1、浅谈地铁通风空调系统节能的现状及其发展趋势摘要：本文首先介绍了加强地铁空调通风节能的必要性，然后论述了地铁通风空调系统以及节能控制，最后提出了发展趋势。 关键词：地铁，通风空调系统，节能。 中图分类号： U231+.2 文献标识码：A 文章编号： 一、加强地铁空调通风节能的必要性 地铁具有运输量大、安全、节能、环保等优点。为了解决交通拥堵，很多城市都在发展以地铁为主的城市公共交通系统。其中地铁广义上来讲，通常涵盖了都会地区各种地下与地面上的高密度交通运输系统。地铁由于运输量大，单向每小时可以运送 4 万至 6 万人次，而蓬勃发展。我国第一条地铁始建于 1965 年的北京，之后我国的地铁如雨后春
2、笋，目前国内已经有 16 个城市的地铁已经开通，还有十余个城市的地铁在规划中。我国地铁的通车里程已居世界之最。 地铁的车站一般都是狭长的地下隧道，除了各地铁车站的出口和入口以及排风口之外，基本上与外界是相互隔绝的。而地铁上运送着大量的旅客，会产生大量的热量。另外，由于地铁运行过程中，产生的活塞效应，如果不进行合理的疏导，会严重干扰地铁内的负荷。同时随着运营时间的增加，地层的蓄热作用会使得地铁内部的温度聚集而不断的升高。一旦地铁上发生火灾，不仅会造成火势的迅速蔓延，而且在火灾中积累的高温浓烟也会迅速的聚集，并迅速地在地铁车站内蔓延。这会严重阻碍人员的疏散，严重威胁乘客的生命安全，也会给救援带来了
3、极大的困难。因而地铁的通风空调系统意义重大。 地铁通风空调的能耗会占到整个地铁系统总能耗的接近一半。地铁通风空调系统的耗电量会占到地铁系统总耗电量的 70%左右。随着煤炭、石油等价格的大幅攀升，导致了地铁运行成本的不断升高，这也严重影响地铁的经济和社会效益。因而，通过技术改造等措施，提高能源的利用率，进行地铁通风空调节能，对于节约地铁经营成本，促进地铁行业的持续健康发展意义重大。 二、地铁通风空调系统 地铁通风空调系统主要由隧道通风系统、车站区通风空调系统、防排烟系统、空调水系统组成。 地铁的隧道通风系统可以分为区间隧道通风和站台隧道通风两种。区间隧道通风又分为活塞通风和机械通风。活塞通风是利
4、用地铁列车在隧道中高速运行所产生的活塞效应而形成的通风，实现隧道和外界的通风换气。隧道通风是利用可逆转正反转风机，在无列车活塞效应的时候对隧道进行机械通风。地铁车站公共区通风空调系统包括站厅、站台以及人行通道公共区的通风空调系统，成为车站通风空调大系统; 车站管理用房以及设备用房的通风空调系统，称为车站通风空调小系统。地铁站防排烟系统包括车站公共区防火区的防排烟、管理用房及设备用房防火区的防排烟。地下站公共区与管理用房及设备用房为独立的防火区。地下站的车站水系统的作用是为车站空调系统提供冷源，供给车站大、小空调系统。一般由冷水机组、水泵和冷却塔组成。高架车站是设置在地面上的车站。高架车站站台区
5、内不设空调系统，采用自然通风模式。站台也可以采用局部通风设备，以改善乘客的舒服度。 三、地铁通风空调系统的节能控制及现状 地铁通风空调系统可以分为冷、暖、夜间、突发情况等运行方式。按照不同的工况对地铁空调通风进行调节，不仅可以为旅客提供良好的候车和乘车环境，还可以提高能源的利用效率，大大节约运营成本。 变风量控制首先在美国应用，目前成为国际上的主流。变风量控制，就是通过改变送入车站内的风量来满足室内变化的负荷。由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以，风量的减少带来了风机能耗的降低。通过地铁车站采用变风量空调控制系统，对地铁站的送风机和回风机进行变频控制，节能效果十分明显。 目前国内运行的
