地鐵通風空調系統節能途徑綜述摘要：本文重點論述能夠實現地鐵通風空調系統節能目標，具有實用價值的途徑。供地鐵業主，通風空調專業工程師參考。關鍵字：地鐵；通風空調系統；節能；引言：我國正處于大規模城市化的時期，全國各大城市的交通狀況一直非常緊張，交通不暢嚴重影響著人們的生活。制約著經濟的發展。改善城市公共交通狀況已經成為各大中城市政府相當急迫的要求和共識。隨著近年來軌道交通的高速發展，北京、上海、廣州、深圳、天津、南京等各大城市都建成或正在實施各自的快速軌道交通路網的骨干線路。地鐵具有高效、快捷、安全和污染小的特點，避開了地面道路擴容困難的矛盾，有效地緩解了交通難的問題。因此地鐵建設在世界各大城市得到了廣泛應用，已經成為城市大運量公共交通系統的首選。城市軌道交通工程是現代土建、設備一體化的復雜系統工程，以提供大運量、快捷、安全、舒適的城市公共交通服務為目的，設備是主體。城市軌道交通工程設備由車輛、通風空調等十多個子系統組成，投資大、技術難、要求高、系統復雜、準備周期長、與運營關系密切。從軌道交通工程建設投資內容劃分，設備投資約占總投資的35%左右，是項目一次性投資的最大組成部分；通風空調系統為城市軌道交通提供滿足運營和乘客需求的人工氣候環境，在地下空間一般分為開式系統、閉式系統和屏蔽門系統，根據使用場所又分為車站、區間隧道和設備管理用房空調系統，一般由冷水機組、通風機組、空調機組、冷卻塔、水泵、風閥、消聲器及屏蔽門等組成，投資約占設備系統總投資的2%左右，使用費用中的電耗比例較高。作為地鐵運營系統的一個重要子系統，在保證地鐵環境的同時，地鐵環控系統的代價也是高昂的。由于地鐵內部的巨大空間和負荷，環控系統的風機、制冷機、空調機的裝機容量都相當大，由此引起大量設備投資和運行能耗費用。尤其是運行能耗，而其中環控系統能耗在總能耗中占相當大的比例，已經嚴重影響到地鐵運營的經濟性。從國內已投入運營的線路來看，其能耗的40~60%來自于通風空調系統，據統計，地鐵能耗84%集中在車量系統和通風空調系統。分別占地鐵能耗的53%和31%。據廣州地鐵公司統計數具顯示，地鐵通風空調能耗已占地鐵總能耗的50%以上。目前我國已經有25座城市在規劃建設地鐵。地鐵的大規模建設將進一步推進城市地下空間資源更大規模地開發利用。因此，地下空間設施的節能降耗，也是我國建設資源節約型、環境友好型城市的重要環節之一。因此，如何很好地吸收國內外地鐵綜合節能設計與改造的成功經驗，以及新技術、新設備的集成應用成果，這對我國城市地下空間設施進行節能降耗的研究與實踐意義重大。我國的節約能源法中指出：節能是指加強用能的管理，采用技術可行，經濟合理以及環境和社會可以承擔的措施，減少從能源生產到消費各個環環節中的損失和浪費，更加有效合理的利用能源。節能還包括再生能源和新能源的開發利用。節能的基本途徑：調節節能管理節能技術節能回收節能。本文謹就能夠實現地鐵通風空調系統節能目標，具有實用價值的主要途徑作綜合論述。一、通風系統變風量調控目前地鐵環境系統基本采用全空氣系統，由于地鐵的負荷特點，風機的運行時間要長于制冷機，而且風機的功率遠大于一般建筑的空調系統的風機，因此風機能耗比例通常大于一般建筑的空調系統的風機能耗比例。地鐵環控系統運行能耗中，風機能耗所占比例最大。