科技创新导报2019 NO.20Science and Technology Innovation Herald工程技术
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2019.20.062
地铁通风空调系统设备管理节能分析
刘晓亮
(厦门轨道交通集团有限公司运营分公司 福建厦门 361000)
①
摘 要：当前为了可以适应社会的发展，地铁建设也在不断的改进各方面的建设，作为地铁重要的一部分通风系统的完善是非常必要的，而且通风系统作为地铁站的高能耗部分，它的功能一定要完整且做到有保证。因此，在通风系统的完善方面必须要重视起来，选择合适的设备，有效地节约能源，做到有效地降低能耗。地铁作为地下空间建筑，非常依赖于通风空调系统来调节通风，所以其节能问题一直是相关科研者重点关注的。关键词：地铁 通风空调系统 设备管理 节能分析中图分类号：TU83 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)07(b)-0062-02
1 车站大系统的节能管理
1.1 空调季节大系统实际控制模式
地铁通风空调系统约占地铁总能耗的40%，其中重要的一点原因就是车站的冷负荷是按远期最大负荷设计并有一定的富裕量。针对空调大系统控制策略研究地铁空调系统有别于地面建筑[1]，特别是空调大系统，其调节对象是一个大空间的温度和湿度，具有明显的大滞后特点，同时地铁客流量有明显的时段性等特点。如图1所示地铁客流有着明显的规律可循，基于客流情况、设备特点进行负荷研究实现，利用空调系统滞后在满足乘客基本需求同时选择恰当的时间运行大系统对节能有着非常重要的意义。
大系统启动条件：处于空调季时间段（5月10日~10月30日）内，处于每日允许时间段（6时30分~22时30分）内，送排风机均启动，站台平均温度>预设值（27℃）（保持一段时间，0~30minPLC中可调），室外空气焓值>47.7kJ/kg（对应18℃，90%RH）。5个条件同时满足时，BAS发送大系统群控系统启动控制指令给群控柜。
大系统停止条件（两个条件中任意一个满足）：（1）处于空调季时间段内（5月10日~10月30日）内，每天22时30分后；两个条件同时满足时，BAS自动发送大系统群控停止控制指令给群控柜。（2）处于空调季时间段内（5月10日~10月30日）内，每天6时30分~22时30分的时间段内，风机频率已降至20Hz及以下，此时站台平均温度(26±0.5)℃，则
BAS系统向大系统冷站发出停机指令。1.2 大系统模式主要设备运行策略优化
空调季节控制策略：大系统的运行的时间应结合地铁客流特点及运行图的需要及时编制及修改，满足实际的需求，杜绝不必要的浪费。同时目前地铁大系统组合空调机组及回排风机（见图2）均采用的变频调试技术，以车站内温度偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入，实现动态的变频控制能够较为合理实现节能控制。
非空调季节控制策略（见表1）：冷水机组不运行但为了保证车站内空气品质也需要对大系统的风机控制进行合理优化杜绝能源浪费[2]。结合实际经验，制定以下如图的控制方案，实际对比节约电量达到20%。
2 空调系统设备节能控制策略探索
2.1 风量调节与水量调节控制
地铁的集中空调系统主要是基于焓值判断[3]，主要有两种变量决定，一种变量是送风量，一种是冷冻水流量。风变量及水变量均能够实现目标值，但由于两个变量均存在不同程度的滞后性，尤其是冷冻水量变化的延后性更加突出，必然产生大量的能源浪费。2.2 风量调节与水量调节同时控制
这个风量和水量控制技术是要将风机频率与电动二通阀的开度都同时控制[4]。这不仅考验相关的技术人员还要求员工要及时检查，检查何时是空调区域负荷减少的时候时，当空调区域负荷减少的时候就要降低空调的温度，要
图1 所示图为一个月内某站客流统计规律图2 组合空调机组及回排风机
