天津某地铁空调系统运行现状调研及节能途径解析

天津某地铁空调系统运行现状调研及节能途径解析

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1.天津滨海新区轨道交通运营管理有限公司天津滨海新区300457

2.中国建筑科学研究院天津分院天津西青区300384

摘要：地铁交通是当前一些大中城市交通系统的重要枢纽，大大缓解了与日俱增的交通压力，提高了人们的出行效率。在地铁运行过程中空调系统的能源消耗占据着主要地位，也是地铁节能研究的重点。因此本文对地铁通风空调系统的结构、功能及节能运行现状进行分析，然后就地铁空调运行节能措施提出建议，以供大家参考。

关键词：地铁；通风空调；结构；功能；节能

地铁作为一种地下交通工具，具有安全、准时、便捷的特点，能够有效缓解城市交通压力。地铁空调系统可以对地铁车站内的温度、湿度进行有效的调节，并及时更换空气，进而营造舒适的乘车环境。然而，地铁通风空调系统运行过程中会造成大量的能量损耗，占据地铁车站总损耗的一半左右，如何有效降低通风空调系统的能耗成为地铁运营管理的重要研究课题。

1地铁通风空调系统的结构及功能

1.1地铁通风空调系统的结构

地铁通风空调系统的两大组成部分是车站通风空调系统和隧道通风空调系统。在站外空气参数和站内湿热负荷发生变化时，利用变频调节空气处理机组调整转速，改变送风量和回风量。车站通风空调系统还可以分为公共区通风空调系统（大系统）、制冷空调循环水系统（水系统）、设备管理用房通风空调系统（小系统）等。隧道通风空调系统主要分为车站区间通风系统和区间隧道通风系统等[1]。此外，地铁通风空调系统涉及到很多的设备，例如空调机组、水泵、冷水机组、冷却塔、隧道风机、排风机、回排风机等，在系统运行过程中，站台和站厅通过送风静压箱实现送风和回排风，并且在混风静压箱处理中需要利用组合式空调机组和回排风机，此外新风井进行通风控制还要利用空调新风机。

1.2地铁通风空调系统运行方式调研

目前我国地铁通风空调系统的运行方式主要包括以下几种类型：

1）开放系统。通过机器或活塞反映的办法来完成地铁内部和外界的换气，借助于外界空气让车站和隧道内部冷却。该系统相比于其他系统而言能够降低更多的投资费用。缺陷在于只能通过通风来完成换气和冷却，无法有效控制地铁内部的环境变化。

2）封闭系统。外界空气和地铁里面有多重隔离，只负责为乘客提供需要的新风量，该系统与开放系统相比，能够有效地控制地铁内部环境，但是对于系统的建设面积要求更大，需要更多的成本支出。

2地铁空调系统常用节能措施

2.1变频调速控制节能

变频调速技术是一种节能控制技术，在自动化控制领域领用较多，比较适用于负荷变化较快的情况。地铁空调系统中，变频调速技术主要是根据空气质量确定风机开启数量，在满足地铁内部环境控制要求的前提下，尽量减少风机开启台数，从而实现良好的节能效果[3]。在通风空调系统中应用变频调速技术，能够有效改善负荷不确定以及运行工况不确定情况下的控制工作，能够对回风机、排风机、组合式空调机组等设备进行灵活地控制。

2.2轨道排风机节能

地铁工程建设中进行通风空调系统的设计，需要根据远期最不利工况进行计算和设计，在没有达到最不利工况的情况下，轨道排风机能够实现最优的节能效果。轨道排风机的节能要点在于变频运行时间和运行频率的调节，其调节的基本依据包括以下几点：第一，根据地铁列车不同的运行工况进行调节，例如初、近、远期三种工况；第二，以列车的具体位置为依据，对隧道排风机的运转速度进行调节，列车进站时提高转速，列车出站时降低转速；第三，要确保隧道内部温度符合地铁运行要求，根据温度对排风机的运行时间进行调整，减小排风机运行负荷，实现节能效果。

3天津某地铁空调系统的变频控制方案

3.1车行区排热系统

车行区排热系统是隧道通风系统中应用变频控制技术的重点环节。以天津某地铁站为例，区间隧道温度和排热风机的选型受到列车对数的影响，排热风机分期分段运行经济比较情况如表1所示，可见能源节约达50%以上，运行费用节省40万元左右。

表1排热风机分期分段运行经济比较表

公共区通风空调系统可以选择负荷变化规律、具有明显节能效果的BAS控制方式，但其过程复杂，稳定性较差，实施难度较大；还可以选择便于操作、具有简单逻辑但负荷变化易偏离实际情况、节能效果稍差的手动设定频率方式。此外，将两种模式相互组合，取长补短，最大程度上达到节能效果。

4结束语

总而言之，地铁通风空调系统对于确保地铁的运营质量发挥着重要作用，但是通风空调系统的运行会消耗大量的能量，为了提升通风空调系统的节能水平，地铁有关部门和技术人员需要对通风空调系统的结构和功能进行全面的掌握，从而结合系统的特点，制定有效的节能措施，减少通风空调系统的能耗，实现地铁运行的经济性和环保性。

参考文献

[1]高波，李先庭，韩宗伟，郜义军.地铁通风空调系统节能的新进展[J].暖通空调，2011，41（08）：21-26.

[2]杨昭，余龙清，马锋，邵敏.地铁通风空调系统的逐时优化节能控制策略[J].天津大学学报，2012，45（07）：599-603.