通风空调系统节能的新进展探讨

魏嘉成

摘要：地铁作为当前许多城市大力发展的公共交通工具，如何更好的发挥其作用，提升其环保性能，对地铁系统中采用的通风空调系统的节能措施进行研究，具有重要的现实意义。笔者首先对地铁通风空调系统进行分析，然后提出几点节能措施，希望能促进地铁通风空调系统节能的水平上升。

关键词：地铁；通风空调系统；节能措施

地铁作为一类新型的公共交通工具，给人们的生活出行提供方便的同时，也节约了更多的资源能源。但是，目前在地铁系统中，由于通风需要空调系统有效运行，这一过程也存在着一定资源能源的浪费，为了最大限度的节约资源能源，对地铁系统的通风空调设施进行研究，提出有效的节能措施，是一件意义重大的事。

一、地铁通风空调系统概述

地铁车站通风空调系统一般有三个组成部分，分别是大系统、小系统以及水系统，这三个部分有机组成一个整体，在地铁车站中共同操作。大、小系统这两个部分的作用是保持车站公共区具有良好的通风环境，保障设备管理用房的排风，控制地铁车站的温度和湿度等。水系统的主要功能则是为车站空调系统提供充足的冷源，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。总之，通过这三大组成部分的功能，调节地铁车站环境参数，为乘客提供惬意的乘车环境。地铁处于运行阶段时，空调新风机要向地铁车站内输送新风，排风的工作则由回排风机来负责。此外，当地铁列车处于进、出站或是停站阶段时，列车会消耗大量的能源，随之产生大量的热量，进而危害隧道设备的安全，损害列车车体等。因此，这部分的热量必须要排出，这方面的工作可以借助列车运行时产生的活塞风，也可以通过轨道顶的排热风机来进行排热。

二、地铁通风空调系统存在的主要问题

现有地铁通风空调系统存在的主要问题，一是投资巨大。地铁通风空调系统投资巨大成为制约地铁发展的因素之一。一方面是通风空调系统的设备投资大，另一方面是通风空调系统的占地面积和使用空间大。二是运行费用高。据统计地铁通风空调系统的实际运行能耗占地铁总能耗的50%左右。三是能源利用不合理。

其中有自然冷源利用不充分。冬季室外的天然冷源得不到利用；过渡季，地铁站通常采用通风换气的方式来消除站内空间的余热余湿，然而在室内外存在小温差的条件下，巨大的风机能耗与引入的有限冷量相比得不偿失。另外，高品位热能利用不合理。地鐵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。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。

三、地铁通风空调系统节能措施研究

（一）做好前期规划设计

在地铁隧道通风空调的节能措施中，做好前期的规划和设计，是从源头上就能开始进行节能的。例如，在设计时，将机房的排风系统、机房的位置、排风口等都设置在通风流畅的地区，能够显著降低通风系统运行的能耗。另外，在设计时，空调系统的选型必须要依据地铁的负荷情况，采用适宜马力的空调。空调系统中尽量少的设置直角弯。

（二）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。由于地铁通风空调系统较为复杂，电机频繁启动情况明显，不仅会对电机本身形成伤害，还会导致能量消耗。地铁通风空调系统中，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。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。

（三）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。

（四）控制好空调水系统水量

在地铁通风空调系统中，对空调水系统水量进行合理控制，是能够显著的降低空调能耗的。因为当前设计的空调系统，其中采用到的冷却水泵是依据设计的空调的最大负荷决定的，而且这些水泵的功率和容积率还留有一定的余地，在实际的运行中，空调系统基本处于低负荷状态运行，因此，控制冷却水用量，能够节约能耗。

结束语：

地铁通风空调系统的能源消耗主要与设备的使用情况相关，因此，合理的设计好设备的位置，设备的容量以及设备的使用方式，就能使整个系统的能耗下降。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一步研发。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：减少设备和占用空间，从而减少初投资；在条件合适时宜采用分散式系统（占地面积小、末端易控制）；充分利用自然能源，重点利用低品位能源，兼顾热回收；关注部分负荷工况下系统的运行效率。相信未来更多新技术新方法的更新，会有更加节能的措施提升整个地铁通风空调系统能耗水平下降程度。

参考文献：

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[3]刘佳喜.地铁通风空调系统节能的新进展[J].2013

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