地铁BAS对通风空调系统控制工艺的探究

杨朋

摘要：地铁通风空调系统结构组成复杂，功能划分较细，因此，对控制系统提出的控制要求相应较高，不仅要满足常规性的设备启停、环境参数调节的功能，还要实现系统的节能优化运行，降低运营成本。所以，做好对通风空调系统的监控管理，是地铁BAS系统的首要任务，可以提高系统的防救灾能力，改善地铁车站及区间内的候、乘车环境等。本文就地铁BAS对通风空调系统控制工艺进行探究。

关键词：地铁BAS；通风空调系统；控制工艺

1、地铁工程环境与设备监控系统（BAS）及地铁通风空调系统概述

通常情况下，地铁工程环境与设备监控系统（BAS）主要由监控管理工作站、控制器、调节阀、现状变送器、UPS电源、通信网络等几部分组成。通风空调系统主要由隧道通风系统、车站通风空调系统两部分组成，其中隧道通风系统主要包括车站隧道及区间随带通信系统两部分，车站通风空调系统则是由空调水系统、车站设备管理用房通风空调系统及车站公共区通风空调系统组成。地铁通风空调承担着调控地铁车站及区间环境温湿度、二氧化碳浓度，为乘客提供安全可靠、舒适的乘车环境等重要作用，同时在发生火灾时，通风空调系统会迅速地转入设计预制的救灾工况进行运行，排除火灾区域的烟雾及有关的有毒气体，人员疏散争取时间，保障乘客及工作人员的人身安全。

2、BAS对通风空调系统的控制要求

2.1对隧道通风系统的控制要求

（1）BAS对区间隧道通风系统要求进行中央级和车站级两级控制。中央级下达运行模式指令到车站级，由车站级实现对区间隧道通风系统设备的模式控制，同时，根据运营需求，对于部分重要的设备要求在中央级具备单台设备直接点动控制的功能。对区间隧道通风系统设备的控制操作以中央级为主。（2）区间和车站隧道通风系统运行可分为正常运行、阻塞运行和火灾事故运行。

2.2对车站大、小系统的控制要求

就车站设备管理用房通风空调系统及车站公共区通风空调系统而言，一般情况下，车站的通风空调、防排烟设备管理用房通风空调系统和公共区通风空调系统按照不同的工况模式进行运行，常见的工况模式主要有非空调季节、空调季节小新风、空调季节全新风、火灾事故运行、夜间运行等几种模式。对于公共区通风空调系统及设备管理用房通风空调系统而言，首先需要测量出车站公共区或者各类房间的温湿度等有关参数，然后采用一定的算法及控制策略对公共区通风空调系统的水系统二通调节阀进行调节，通过控制该阀门开度，调节车站站台、站厅、各房间等位置的温湿度，使其满足相关要求。

2.3对车站水系统的控制要求

（1）控制车站水系统按空调季节、非空调季节、夜间运行、火灾事故运行等不同工况模式运行；（2）根据设在分、集水器的供回水管路上的温度、压力变送器所采集的参数信号，以及参考实际冷负荷和监测二通调节阀的开度来确定冷水机组的开启台数，完成冷机的投切控制。（3）调节末端空调器二通阀开度，控制相关环境温度尽量维持在设计值水平。

3、BAS对通风空调系统的控制策略及控制流程

3.1对隧道通风系统的控制策略及控制流程

地铁工程环境与设备监控系统对地铁通风空调系统中各子系统的控制策略及控制流程同样存在一定差异。隧道通风系统而言，正常情况下，可以根据系统的全年运行工况模式在较短的时间内开启通风井内的机械风机，采用隔站送/排风方式，对地铁的区间隧道开展纵向机械通风，最终实现蓄冷降温及通风换气的目标。除此之外，列车运行会产生活塞风，带来车站气流，也能在一定程度上实现区间隧道冷却的目的。列车阻塞于区间的时候，通风井内机械风机的气流组织方向要保持与行车方向一致，确保列车空调冷凝器能够保持正常的运行。列车在行车过程中，在区间发生火灾时，需要按照预订的运行模式，使得通风井机械风机按照与乘客撤离方向的反向进行送风，尽可能多地排除烟气，为乘客提供较好的逃生环境。

3.2对车站大系统的控制策略及控制流程

（1）正常情况下，大系统采用焓值控制，根据季节变化设有空调工况小新风、空调工况全新风和非空调工况全通风三种基本运行模式；夜间列车停止运营后，停止大系统及其水系统的运行。对车站的同一个空调空间，作为一个监控对象进行环境温湿度的控制，即对车站大系统按照同时控制车站两端的空调系统处理，作为一个控制对象。控制回路基本按串级控制方式对车站站厅和站台的室温进行PID调节，使室温稳定在舒适水平上。（2）车站因区间堵塞、线路故障等原因导致乘客人员大幅度增加时，车站公共区通风空调系统的冷却水泵、冷冻水泵、组合式空调器等相关设备要根据实际的环境参数合理地选择运行模式。（3）火灾情况下，控制车站空调系统关闭，并停止车站空调水系统，控制相关通风设备转入排烟模式运行。当站厅发生火灾时，控制开启大系统排烟风机及站厅送风管、站厅排风管上相关电动风阀；控制关闭组合式空调器及车站小系统、站台排烟管上相关电动风阀，对站厅层进行排烟。当站台发生火灾时，控制关闭组合式空调器及大系统排烟风机，同时开启四台隧道风机系统协助站台排烟。

3.3对车站小系统的控制策略及控制流程

就设备管理用房通风空调系统而言，正常情况下，主要的控制回路为柜式空调器及其风路，根据设计调试的实际情况，结合各个需要供冷的房间的工作性质及其重要程度，制定合适的温湿度控制方案，难以确定时，按照末端房间参数进行控制。发生火灾时，控制设备管理用房通风空调系统进入预定的火灾模式运行，隔断火源、烟气或者及时排除烟气，同时要开启内走道排烟风机及楼梯加压送风机进行排烟及补风。

3.4对车站水系统的控制策略

（1）BAS对冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔不做单独控制，而是由相应的冷水机组联动联锁控制，此部分功能由冷水机组自带的控制设备根据开/关指令顺序完成，BAS仅与其保持通讯及监视；（2）冷水机组的投切根据冷负荷需求进行群控，由BAS完成开/停指令的发出，并监视冷机开/停任务实施完成的情况；（3）在车站站厅、站台各设置两组温湿度探头，其采样参数和其它相关参数（新风室、回风室、送风室温湿度）经BAS的控制器计算来控制空调器冷冻水管上的二通調节阀的阀门开度，以此控制通过空调表冷器的冷冻水量。水系统在进行输水分配过程中，由压差旁通控制器（自力式）根据压差变化进行水量控制，BAS不需要对其进行监控；（4）火灾情况下，控制水系统相关设备转入相应的火灾全停模式。

4、结束语

地铁通风空调系统是地铁车站及区间建设的重要组成部分，空调系统的稳定正常运行关系着地铁车站的安全，因此，它是铁工程环境与设备监控系统（BAS）最重要的监控对象。通过本文的分析总结，希望能为地铁工程相关研究人员的工作提供简单的参考。

参考文献：

[1]车站通风空调系统运行与优化[J].陆俊.都市快轨交通.2016（02）.

[2]浅谈地铁车站BAS系统的组成和功能及维护管理[J].顾杰.中国设备工程.2017（14）.

（作者单位：西安市地下铁道有限责任公司）