冷水機組能耗雖然也不小，但由于地鐵負荷的特點，發熱量不可能有大的減少，根據現有技術水平，螺桿式冷水機組已具有良好的部分負荷特性，冷量調節范圍為20~100%，所以冷機節能的余地不大，因此，車站節能的重點應放在風系統的節能優化上。1.隧道通風系統。站臺下/軌道頂排熱通風系統中UPE/OTE風機正常情況每日從地鐵運營開始至運營結束期間一直運作，是長期運作風機。其作用是排除列車進站、停戰、出站時的產熱量，以減少列車發熱量對車站及區間的影響，同時還兼容排煙功能?？紤]到近遠期列車對數不同、列車發熱量不同、風機的排風量不同，UPE/OTE風機宜采用變頻風機來調節風量，既能滿足功能要求又可以打得到良好的效果，同時對風機的控制簡單可靠容易實現。2.車站通風系統。車站公共區空調通風系統由組合式空調箱、回/排風機、空調新風機組成，以往一般都是采用定風量運行，靠節能設備的運行臺數來適應車站負荷的變化。由于早晚兩個客流負荷高峰的存在，使送風量出現兩個峰值而其他的時候風量較小。采用定風量系統時，必須滿足兩個峰值風景，這樣在非峰值負荷時，其風量顯然浪費了。如果按照平時風量計算風機能耗，則風機能耗僅為按峰值風量計算時的70%左右?？梢姴捎枚L量運行的能耗是相當嚴重的，采用變風量系統是必要的。白實現風機變風藝量最有效最節錄能的方法是對侮風機變頻調速咽。變頻調節具座有無極調節、乳調節范圍大、概調節靈活等優裂點，可以實現保對風量的準確混控制，并保持著風機的效率不條因風量的減小運而減小，從而殼達到明顯的節導能效果。偵根據相關資料麥記載，采用變蹲風量方式，當鏈風量是設計風爺量章的纏50壯%姐時，運行電流貍減年少報26.5列%鉛，因而減少送羊風動力，節能炮效果明顯。重某為風機風冷設備垃公司成功研發搭《《地鐵隧道賄節能通風系統自》》直接節能旱20吧%淺。豐二、屏蔽門模耍式父環控系統的運冠行模式分為開調式運行模式、腔閉式運行模式捆、屏蔽門模陰式戚3廈種形式。設置泄站臺屏蔽門，狀就是通過在地示鐵車站的站臺鳴候車區與行車繁軌道之間設置緊屏蔽門裝置，苗將地鐵車站與踩區間隧道從空杰間上分隔開來詳，將車站和區在間分隔成兩個緒不同的空氣環旅境區域。站臺姨屏蔽門可以減蓬少列車活塞風替對車站站臺環貼境的影響，列禁車運行產生的決熱量大部分通困過設置在車站軋端部的活塞風住道及車道頂部壯和站臺下排熱督風道直接排放藏到地面，因而撥可以阻止大部川分的列車散熱棋量進入車站。犯據以往的工程椅經驗比較，屏套蔽門模式車站幣空調系統的冷娃負荷僅為閉式倘運行系統潮的裹22-28饅%挑，從而減少車問站通風與空調成系統的冷負荷熱及用電負荷，投節省通風空調仗系統的運行費撫用。沉地鐵屏蔽門系勤統是現代地鐵濫工程的必備設鋤備。地鐵安裝艦屏蔽門系統，臥不僅可以防止波乘客跌落或跳薦下軌道而發生貞危險，讓乘客指安全、舒適地朵乘坐地鐵，而撇且屏蔽門系統掌為一種高科技贊產品具有所有憐的節能、環保丙和安全功能，行減少了站臺區鎮與軌行區之間者冷熱氣流的交蝶換，降低了環抬控系統的運營吐能耗，從而節童約了運營成本日，因此在夏季豈空調季較長的罵地區普遍被采行用?？鸪啥嫉乇蔫F馳4滿號線優化屏蔽卷門系統設計方袍案，在屏蔽門站上方設才置筐500m狡m腫高度的屏蔽閥壁，在夏季關閉應，減貴少空調冷負荷胖，冬季打開利現用活塞風將列樂車運行產熱帶案入車站。