1、地铁通风与空调节能控制设计【摘要】随着我国经济的发展，地铁建设工程越来越多，在一线城市，地铁成为了主要的交通工具，在很多二线和三线城市，地铁也处于兴建当中。为降低地铁通风空调系统中的能耗，实施节能控制是现在研究的一个热点。 【关键词】地铁；通风空调系统；节能 中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号： 前言 文章简述了地铁通风空调系统的原理和基本特点，并指出了该系统中的相关问题，通过对相关问题的分析与研究，并结合自身实践经验和理论知识，提出了相关的解决措施。 二、地铁通风空调系统介绍 地铁通风空调系统组成及原理地铁车站通风空调系统由大系统、小系统和水系统构成，三部分组成一个有机的整体，共
2、同作用完成车站环境参数的自动调节。大系统和小系统负责车站公共区和设备管理用房的通风、排风以及车站温湿度的控制等。水系统为车站空调系统提供冷源，使组合空调机组完成热交换过程，从而实现地铁车站温度调节。在地铁运营时，空调新风机负责向站内输送新风；回排风机负责站内排风；组合空调机组兼具送风和制冷两个方面的功能。组合空调通过冷冻水回路和空调水系统相连，将制冷后带有设备热负荷的冷冻水通过冷冻泵输送到空调水系统的冷水机组，冷水机组通过热交换将冷冻水热量转移到冷却水，通过冷却水回路和冷却塔将热量排放到大气中。同时冷水机组将热交换后形成的冷源(不带热负荷的冷冻水)回馈到空调机组以便站内制冷。另外，地铁列车在进
3、站、停站、出站时都会产生大量的热量，这些热量不仅对列车车体造成损害，也会使隧道内的温度升高而危及隧道设备的安全，隧道通风系统利用列车运行时产生的活塞风和站台下或轨道顶的排热风机将这部分热量排出。 三、地铁通风空调系统的结构组成及基本特点 地铁作为一种非常特殊的地下建筑工程，其季节、区域的不同对于空气的处理也有不同要求，通常岛式站台的地铁站通风空调系统主要由五大子系统组成： 区间隧道通风系统 一般车站的两端上下行线都设置了一个活塞风道及其对应的风井，是列车在正常行驶的过程中借助活塞作用完成隧道与外界通风换气的一个通道。并且在隧道与对应的活塞风井间还配置了隧道风机，当没有列车活塞作用的时候必须借助
4、这种装置对隧道进行机械通风。 车站隧道通风系统 新建的地铁通常在站台公共区的边缘安设了屏蔽门，使得车站的隧道空间得到有效隔离，停车位置便成为车站隧道，为确保列车停车的时候车载空调能够正常运行并及时将列车的制动发热量排除出去，在隧道内的轨顶以及站台下面设计了两条风道，相应的列车的发热点也设计了排风口。从而利用轨道排风机及其对应的管道使得热空气顺利排到地面。车站的站厅、站台通风空调系统。车站的大系统的设备主要包括小新风机、排烟风机、回风机、排风机、组合式空调器及其对应的控制风阀。 4.车站设备以及管理用房的通风空调小系统 结合不同设备以及管理用房的使用功能并不相同，所设计的通风空调小系统其数量也不
5、相同。车站小系统分成为车站的设备以及管理用房提供通风服务的轴流风机、柜式空调机组、吊挂式空调机组以及风阀等，其主要功能是控制各个房间的温、湿度等环境，确保工作人员以及设备有一个良好的工作与运行环境。一旦发生火灾事故，利用机械排风方式来排烟，便于工作人员撤离以及消防人员进行灭火。 制冷系统 新建的地铁工程的制冷系统都包括了大系统和小系统两个部分，大系统通常采取集中冷站供冷的方案，一方面有利于集中管理，另一方面能够更好地节能降耗。集中冷站的冷水经过冷冻水管通过区间隧道传输到各个车站。小系统制冷是利用在车站安设的小型风冷制冷机组所产生冷水，利用输送泵以及管道传输至对应的设备及管理用房中所安装的柜式空