6、地铁线路的通风空调基本上采用的都是恒定转速恒定风量运行，这对于能耗要求比较大。近些年，国内研究人员和地铁施工方针对地铁的节能方案进行了深入研究，并将国外的变风量控制引入国内，与变频调速技术相结合。变频调速技术在国内工程界已经有比较成熟的应用和推广。尤其在负荷变化较复杂的情况下，采用变频变风量控制可以合理的利用能源，对于地铁设备的工况运行会有极大的改善，可以大大减少机械的磨损，减少其维护时间，改善设备的性能。 目前在地铁通风空调工程中变频变风调速主要采用以下的几种方式: 一是区间隧道风机兼站台隧道排风的变频调速; 二是车站公共区大系统风机变频变风量调节; 三是车站公共区大系统风机变频变风量调节，
7、水泵变频调速; 四是车站公共区大系统风机变频变风量，站台隧道风机双速调节; 五是车站公共区通风空调大系统水泵变频调速。 大量的实践证明，排热通风系统中，风机在正常情况下每天从地铁运营开始到运营结束期间一直运作，是长期运作风机。在初期使用低速档运转，在远期使用高速档运转，采用双速风机即可实现节能。 地铁公共区大系统风机采用变频变风量方案，是节能的有效方案。但是变风量的风量减少时，换气的次数也减少，对于相对封闭的地下公共区间，流行病传染时期，需要注意公共卫生。 在地铁公共区通风空调大系统水泵变频调速时，根据冷冻水、冷却水进出水的温差，变频调节水泵的转速和流量，控制温差，节约能耗。区间隧道风机兼站台
8、隧道排风风机，利用变频调速可以充分利用区间隧道风机，节约投资、减少风机占地。 四、地铁通风空调系统未来发展方向 为了实现我国经济社会的平稳较快发展，我国的能源消耗和经济发展以及环境污染之间的矛盾将更加突出。这需要我们不断优化经济结构，加强技术改造，以降低能源消耗，促进节能减排。在有限的资源下，实现经济的平稳高速增长。现有地铁通风空调系统在结构形式、资源利用、设置理念以及运行管理等方面都有了一定程度的改进。但是,不可否认的是,由于地铁内部空间的局限性和特殊性,地铁通风空调系统发展缓慢,许多适用于地上建筑的新技术、新产品、新工艺在地铁中的适用性研究尚进行得不够充分,结合地铁环境特殊性的技术有待于进
9、一步研发。结合我国现状,笔者认为未来地铁通风空调系统在以下几个方面还会有一定的发展空间：1)减少初投资:减少设备和占用空间,从而减少初投资;2)降低冷量输送能耗:风输送改为水输送、制冷剂输送;3)合理的分散与集中系统:在条件合适时宜采用分散式系统(占地面积小、末端易控制);4)合理利用能源:充分利用自然能源,重点利用低品位能源,兼顾热回收;5)关注部分负荷工况下系统的运行效率。 五、结语 面临严峻的能源形势，如何利用最新的科技成果实现能源的节约，对于地铁行业运营成本的节约具有十分重大的意义。本文分析了地铁通风系统的运行情况及其系统的主要组成。通过对地铁空调控制系统采用变频变风量控制是一项非常有效的节能措施，可以大大减少风机的能耗，有利于地铁空调系统节能控制，使得地铁空调系统更节能。 【参考文献】 1 何进 地铁车站通风空调和泵类设备智能化控制设计J 西南民族大学学报( 自然科学版) ， 2008 2 王叶，孙三祥，邵振强 西安地铁二号线永宁门站通风空调系统设计J 工程建设与设计， 2009 3 李世富，毛军. 北京地铁列车通风空调系统方案分析J 工程建设与设计， 2004 4 武世强 地铁通风与空调系统设计及施工常见问题分析J 铁道工程学报， 2011 5.王梦恕 .我国城市交通的发展方向J.铁道工程学报,2003(1)
