淺談地鐵環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能措施

王丹梅

摘要：地鐵通風空調系統(tǒng)又叫環(huán)控系統(tǒng)，是城市軌道交通中一個重要組成部分，承擔著通風、制冷、排煙等功能，直接影響乘客舒適度。地鐵通風空調系統(tǒng)作為耗能大戶，其節(jié)能問題越來越受到重視。文章謹對地鐵環(huán)控系統(tǒng)的耗能現(xiàn)狀及節(jié)能措施進行研究，提出設計和維保階段的節(jié)能建議。

關鍵詞：地鐵環(huán)控系統(tǒng);通風空調;節(jié)能;維保

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）19-0261-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

0 地鐵通風空調系統(tǒng)簡介

地鐵通風空調系統(tǒng)分為車站通風空調系統(tǒng)和隧道通風系統(tǒng)，車站通風空調系統(tǒng)又分為大系統(tǒng)、小系統(tǒng)及冷源系統(tǒng)。涉及風機、風閥、冷源、空調末端、多聯(lián)機、消聲器六大類設備。為滿足運營需要，為乘客及工作人員營造安全良好的空氣環(huán)境，需對站內空氣濕度、溫度、潔凈度、空氣流速、壓力等環(huán)境因素進行控制。地鐵通風空調系統(tǒng)具有系統(tǒng)多、設備多、模式多、控制復雜的特點。

1 能耗現(xiàn)狀

地鐵電能消耗主要分為牽引能耗、車站耗能及包括商業(yè)、車輛段在內的其他能耗。而地鐵通風空調系統(tǒng)作為能耗大戶，其電力能源消耗可達到地鐵總能耗的40%-60%[1]。地鐵空調系統(tǒng)能耗主要由環(huán)控用電和冷源用電組成，其中冷源的主要能耗來源為制冷機組、冷卻塔與水泵，環(huán)控用電的主要能耗來源為風機。

2 原因分析

2.1 系統(tǒng)設備多、運行時間長

環(huán)控系統(tǒng)多、設備多，運行時間長。地鐵通風空調系統(tǒng)包括大系統(tǒng)、小系統(tǒng)及冷源系統(tǒng)和隧道通風系統(tǒng)[2]，涉及的設備主要有風機、風閥、冷源、空調末端、多聯(lián)機、消聲器六大類。在機電系統(tǒng)中，通風空調專業(yè)的設備最多，體量最大。為滿足運營需要，為乘客及工作人員營造安全良好的空氣環(huán)境，需對站內空氣濕度、溫度、潔凈度、空氣流速、壓力等環(huán)境因素進行控制。成都地鐵的通風空調系統(tǒng)不論是空調季還是非空調季都要參與模式聯(lián)動運行，以小系統(tǒng)空調器為例，幾乎全天24小時運行。大量設備的長時間運行造成系統(tǒng)能耗高。

2.2 設計不合理、施工不規(guī)范

1.為了通風空調系統(tǒng)環(huán)境設計參數(shù)達到要求，工程設計時的新風量、負荷、設備容量按地鐵運行遠期最大需求進行選擇，并預留一定的設計余量。然而在設備實際運行過程中，所需空調負荷往往達不到最大負荷，甚至會小很多，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。通風空調系統(tǒng)按設計容量長期運行，造成很大的能源浪費。部分設備選型遠遠超出實際需求，導致前期造價高，運營耗能高。

2.設計階段缺乏節(jié)能理念，一是采用習慣性的做法開展設計，直接采用老線的設計，只要能滿足設計要求不考慮節(jié)能措施;二是未將節(jié)能方案聯(lián)系實際，如某站采用冰蓄冷，想利用低谷段電價夜間蓄冷，達到節(jié)能目的，但市電并無峰谷電價，采用冰蓄冷不僅不能達到節(jié)約電費的目的，反而因系統(tǒng)龐雜、占地大，增加了維保難度和建設投入。

3.施工不規(guī)范：環(huán)控系統(tǒng)是地下車站機電工程施工中體量最大（大體量風管、水管）、工序最復雜（原材料加工、安裝、試壓、調試）、施工難度最大的分項工程，一直處于機電工程建造施工的關鍵工期路徑上。傳統(tǒng)施工作業(yè)，特別是空調水系統(tǒng)管路施工作業(yè)，現(xiàn)場施工隨機性大，難以保證設計理念的完整落實，節(jié)能目標實現(xiàn)困難。