從而沉實現避節能降耗，節晝約運行費用。鄭三、設計采用沉技術先進的節殿能控制系統躲地鐵環境與設械備監控系統瓶（界BA礙S夢）的設計應針靜對地鐵的特點護和各城市的氣娘候環境，經濟揪情況，設置不拼同水平苦的竭BA惑S膜，以達到營造蝕良好的舒適環侮境、降低能源辟消耗、節省人彈力、提高管理節水平的目的。識地鐵的通風與切空調系統應保默證內部空氣環蔥境的空氣質量攤，濕度、溫度薯、氣匠流組織、氣流態速度和噪聲等蒜均能滿足人員裝的心理及生理衰條件要求和設叢備正常運轉需前要。據有關資爬料記載：爬貴州匯通華城穴樓宇科技有限赴公司將現代計毒算機技術、模漿糊控制技術、剛系統集成技術酬與變頻調速技煩術相結合，成陣功研制出了具掙有變流量模糊笑控制功能呢的狗BK紐S嘆系統中央空調革節能控制系統闊，可依環境與穴負荷的變化，戀實現空調系統被運行參數的優把化和冷媒流量踏根據負荷需要宣動態調節，保吧障空調系統冷脊源設備在任何屆條件下，都能澇保持高效率運暗行，從而最大坊限度減低空調趕系悶統能耗。限據悉臘，勾BK甲S節系統空調水系局統變流量模糊牽控制節能技術訂已在全蔑國披2斥0卸多個省膚市們80恐0奏多個大型建筑稍物和工廠中成如功實施，包括殖全國政協辦公俗大樓、廣州中勺信廣場、上海損新錦江大酒店侄等，項目實現慨冷水機組綜合刪節直能財10血%蔥至園30甲%矛，水泵、風機仆節匯能抖60憑%變至染80宏%們，空調水泵系登統總體節屯能染20信%廣至吐40辛%存。跡四、設備系統司節能優化續集成啊1秋.柔通風空調設備化。地下線通風初空調系統形式藝一般常用閉式乎系統或屏蔽門國系統，根據各凝地空調時間的蠢長短，其設備糾的一次投資、少土建面積大小霉、使用費用各婦不相同，應作酸全面的全壽命值周期費用比較玻，慎重選擇不扶同系統。空調帖系統設備運營必能耗占城市軌秩道交通總能耗謠的龜30%-40昏%聽左右，設備本吊身的節能特性陡意義重大。根廚據有關地鐵熱農環境研究報告位，運營初期、震中期的發熱量盛約盒是若50%-70謀%云，如設備按遠院期發熱量一次偷配置到位，應協通過運行臺數跌控制、選擇變鎮頻調速控制設彩備與優化運行白模式，盡管一忌次投資略有增斬大，但初、中井期能耗費用可篇節亞約多30%-40鄙%蕉，遠期能耗用鑼可節走約坡15%-20陣%暢。步2董.湖分析各系統設進備的功能定位摸與匹配關系。類尤其是功能定菠位要全面反映慌設備滿足城市灶軌道交通規定瞞和潛在需求，桂這種需求應該黃包括特性、實質用性、可信性姥、安全性、環討境要求、經濟熔性、美觀性等忘諸多方面，需顆要應是合理的春，這種滿足應魂貫穿設備的整遼個壽命周期，串滿足應是適度牙的，要注意功靠能的匹配功能擱結構的合理。筋要著重對設備恐基本功能、輔脅助功能、外觀堵功能等進行分控類、整理、評膊價、定位，保彎證設備選擇的唉功能前提是正碰確的。單3鏡．地鐵空調全瘦年負荷大多集暮中于最大負荷缸的欠50%--7股0臭%頸之間，當大憑于辱50縣%里時需開制冷機猛，其余時間可潮用新風抵消冷伏負荷。低冷水機組軌選型應大小搭徐配，盡量避免爛冷機及其配套漂設備在低負荷驚情況下運行。冶否則，就會形嫂成大流量小溫很差，大馬拉小梁車低效運行。泰4僻．水泵設計變丹頻調控，水系桶統選擇一次泵謠變流量系統。洞5效.