地铁通风空调系统节能的新进展分析

【摘要】 随着我国现代化建设的不断发展，城市居民对于地铁系统的便利性与舒适度提出了越来越高的要求，为市民提供恒温服务也是地铁系统的重要功能之一。然而，随着我国能源资源的日益紧张，如何在为市民提供恒温服务的同时降低地铁系统的能源消耗量已经成为相关单位十分重要的研究课题之一，本文对地铁通风空调系统节能技术的发展现状进行了详细的阐述与分析，希望可以起到参考作用。

【关键词】 模拟与预测能源分析地铁通风空调

地铁作为我国城市一种新型的交通工具，具有载客量大、高效、快速等方面的特点，是就对当前城市交通堵塞问题的重要手段之一。然而，地铁在投入使用的过程中，也会产生比较大的能源消耗，地铁系统能耗总量中将近一半的能源来自于车站通风空调系统，对于车站节能设计工作来说，需要重点从降低通风空调能耗的角度出发。空调系统能耗量是由许多不同因素所共同决定的，因素在对空调系统进行节能设计的过程中，需要综合考虑各方面因素的影响。

1 通风空调系统能耗分析

1 ． 1 通风空调系统的组成

地铁通风系统主要包括车站空调水系统、车站设备管理用房通风空调系统、车站公共区空调通风系统、隧道通风系统。

1 ． 1 ． 1 隧道通风系统 :

隧道通风系统包含车站隧道排风系统与区间隧道通风系统两种。其中区间隧道通风系统由消声音器、组合风阀、风道以及隧道通风系统所组成。在具体功能上主要体现为，在系统运行期间、夜间列车停运后、晨间列车运营前，隧道通风系统可以采取全线机械通风的运行方式 ; 在地铁日间正常运营过程中，则需要通过活塞将隧道内所存在的余湿与余热排除出去，一方面能够起到清洁空气的作用，另一方面也能够使隧道内气温保持恒定 ; 当区间隧道被列车阻塞时，则需要于阻塞区间内投入适当的通风量，使列车内部的各项设备能够保持正常运行 ; 在列车区间内发生火灾的情况下，既需要能够对烟气的注射进行严格的控制，另一方面也要能够将烟气充分排出在隧道区间以外，为现场人员的疏散创造一个良好的环境。

1 ． 1 ． 2 车站大系统

车站大系统通常包含风道、排烟风机、小新风机以及空调机组所构成。在功能上主要体现为，在地铁系统正常运行的状态下，能够使乘客有一个更加舒适乘车环境，在出现火灾时，能够通过大系统将烟气立即排出，使乘客得到充足的迎面风速，使乘客能够安全疏散。

1 ． 2 通风空调系统的能耗分析

当前我国地铁车站广泛采用屏蔽门系统，空调负荷方面主要包含以下几种 : 指示牌负荷、设备负荷、照明负荷以及人员负荷等。设备负荷主要包含 AFC 系统负荷、电梯负荷以及自动扶梯负荷。空调系统湿负荷通常由维护结构湿负荷与人员负荷所构成。经调查研究发现，车站客流变化很大程度上会影响到空调总负荷，地铁在日间正常运营的状态有着比较大的客流变化幅度，尤其是在早晚高峰期间，而其他时间段客流量变化相对比较小。由此可知，在人员负荷方面也有着很大的波动。若空调装机系统在 24 小时内均依照装机容量全速运行，势必会造成能源资源的浪费，在空调系统负荷较小、客流量不高的情况下，则需要对依照实际负荷需求合理调节水量与风量，最大程度上实现能源资源的节约。

2 通风空调系统节能策略

在分析空调负荷的过程中，新风负荷与人员负荷在空调系统节能设计方面的有着比较高的地位，设计人员需要从系统耗电的角度进行分析，水泵、风机也是重点的车站节能因素之一，这就需要设计人员創车站负荷方面的变化情况对水泵与风机的状态进行综合性的调节，对系统运行所需要投入的费用进行严格的控制。由此可知，在对空调系统进行设计的过程中需要对系统运行过程中所涉及到的各项阶段与不同状态进行全面的分析。

2 ． 1 设计阶段节能策略

2 ． 1 ． 1 优化系统布置

在车站设计过程中，空调系统的设计部门需要与建筑单位取得联系，对房间与风道进行优化。机房与风井位置需要尽量减少土建直角弯，保持管路通畅，将结构中的不合理因素控制在最小范围内，进而实现对车站能耗量的控制。在设计通风空调系统的过程中，设计人员需要将节能意识充分发挥出来，设计人员需要对地铁负荷特点进行全面且深入的分析，对系统设置进行深层次的优化，尽量不设置任何的风管直角弯，同时也要对空调设备进行科学合理的选择。

2 ． 1 ． 2 大温差送风

设备管理用房需要额外加强送风温差，在增大送风温差的情况下，能够相应地减少送风量，实现系统运行费用与一次投入费用的节约。由于部分电气用房与车站变电所发热量比较大，需要确保空载电器无结露问题的情况下，对送风温差进行适当的提升。

2 ． 2 运行阶段节能策略 ;

2 ． 2 ． 1 风机变频变风量调节

在设计地铁空调系统的过程中，设计人员需要对远期高峰客流运行条件的预期结果来对相关数据进行计算，在客流量未饱和的状态下，需要对通过变频器来对风量与节流量进行有效的调节，进而实现能源资源的节约。

2 ． 2 ． 2 空调水系统流量调节

在空调系统冷却水泵与冷冻水泵的容量是依据最大设计负荷在选定的，在投入使用的过程中，空调系统大部分时间处于低负荷运行，这就需要通过变频器来对水流量进行适当的调节。

采用变频技术对空调冷冻水泵进行控制主要通过恒压差来实现，避免不同空调系统在运行过程中产生耦合问题，在调节单个空调系统的情况下不会对其他空调系统产生影响。对于冷冻水泵的控制则需要考虑分水器与集水器之间的旁通阀压差，在反馈值的指导下，对冷冻水泵运行频率进行调节。

2 ． 2 ． 3 采用不同的运行模式

在夏季高温状态下，可以采用小新风负荷的运行方式，在过渡季节中，需要合理利用早晚间的自然冷源。在隧道回风空气焓值小于站外空气焓值的情况下，可以在小新风的辅助下为隧道施加一次回风。

在回风空气焓值大于站外空气焓值的情况下，则可以启动全新风空调，重点负责处理室外新风，最终将其排放至车站外。当空调送风温度大于站外空气温度的情况下，则需要关闭冷水机组不需要起经过任何的处理，将处界空气直接送至空调区域。

3 结语

当前我国已经进入城市化建设的关键阶段，城市轨道交通建设一方面城要考虑到地铁的服务效率，也城要考虑到市民使用地铁时的乘车体验。这就需要重点做好隧道内的温度调节工作，同时也城要综合运用各种手段对能耗量进行科学有效的控制，实现可持续发展。

来源：暖通空调在线论坛

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