從節(jié)約能源的角度探究地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

曹虎

摘 要：地鐵已經(jīng)成為當(dāng)前許多城市大力推廣的一種交通工具。如何在節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)上更好地發(fā)揮地鐵的作用是一個(gè)值得研究的問題。通過對地鐵運(yùn)行過程的節(jié)能分析，深入研究地鐵運(yùn)行的能耗，從根本上降低地鐵運(yùn)行的成本，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。本文以地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能為中心展開論述，對站臺的溫度、濕度等方面進(jìn)行分析，從而找到實(shí)現(xiàn)地鐵節(jié)能減排及控制噪聲的方法。

關(guān)鍵詞：地鐵；通風(fēng)空調(diào)；節(jié)能方法

1 闡述地鐵通風(fēng)技術(shù)及噪聲控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

到目前為止，我國地鐵運(yùn)用的通風(fēng)系統(tǒng)主要由兩類器械組成：一類是主通風(fēng)風(fēng)機(jī)，另一類是自聯(lián)組合消聲器。其中前者的功率大概為95kW，后者主要被放在風(fēng)道的直線位置，將風(fēng)道直線控制在4m左右，一般消聲器的運(yùn)行風(fēng)速要保持在每秒12m的速度，風(fēng)阻設(shè)置在100Pa。在設(shè)計(jì)風(fēng)道時(shí)，由于風(fēng)道截面的面積要設(shè)置在10m2以上，還要設(shè)計(jì)為直角或者拐彎的形式，所以在設(shè)計(jì)過程中不會設(shè)置導(dǎo)流裝置，這就容易產(chǎn)生較大的渦流。通過對風(fēng)機(jī)組壓整體的值數(shù)計(jì)算得出，全壓中消聲器和渦流的總消耗阻耗占將近一半，之所以地鐵車站整年的耗電量高達(dá)百萬度，都是因消聲器和渦流造成的。

除此之外，如果采用直線消聲器降低噪聲恐怕難以滿足相關(guān)規(guī)定的要求，因?yàn)檫@種消聲器無法將消聲值控制在30db以內(nèi)。大部分地鐵車站仍然無法滿足環(huán)境評測檢驗(yàn)要求。另外，還有少數(shù)車站出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)，所以不得不使地鐵風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。

2 地鐵通風(fēng)空調(diào)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新

上文中已經(jīng)闡述了我國地鐵通風(fēng)技術(shù)及噪聲控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，由此我們不難看出，當(dāng)前的地鐵節(jié)能環(huán)保技術(shù)存在一定的缺陷。加之人們環(huán)保意識的不斷提高和科技水平的不斷提高，相關(guān)人員已經(jīng)對現(xiàn)有的節(jié)能環(huán)保技術(shù)進(jìn)行全面的創(chuàng)新和改革，研發(fā)了一種全新形式的消聲器，即片式柵欄分割導(dǎo)流消聲器。這不僅僅是消聲器，還能作為導(dǎo)流裝置使用，能在節(jié)省資金的情況下將原有耗能高且消聲不好的設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝阅艿沫h(huán)保設(shè)備，其結(jié)構(gòu)更加簡單，為安裝和維修提供便捷，通常被安置在風(fēng)道的拐角處。

2.1 片式柵欄分割導(dǎo)流消聲器的構(gòu)成

片式柵欄分割導(dǎo)流消聲器能起到較好的噪聲控制作用，其主要由下面幾個(gè)部分組成，即片式分導(dǎo)流吸聲體、固定螺栓以及聯(lián)接片。我們在片式分導(dǎo)流吸聲體的一端安裝一些分導(dǎo)片，使用的分導(dǎo)片通常會采用薄板或者小型穿孔板制作，此外還要在片式吸聲體的兩側(cè)裝設(shè)穿孔板或者微型穿孔板，中間位置安置吸聲材料。在安裝片式分導(dǎo)流吸聲體時(shí)，要選擇風(fēng)道拐角處，同時(shí)保證吸聲體表面與風(fēng)道拐角處的上端保持平衡，與風(fēng)波的傳遞方向保持垂直。

2.2 片式柵欄分割導(dǎo)流消聲器的工作原理

片式柵欄分割導(dǎo)流消聲器之所以能夠發(fā)揮較好的噪聲控制作用，離不開其工作原理的支持。具體的工作原理就是科學(xué)辨別氣流運(yùn)動和聲波傳播之間的不同，然后把導(dǎo)流裝置與片式消聲器結(jié)合在一起，要保證通過整改后的消聲器具有良好的導(dǎo)流和消聲性能，還要保證其整體性。如果將它作為消聲器設(shè)備使用，就要確保其吸聲表面與聲波傳輸防線處于垂直狀態(tài)，且將其設(shè)置為具有吸聲、多層隔音和消聲的功能，從而有效控制地鐵環(huán)境中的噪聲，使其保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但如果將其視為導(dǎo)流設(shè)備，就要將其功能調(diào)整為分流、溫流和導(dǎo)流。和其他導(dǎo)流片設(shè)備相比，這種裝置既能節(jié)省電源，又能取代直線消聲器發(fā)揮更好的作用。

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

3.1 智能化技術(shù)對地鐵節(jié)能的作用

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)智能化普及的時(shí)代，地鐵節(jié)能自然也離不開智能化技術(shù)的支持。運(yùn)用先進(jìn)的控制系統(tǒng)，科學(xué)控制地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、溫度等，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制水平的提升，利用智能化數(shù)控技術(shù)合理地將變頻技術(shù)與節(jié)能技術(shù)相結(jié)合。通常，在車站的公共空間中空調(diào)通風(fēng)控制系統(tǒng)會利用溫濕度傳感器、二氧化碳濃度探測器以及自動售票機(jī)對站臺、車站廳的溫度和濕度以及二氧化碳的濃度值進(jìn)行測定，并作為控制系統(tǒng)輸入值的參考依據(jù)，將測定的數(shù)值傳入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)中的控制程序會將數(shù)值依次傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫內(nèi)，并通過圖表形式或顯示設(shè)備展現(xiàn)出來。另外，在對變頻器輸出控制的同時(shí)，也可改變風(fēng)機(jī)的輸出情況，達(dá)到對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速合理操控的目的，從而確保地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的標(biāo)準(zhǔn)。控制過程中包括對站臺和站廳溫度、濕度的控制，二氧化碳濃度的控制以及自動售票機(jī)客流量控制和算法選擇、數(shù)據(jù)處理、輸出控制等方面。

3.2 風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)對地鐵節(jié)能的作用

傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式是利用閥門控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，具體來說就是利用系統(tǒng)阻力的變化控制風(fēng)量的大小，但是由于這種方式在運(yùn)行過程中增加了一部分功，因此不滿足節(jié)能的要求。通常在小型風(fēng)機(jī)上會普遍使用此方法，對于大型風(fēng)機(jī)這種方式起不到理想的作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，運(yùn)用智能化技術(shù)能提高地鐵通風(fēng)空調(diào)的節(jié)能水平，使其更好地為社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)。通過對風(fēng)機(jī)的變頻控制，能夠達(dá)到較好的節(jié)能效果，還可以通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化、葉片寬度的變化研究進(jìn)一步提高地鐵通風(fēng)空調(diào)的節(jié)能水平。只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，才能有效降低地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，獲得更好的效益。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：湖南磁浮交通發(fā)展股份有限公司）