逗由北京城建院壟，北京地鐵運購營公司研發的乞《地鐵通風空針調多功能設備芒集成系統》吹它包括送風道扛和排風道，在稅送風道和排風躬道內安裝有送芹風機、回風機章和送風閥、排虧風閥，其所述煌的送風道內設罪置有自動清洗得過濾段和門式移可開啟表冷器屯段，所述的送票風機和回風機色內安裝有變頻捐電機?？试摵酢拜喌罔F通風、空忍調多功能集成蔑設備系唇統估”安具有新穎、設魚備集成、簡化撫了設備和控制甚系統，縮短了虹車站建筑長度漆，降低了造價革，提供了節能烈運行的措施，姻其創新設備具瞧有模塊化、節弦能自控程度較姓高的特點。該殲集成系統能饅完成地鐵空調恐通風所設定的霸各項任務。綠北京地鐵五號扔線首次嘗試該敏系統。由于將僅過去的幾套大炕型設備集成為抬一套設備，因至此，這套設備援首先在體量上塞減少了占地面魂積，使站臺面孕積縮短框了蘿2柱0索米，僅此一項謠，就為五號線皇地下一個車站攏節省投河資汁50山0節萬元，全線建蓮設節省栗了數千萬元。抖其次，該系統添采用風機變頻精技術，它可根險據一年四季移的氣候情況進濕行通風量的自免動調節，使地飽下車站擁有四餡季都備感舒適玉的易氣淹候障環境。第三，并由于它采用了范開啟式空氣表陷冷器，因此，彈通風季節降低禮能奧耗賴28榨%圣。通風空調系貼統的各項節能邊措施可使一個郵車站每年的運嗚營費用節登省臂3脈0鈔萬元。償五、推廣應用臺使用可再生能屠源或低品位能池源的空調系統鄙隨著空調系統劉的廣泛應用，枕空調對不可再鉗生能源的消耗潑大幅度上升，凳同時對生態環疑境的破壞也在建日趨加劇。如畝何利用可再生嗎能源及低品位版能源已經成了濾該領域重要的傳研究課題。地幻源熱泵空調系推統就是在這種弓形勢下發展起坐來的，它利用海地下恒溫層土務壤熱顯著提高慚空調系統燦的擇co韻p漸值，使得同等交制熱（或制冷檢）量下的系統濃能耗大幅度下尸降。舒地源熱泵空調雞系統的主要優狡點節能揉棟符通俗地講，地淺源熱泵空調系捐統消耗的能量悶，小部分是由轎電能轉換來的叫，大部分是來譯自地下水源（割或土壤源）。鐵假定熱泵機組答的能效酬比誓COP=浮4鳴，需要為某建肥筑物提勸供鉤1000弱0舌大卡的熱量，蠶其硬中基250撞0療大卡來自電力解，忍而貼750眠0快大卡來自地下頃水（土壤）。節省投資儲地源熱泵中央橡空調系統，同襖一套設備，冬賺季可以供暖，腸夏季可以制冷欺，還可搖以矩“咸免降費候”近獲得生活熱水屠，因此，對于收冬季需要采暖宜，夏季需要空膨調，又需要供妖應生活熱水的療場合，投資最政省。運行費用低兼漠仿地源熱泵空調融系統運行時可央以節問能飽3梨0敞～蘋50醒%突，自然就節約晚了能源費。尤鉛其是夏季里制銀冷鬧期間，在供應改冷氣的同時，繭將免費獲得生粗活熱水。因此口，用戶可以節拴省大量的能源曉費用（電費或扮燃料費）。利于環境保護孕迷素我猶國籍70名%還的電力來自燃滿煤發電廠，地胡源熱泵空調系犬統節約了電力詠，就減少了煤拘炭的消耗，從縱而減少了因燃括煤而帶來的環軟境污染（如排同放二氧化碳、肥二氧化硫、粉園塵等）。涌自動化程度高斤、設備運行可景靠烈由于地下水源俱（土壤源）溫防度比較恒定，霉因此，空調系抽統可以設計得浪簡單一些，機辯房易于實現自威動化和無人職剪守，只需要派嗓人定期巡檢。勸又由于系統運幻行參數波動很伐小，故系統運卸行穩定、可靠籌，設備故障率蔽低。浴水環熱泵空調蛛系統是一節能抖環保新型空調磁系統。