2.3 委外常更換，管理需提升

節(jié)能工作在線路開通時僅完成一半，節(jié)能效果評估是長期的過程，需要運營期在實踐中不斷完善。環(huán)控系統(tǒng)設備多，運行時間長，相應地設備故障就多，而地鐵環(huán)控系統(tǒng)采用委外單位維保，因此委外維保水平及管理水平對設備運行尤為重要。另外委外單位進場和退場的交接期，管理有所松懈，一般會出現(xiàn)故障率增加、維保質量下降等現(xiàn)象。設備故障多、處理不及時、管理不規(guī)范都會造成資源的浪費，甚至影響地鐵正常運營。

3 節(jié)能措施建議

3.1 設計及施工階段

在設計階段，結合既有線運營問題、技術改造的經(jīng)驗以及新線路的特點，在保證符合設計標準的前提下，合理進行節(jié)能設計。

比如設備合理布局，減小冷量輸送距離以減小能耗，既能減少冷量輸送距離，降低能耗，又能減少地鐵空間，節(jié)省建造費用;采用BIM技術，精細化設計，既能實現(xiàn)管道更合理的布局，也能減少施工不規(guī)范，布管亂的情況;對節(jié)能的方案、設備選型從實際使用出發(fā)，綜合考慮設備耗能及維保難度。

一旦施工完成，后期改造難度大，甚至可能影響運營，耗能大無可避免。設計及施工階段直接影響到環(huán)控系統(tǒng)長期運行，因此在設計階段就應充分考慮和貫徹節(jié)能理念。

3.2 維保管理階段

空調節(jié)能是一項貫穿地鐵建設-運營全生命周期的工作。在運營階段，最主要是保證設備正常運行。

1）委外過渡期管理難度增大，需要重點卡控委外單位人員的巡檢、維保計劃、施工作業(yè)的落實情況，督促委外單位及時掌握換件情況和現(xiàn)場設備情況。

2）加強人員技能培訓，定期開展核心技能培訓、典型故障總結學習交流會等。并開展委外人員能力測試、實操演練，提高現(xiàn)場問題處理能力，減少故障率。

3）依照空調季、非空調季設備運行時間規(guī)律及運行特性，總結設備運行規(guī)律：夏季高溫高濕條件下，板卡容易發(fā)生故障、電路易短路、凝露易引起配電箱起火冒煙?？照{季結束后的停機到下一次空調季的再次開機，其400V饋線、接線端子等易虛接致通電情況下電流增加、溫度升高。屏蔽門玻璃會因站臺內外溫差大而破裂。對于規(guī)律性的故障，要做好提前預防，及早處理隱患，避免被動。

4）空調能耗受多種因素影響，包括地域氣候、天氣、客流、車流、舒適性標準、運行控制、設備類型、維護狀態(tài)等等，很多因素實時變化，無法復現(xiàn)，不能進行直接、客觀的單變量評估。前期的路線并沒有對環(huán)控系統(tǒng)精確的電度計量，在管理上無法做到精細控制。還需依照實際的管理需求，建立可評價的能耗指標。設置相應分級評定標準，完成對能耗的目標管理。

5）積極采用新技術、新設備。隨著技術的發(fā)展，一些新設備不僅能提高設備穩(wěn)定性，并且可以做到減少用電量、減少維保人力等，對新技術可以在論證其合理性后試點推廣。

4 總結

目前地鐵環(huán)控系統(tǒng)雖然采用了一些節(jié)能方案，如采用變頻技術、模式控制等，并且選用了一流的空調設備和控制器，但還有較大的節(jié)能潛力。環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能應體現(xiàn)在地鐵設計、施工和運營的各個階段，在技術層面和管理層面都有改進的空間。本文所提出的節(jié)能建議減少能源損耗的同時還可以減少成本的投入，為能源節(jié)約起到更好的效果。

參考文獻：

[1] 李國慶.城市軌道交通通風空調系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].暖通空調，2011，41（6）：1-6.

[2] 程遠維.地鐵通風空調系統(tǒng)設計及節(jié)能研究[J].建材與裝飾.2018（40）：274-275.

【通聯(lián)編輯：光文玲】