地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀和節(jié)能措施研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘

要】隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地鐵工程建設(shè)逐漸受到人們的重視。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為地鐵建設(shè)中的重要組成，有效的系統(tǒng)建設(shè)對(duì)提升地鐵工程整體建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)能源消耗的降低有著重要的作用。因此，需要對(duì)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制提高重視度，結(jié)合有效優(yōu)化控制策略提升通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的控制質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)地鐵事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng);運(yùn)行現(xiàn)狀;節(jié)能措施

對(duì)于大型城市而言，地鐵已成為極為重要的交通方式，由于運(yùn)行環(huán)境特殊，對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提出了較高的要求：（1）需要確保設(shè)備處于良好的散熱狀態(tài);（2）需要充分顧及到乘客的健康與安全。因此，地鐵通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工程。

一、地鐵空調(diào)系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)分析

1.1空調(diào)系統(tǒng)的組成分析

地鐵空調(diào)系統(tǒng)的組成主要涉及到3大部分內(nèi)容：大、小系統(tǒng)，主要功能便是實(shí)現(xiàn)車站內(nèi)的通風(fēng)，同時(shí)對(duì)溫度與濕度進(jìn)行合理的調(diào)控;水系統(tǒng)，主要可以提供冷熱交換的功能。

當(dāng)?shù)罔F處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在空調(diào)進(jìn)風(fēng)機(jī)的作用下，可以將新鮮的風(fēng)流順利地傳導(dǎo)至車站中，而后回風(fēng)機(jī)發(fā)揮作用，將內(nèi)部所產(chǎn)生的濁風(fēng)良好地排出到車站外界。對(duì)于一般地鐵項(xiàng)目而言，其采用的是組合空調(diào)機(jī)的形式，因此可以提供送風(fēng)以及制冷這兩大功能，其中的冷凍水回路會(huì)與空調(diào)水管路處于高效的連接狀態(tài)，此時(shí)冷卻塔可以獲得來(lái)自于空調(diào)所吸收的熱量，并將其以均勻的方式散布出來(lái)。

1.2地鐵空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷特征

地鐵車站負(fù)荷所涉及到的內(nèi)容極為豐富，諸如照明、售票機(jī)以及列車等均屬于該范疇，通常情況下，設(shè)備負(fù)荷將恒定不變，但伴隨著客流量的變化，對(duì)應(yīng)的地鐵空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷也將發(fā)生變化。經(jīng)大量研究可知，伴隨著客流量的增加，對(duì)應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷將會(huì)進(jìn)一步提升，具體見(jiàn)圖1。

對(duì)上述進(jìn)行分析可知，在進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷參數(shù)確定時(shí)，應(yīng)充分考慮到換氣次數(shù)、風(fēng)量需求等多方面的因素，相較于系統(tǒng)總風(fēng)量而言，所帶來(lái)的新風(fēng)負(fù)荷量至少應(yīng)達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的10%及其以上?？傮w來(lái)說(shuō)，地鐵空調(diào)系統(tǒng)具有如下幾大特點(diǎn)：（1）空調(diào)負(fù)荷并非出于完全穩(wěn)定的狀態(tài)，其具有很明顯的變化特性;（2）站內(nèi)空氣調(diào)節(jié)具有很明顯的非線性特征;（3）伴隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，將會(huì)隨之削弱空調(diào)設(shè)備的通風(fēng)性能;（4）部分轉(zhuǎn)運(yùn)空間偏大，此時(shí)在進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)反應(yīng)變慢，甚至?xí)霈F(xiàn)滯后性問(wèn)題。

二、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行控制方面的不足

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)由隧道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱大系統(tǒng)）、車站設(shè)備與管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱小系統(tǒng)）、水系統(tǒng)、多聯(lián)機(jī)備用空調(diào)系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)組成。通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行控制方面包含較多的技術(shù)性問(wèn)題，如風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速控制策略、風(fēng)水聯(lián)動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)等，這些技術(shù)的合理運(yùn)用可以使通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在眾多思考角度不同的設(shè)計(jì)方案面前，選擇取得結(jié)果最為全面的設(shè)計(jì)方案，成為設(shè)計(jì)與選擇地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式的重要問(wèn)題。

2.2

施工人員專業(yè)的技術(shù)能力不足

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備眾多、管線交錯(cuò)、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜?，F(xiàn)在多數(shù)施工工人技術(shù)水平較低，不能很好的處理各種管線的關(guān)系，在實(shí)際的施工過(guò)程中管線隨意交叉轉(zhuǎn)彎，大大增加了管路的阻力，使得后期的運(yùn)行能耗增加。因此，施工人員專業(yè)的技術(shù)能力不足，也可以被稱為地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀之一。這一現(xiàn)狀的存在，需要施工單位采取合適措施對(duì)施工人員的專業(yè)技術(shù)能力進(jìn)行提高。

三、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

3.1

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行控制方面

（1）在地鐵的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中隧道排熱風(fēng)機(jī)為變頻運(yùn)行，排熱風(fēng)機(jī)主要是排除列車停靠車站時(shí)車頂空調(diào)冷凝器的散熱及列車進(jìn)站時(shí)電阻能耗制動(dòng)產(chǎn)生的大量熱量，以防止熱量在隧道內(nèi)聚焦使隧道溫度過(guò)高。標(biāo)準(zhǔn)車站一般在車站兩端各設(shè)置一臺(tái)排熱風(fēng)機(jī)，功率大約55kW左右。如果不采取一定的運(yùn)行策略，排熱風(fēng)機(jī)在運(yùn)營(yíng)時(shí)間一直運(yùn)行，那么車站排熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行電量能耗相當(dāng)之大。風(fēng)機(jī)的功率與風(fēng)量的3次方成比例關(guān)系，采取排熱風(fēng)機(jī)非列車?？繒r(shí)段低頻運(yùn)行能顯著的減少地鐵車站運(yùn)行能耗。

（2）風(fēng)水聯(lián)動(dòng)運(yùn)行控制策略的研究。

地鐵車站大系統(tǒng)采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)，水系統(tǒng)采用分集水器旁通的一次水系統(tǒng)變流量系統(tǒng)。以往BAS系統(tǒng)往往只有全新風(fēng)、小新風(fēng)、通風(fēng)幾種簡(jiǎn)單的運(yùn)行模式，而且水系統(tǒng)變流量只靠末端電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥開(kāi)通進(jìn)行水量變化調(diào)節(jié)，大系統(tǒng)、水系統(tǒng)的控制各自相互獨(dú)立，控制模式簡(jiǎn)單，運(yùn)行能耗大。通過(guò)風(fēng)水聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行計(jì)算，確定空氣處理機(jī)組、水泵、冷水機(jī)組的最佳運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)區(qū)域溫度和水量的精確控制，在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下，最大限度的降低地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

3.2

對(duì)施工及運(yùn)營(yíng)人員進(jìn)行培訓(xùn)

施工人員和運(yùn)營(yíng)人員在通風(fēng)空調(diào)節(jié)能方面都起著直管重要的作用。在很多施工單位看來(lái)，無(wú)論對(duì)施工人員進(jìn)行崗前的培訓(xùn)，還是入崗后的培訓(xùn)，都既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，所以培訓(xùn)工作沒(méi)能得到落實(shí)，施工人員的專業(yè)技術(shù)操作能力也就沒(méi)能得到提升。工程后期，可對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)人員進(jìn)行節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)培訓(xùn)，增強(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理人員的節(jié)能意識(shí)，加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)人員與設(shè)計(jì)人員之間的溝通。