①作者简介：刘晓亮（1983，8—），男，汉族，江苏仪征人，本科，工程师，研究方向：地铁通风空调系统节能应用。
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工程技术
表1 非空调季节控制策略
年段
通风模式
夏季
过渡季开式开式
近期小新风
高峰轨顶站台底排风，7~8
时，17~18时
开式高峰轨顶站台底排风，7~9
时，17~19时
冬季开式开式
高峰轨顶站台底排风，7~8
时，17~18时
开式高峰轨顶站台底风，7~9
时，17~19时
2019 NO.20Science and Technology Innovation Herald科技创新导报活塞风井开启
迂回风道开启
备注
夏季空调小新风模式，风机频率
20Hz夏季空调小新风模式，大系统风机频率26Hz，排热风机频率18Hz
初期小新风
开启开启
远期小新风开启开启
夏季空调小新风模式，大系统风机频率41Hz，排热风机频率24Hz
在降低温度的同时也将低风机频率调小。
由于风水联动理论[5]上能够实现对能源有效管理，需要采用在经典的PID控制基础上，完善控制理论的算法，也只有采用模糊控制的理论即空调主机制冷剂流量自动与现场负荷需求而实现实时变化，系统全面采用集中空调的各种运行参数，利用此模糊控制技术改变流量以适应负荷的变化。由于此项技术要求对参数选择及控制算法要求较高，同时对空调系统设备运行的稳定产生一定影响，目前是整个行业研究的重点。
2.3 风量调节、冷冻水水量调节的控制优先级
想要先调节风量然后再调节水量，这种方法就需要改变一下策略，应该将回风温度的变化作为参照物，用他作为一个不变的量，根据《暖通空调设计规范专题说明选编》，末端盘管“流量-负荷”的关系中当末端盘管的流量减少到设计值60%，传热能力然能够达到80%~90%，盘管传热能力对流量改变不敏感的原因主要是盘管传热系数的改变主要取决于空气侧的传热系数的变化，而水侧因流量变化而引起的传热系统变化，对总的传热系统影响不大。所以结合理论分析，通过改变风量能够较快实现适应空调负荷变化的需求。
[6]
升运营管理水平。
4 结语
地铁空调体系是由许多设施、多体系形成的体系。各个设施之间造成影响、相互、相互合作。假设各个设施各体系可以单独制约、相互不消融，单独为战，很容易形成局部体系产生震荡，从而使其体系难以高效地运行。因此，一个整合了所有设施、各式各样的系统，很好地根据负荷变化而变化，且存在着一定的预判能力的可控体系，这对空调体系的稳固、高速、节能运营有着很重要的用途。
参考文献
[1]邓瑶.地铁通风与空调系统设计及施工常见问题研究[J].中国新通信,2017,19(3):102-103.
[2]王行宇.自然通风对地铁车站环境的影响及节能潜力分析[D].重庆大学,2016.
[3]曾过春.地铁通风空调系统节能的新进展分析[J].科技资讯,2014,12(18):48,50.
[4]何垒.地铁通风空调的节能设计[J].中华建设,2014(3):98-99.
[5]暖通规范管理组.暖通空调设计规范专题说明选编[M].北京：中国计划出版社，1990.
3 辅助空调系统在地铁中的运用
由于目前地铁行业地下车站空调设计两台螺杆机作为冷源提供者，标准站一般设计选用单台冷量高达600kW，输入功率约120kW，加上冷冻水泵及冷却水泵及冷却塔，总运行功率高达160kW，在夜间及过渡节能造成了一定的能源浪费。由于重要设备房（如信号、通信、综合监控）对温湿度要求较高，就要辅助使用其他小功率空调系统，以达到节能目的。目前使用较多就是VRV系统，常用室外机制冷量60kW，输入功率17kW（cop取值3.6）一台室内机制冷量6kW，输入功率1.7kW（cop取值3.6），能够较为精准实现在非空调节能及停运期间重要设备房的温度控制及能源管理。
辅助使用其他小功率的空调系统能够较好地避免集中空调在非运营时段及季节更替期间能源浪费，更好地提
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