吳它不需要機房星：高能效比：匪與常規空調候相比，年運行掙費用節約串在所14%宅以上悅；一次能耗節律約苗18臂%搬以上。節省土制建費用，工程勤總造價可減壘少值10%--3寺0符%傾。用電負荷下他降滅30禾%球左右。節省配困電工程及增容周費用，不需要仙人值守，分散墓布置，便與檢蘭修。弦六、配套熱回餐收裝置而天津地閱鐵鴉1榨號線，在國內府首次在車站預負留了再生能量濕回收裝置，此稱裝置遠期安裝民后，可以使列脆車牽引能量縮的裕80蟻%蔽回收再利用，旗而一般的地鐵孕線只是回雷收僻40牽%沉的列車牽引能老量。采用再生譽能量回收裝置擴可以使車站空隆調負荷減壟少墊30扒%怕，減少了空調喇設備的容量及束尺寸，降低了瀉設備投資和環流控機房面積，距節省了運行費私用。基采用余熱回收譽技歉術托---圍-蛇配套新風換氣樂機。新風換氣晉機可以實現新婦風與排風之間寬的熱交換，減晃少能耗。完列車空調新風線能耗氏達新30惡%閉以上，配套新擴風換氣機可實植現能量回收。崇據報碑導蔥獨京廣毛線恰T15遮次列車配置新何風換氣機能效故節題約腎77讀%段。慢瑞典依麥克國竊際有限公司采紫用熱回收技術勒和先進的控制淚技術，設計新援一代中央空調采節能產品，經徹多個工程項目胳實際聞應用，具有高博效節能顯著效咽果。藏七、機房精密死空調配停置罪“傭智能通風節能按系在統利”壓任跟深圳市橡樹通興訊技術有限公抱司全國首家全道智能型機房基煎站智能通風節弓能漢化系統，凈目前國內最完哄善的模糊智能鼠分析處理技術嚴，與空調實現扇無縫對接控制迷。通過對空氣醒過濾裝置的改蛛進，有效的解缸決了空氣過濾最與風阻之間的釋矛盾。大大延徐長了空氣過濾賊裝置使用壽命膊。豆您非工作原理：嚇跨巖智能通風系統掙是由進風單元境、出風單元、負中央控制單元堂、空氣防塵過顆濾裝置、空調繡控制裝置和其燭他安裝附件組枯成，其工作邏僚輯為：燙①統當機房內溫度扎高于設置的溫錘度時，系統自蛛動檢測室外溫株濕度，（溫濕惹度可以根據設游備要求自由設輛定）濁符合通風條件嬌時：開啟進出細風單元排出機除房內熱空氣，母降溫至設置的鵲溫度時關閉通殃風。群不符合通風條禿件時：開啟空景調，降溫至設猾置的溫度時關伶閉空調。賊②初當機房內溫度回低于設置的溫瓦度時，通風系零統和空調全部樣關閉。慘③至當市電停電時內，系統自動檢太測機房內溫度贈，高于設置溫憶度時通風系統僻開啟通風散熱乒④攔當空調故障時吧，系統自動檢呢測機房內溫度良，高于設置溫澤度時通風系統拜開啟通風散熱過。令“噸G件K枝金關精密空調答節能控制系純統驕”訓通過綜合采集種精密空調系統基運行參數、精習密空調系統服伏務通訊機房的掀各處溫度、濕施度、風壓及環叮境條件等變量興參數，利用內垃置的節電優化嬌控制葬程序，建立一開個能耗最佳的煌運行模式，調煙節精密空調系身統和服務區域鏡溫度、濕度、蒜壓力等參數，蒸在保證通訊機談房各區域的溫施濕度符合通訊尸設備機房的要獅求前提下，實施現對精密空調嘗系統的節電，泄達到對精密空拘調系統的最優怕控制和能源管傅理。系統綜合圣節電率全年平眾均到倡達奏2油0口～滲40敲%祝，室內溫度控厚制潮在扛1打8張～喘2衡7釋℃持，相對濕度掉在勝4勸0系～很70%R駐H淹范圍內。該節潛能控制系統具發有運行自診斷堅功能，實現故俱障預警和自動班應急處理，配臭置遠程監控中酒心系統，能實剖現機房無人值吊守，通過機房看環境動力監控場