6、调器以及风机盘管，从而进行制冷。 四、地铁通风空调系统节能存在的相关问题 1、系统运行能耗较大 在地铁通风空调系统设计中，设备的选择一般都是按照最不利因素下系统最大热负荷时取，但在系统实运行时，热负荷往往达不到设计的最大负荷，从而造成通风空调系统运行状态与实际需要的状态不一致，导致系统运行能耗偏大，超过实际运行需要。因此在负荷改变的情况下，我们希望可以根据站台内的温度、湿度，室外的温度、湿度，以及人流密度，随时改变变频器的输出，改变风机运行状态。能够在满足站台和站厅温度、速度场要求的前提下，节约风机运行能耗，降低运行费用。 2、运行管理难 集中空调系统不可能完全脱离运行人员而自动节能，运行管理
7、人员在集中空调系统节能中起着至关重要的作用，而目前的运行控制与管理调节存在诸多不到位的地方，如无合理的能耗监测与管理系统；运行管理人员业务素质偏低，高水平专业人员少；行业内缺乏信息交流。 3、能源利用不合理 高品位能利用不合理，冬季余热未回收利用。地铁站内部具有显著的内热源，一方面存在来自列车牵引、刹车系统散热和列车空调散热等的稳定热；另一方面还存在站内客流量变化引起的动态热源。在冬季，一方面站台、站厅中巨大的内部热量没有被回收，另一方面管理用房还要消耗高品位的电能进行取暖，高品位电能直接被消耗掉，能源利用不合理。 五、地铁通风空调系统节能方法的控制运用探讨 1、智能化控制分析 通过采用智能化
8、的系统运用，从数据控制、温度控制、节能减排等多方面进行系统控制，细化地铁通风空调系统的节能运用，从而更好的实现整体的提升，运用智能化体系的数控技术，将变频技术与节能技术融合起来。在车站公共区空调通风控制系统中分别通过温湿度传感器、CO2 浓度探测器和自动售票机得到站台、站厅的温湿度值、站台的 C02 浓度值以及室外干球温度和瞬时客流密度值，相应的以此作为控制系统的输入值，将测得的各个值从模拟信号转变为数字信号送入计算机。计算机内的实时控制程序，一方面将这些数据写入数据库，通过打印图表或者显示设备输出；另一方面控制变频器的输出，变频器根据变化的电压(电流)输入来改变对风机的输出，从而控制风机的转
9、速，改变地铁通风空调系统的风量。整个控制过程包括站台和站厅温、湿度的测量；C02 浓度的检测，自动售票机获得瞬间客流量，控制算法的选择，数据的处理，以及控制的输出。 2、风机变频节能分析 地铁专用轴流风机是一种可变频调速的设备。以前的风机调节主要是靠阀门来调节风机的风量，通过改变系统的阻力来达到调节风量的目的，但是这种调节方式从节能的角度来讲是非常浪费的，因为它无形中增加了一部分功。对于小型的风机还是经常采用这种方式，但是，对于大功率的风机可以采用改变风机的性能曲线来调节风机的风量。而改变性能曲线也有好几种方式：改变风机的转速，进口导流器调节，改变叶片的宽度，动叶可调等方式。目前较流行的调节方
10、式是改变风机的转速调节，因为其他三种方式在调节上对机械部件的要求比较高，而改变转速只改变电机的输入电流电压就可以达到调节的目的。 六、结束语 据调查，地铁的通风空调系统中的能耗占这个地铁系统总能耗的三分之一以上，因此，加强地铁通风空调系统中能耗问题的研究十分重要。参考文献: 1唐敏基于负荷预测的地铁通风空调系统节能优化方案J.都市快轨交通，2008，21(4). 2闻彪，吴庆，洪学新地铁通风空调系统节能研究J建筑节能，2010，38(4)：34 3庄炜茜武汉地区地铁车站通风空调系统的节能控制研究J暖通空调，2010(5)：40 4朱培根，朱颖心地铁车厢内人员新风量的研究J暖通空调，2006，36(3)：75
