則可解決這一問(wèn)題，使風(fēng)量能夠與地鐵的實(shí)際情況相符，并且降低風(fēng)量變化對(duì)風(fēng)機(jī)功率的影響。變頻控制技術(shù)在變風(fēng)量系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以有效提高風(fēng)量調(diào)控的靈活性，實(shí)現(xiàn)能耗的節(jié)約。除此之外，它還可以有效調(diào)節(jié)運(yùn)行速度，并且能使啟動(dòng)電流以零為起點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)損壞的減少，能夠增加變風(fēng)量系統(tǒng)的使用期限。

3.2 空調(diào)水系統(tǒng)流量調(diào)控

在空調(diào)水系統(tǒng)中，一般下都是將車站的最大負(fù)荷作為選擇依據(jù)來(lái)確定冷卻水泵和冷凍水泵的容量，甚至一些地鐵站水泵容量大約車站的最大負(fù)荷。這樣就導(dǎo)致空調(diào)水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，有很大一部分時(shí)間處在低負(fù)荷運(yùn)行的情況下，產(chǎn)生的不必要的能源消耗。如果采用變頻控制技術(shù)，則能靈活的依據(jù)實(shí)際狀況調(diào)節(jié)水量，從而盡可能避免能源消耗。比如，將變頻器應(yīng)用于空調(diào)冷凍水泵中，則能有效的降低空調(diào)各個(gè)系統(tǒng)之間發(fā)生問(wèn)題的機(jī)率。

3.3 空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式變頻調(diào)控

圖1

如果能利用變頻控制技術(shù)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行變頻控制，也許不同季節(jié)及不同氣候采取個(gè)性化的運(yùn)行模式，則能降低能耗。在傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式中，車站最大負(fù)荷被作為系統(tǒng)運(yùn)行的最低標(biāo)準(zhǔn)，但事實(shí)上，最大負(fù)荷只在極少數(shù)情況下出現(xiàn)，而在一般情況下，采用最大負(fù)荷，這會(huì)產(chǎn)生不必要的能源浪費(fèi)。而如果能合理利用變頻控制技術(shù)，則可以全面考慮空調(diào)運(yùn)行中的各個(gè)因素，合理調(diào)節(jié)各子系統(tǒng)，減少運(yùn)營(yíng)資金，避免過(guò)度能耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，傳統(tǒng)的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行模式將車站最大負(fù)荷作為運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)造成大量的能源浪費(fèi)，不符合節(jié)能環(huán)保的要求。而從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，變頻控制技術(shù)的利用，確實(shí)可以顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的靈活度，也可有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。并且從現(xiàn)實(shí)要求來(lái)看，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源利用率也有了更高的要求。因此，在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻控制技術(shù)來(lái)靈活控制車站的風(fēng)量及水量已經(jīng)勢(shì)在必行。在實(shí)際操作過(guò)程中，要通過(guò)變風(fēng)量控制、空調(diào)水系統(tǒng)流量調(diào)控、空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式變頻調(diào)控等方面，來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻技術(shù)的高效利用，切實(shí)降低空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能源消耗，促進(jìn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)步。