寧波地鐵地下站通風空調系統節能方案探討

周穎

【摘要】本文分隧道通風系統、排熱通風系統、通風空調大小系統及水系統五部分對各部分的節能潛力及方案進行了介紹，方案實施后預計可降低通風空調系統總耗電量30%，并提供更舒適穩定的公共環境。

【關鍵詞】通風空調；節能

在城市規模高速發展的今天，軌道交通運輸業作為城市發展的重要基礎，對經濟和社會的發展更是有著舉足輕重的影響。由于地鐵的快速發展，車次的增加和車速的提高，造成了地鐵中熱量的大幅增加。因此，隨著國家對節能減排工作的不斷重視，以及乘客對地鐵運行環境舒適度要求的不斷提高，建議對現有地鐵通風空調系統進行節能改進，顯得尤為重要。

1、寧波地鐵通風空調系統介紹

1.1區間隧道（含輔助線）活塞/機械通風兼排煙系統（簡稱隧道通風系統）

常工況下利用列車活塞效應進行通風換氣；區間事故時啟動事故風機進行機械通風散熱；火災模式下啟動隧道風機系統轉入排煙運行，為人員疏散提供有利條件。

每座隧道通風機房內設置2臺事故通風機及相關風閥等設備，當阻塞或火災模式使用本系統設備時，由于情況緊急，發生次數少，不考慮節能的情況。

當作為早晚通風使用本系統設備時，運營單位一般采用早晚非運營時段，開啟隧道風機一小時的運營模式。由于隧道風機功率大，一般為定頻90kw/臺，每站4臺，可對早晚通風模式進行優化計算，根據實際隧道溫度計算最優通風時間。對于隧道溫度較低的站，減少早晚通風時間，同樣能保持隧道的低溫，保證列車運行時列車空調的能效，同時打到節能的目的。

1.2車站軌區排熱通風兼排煙系統（簡稱排熱通風系統）

車站軌區排熱通風兼排煙系統：地下車站兩端各設置一套軌區排熱通風（兼排煙）系統，各由一臺單向運轉耐高溫軸流排熱風機、相關風閥及管路及組成。排熱風道設在車站車行道上部和站臺下部，均采用結構風道。

排熱風機標準地下站一般為55kw/臺，每站2臺。考慮到初、近、遠期列車車輛按4/4/6編組，排熱風機一般為變頻風機，采用變頻的目的是在初、近期非列車停靠范圍的排熱風口應能關閉，并調節排熱風機運行頻率，以對應不同的排熱需求。但這種運行模式只考慮到了近期與遠期的運行頻率變化，并未考慮在同一個運營階段，一年四季的氣候變化及列車進出站等不同模式對軌行區溫度的影響。因此，要做到排熱通風系統的節能，必須考慮到各種可能的影響因素，充分利用排熱風機的變頻優勢，根據軌行區的實際溫度靈活變化起運行頻率。

南京地鐵已經對排熱通風系統進行了節能改造，在列車進入車站時，加大排熱風機風速，排出列車本身及剎車帶來的熱量，在列車出站時減小風速，使用列車本身的活塞風對軌行區進行冷卻，同時還減小了排熱風機風量對活塞風的干擾，實際投入運營后，使排熱通風系統的能耗大大降低，對其他地鐵的設計及招標要求具有一定的借鑒意義。

1.3車站公共區通風空調及排煙系統（簡稱大系統）

公共區通風空調系統（簡稱大系統），采用一次回風的定風量空調系統，由風亭、組合式空調風柜、新風機、回排風機、排煙風機、電動風閥、風道、消聲器等組成，主要作用是對站廳、站臺進行通風空調、火災時進行排煙。

公共區通風空調系統直接面對乘客，這套系統的空氣處理能力是否優秀，系統是否穩定，是檢驗整個通風空調系統是否協調的關鍵。同時，這套系統也是受外界環境影響最大的一套系統，因此，根據實時的外界空氣焓濕度及站內空氣情況，實時對系統運行進行調整，不但能增加乘客舒適度，也能最大程度上節約能源，避免浪費。

車站公共區采用全空氣一次回風集中空調通風系統，熱季采用空調，其余季節通風換氣。 組合式空調機組帶初效過濾+空氣凈化消毒裝置，空調機組風機、回/排風機采用變頻，其余風機采用定頻。寧波地鐵采用的節能方式為：

在站廳、站臺設置溫濕度傳感器，實時反饋站廳站臺溫濕度，按照實測值空調機組的頻率自動進行調整，保證舒適性。

在站廳、站臺設置溫二氧化碳傳感器，在符合規范的基礎上，可根據二氧化碳的實測值調整新風量，盡量降低新風負荷，從而達到節能的目的。由于新風機為定頻，不利于風量調節，因此對新風機進行了改造，使新風調節更加靈活。

根據風系統的運行情況，對水系統進行聯動調節。

1.4設備管理用房（含車站、車輛基地用房）通風、空調及排煙系統（簡稱小系統）

設備及管理用房通風空調系統（簡稱小系統）：由空調風柜、送/排風機、各類風閥及管道等部件組成，對設備機房、管理用房進行通風空調，火災時進行排煙。

原則上強電機房、弱電機房、管理用房及各類通風機房等分設系統。由于各機房設備及管理人員用房的最佳使用溫度不同，應在調試完成后，對各個房間溫度進行微調，以滿足最佳工作溫度。調節完成后，保持穩定，節能空間不大，此系統未專門進行節能改造。

1.5空調冷源及水系統（簡稱水系統）

制冷空調循環水系統由冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、分集水器、膨脹水箱、各類水閥等設備部件組成，為空調系統提供7/12℃冷凍水。主要可控制設備包括制冷機組、冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔、電動蝶閥、壓差式旁通閥、補水泵、水處理設備等。

在寧波地鐵的現有線路中，水泵均采用定頻水泵。可根據實際負荷，通過調節電動二通閥，達到調節系統水量的目的，也可通過調節冷水機組進出水溫度來進行節能優化。同時冷水機組本身具有較大的冷量調節范圍。

其他各風系統的節能效果，最終都體現到水系統，因此，水系統節能空間最大。

結論：

按照上述方案對寧波地鐵通風空調系統進行節能改造，改進后的系統可達到以下功能：

1.優化方案根據現場實際溫度自動調整制冷系統，提高使用舒適度，在實施區域達到恒溫恒濕恒氧的使用效果，并可實現遠程實時監測。

2.對通風空調系統及水系統進行整合，通過計算得出最優化運行方案，且系統可根據實際工況進行自適應優化，達到節能效果。預計系統每年節能量約為40萬kWh（約為車站通風空調系統總耗電量30%）。

改進工作包含前期環境檢測、方案完善、新風機變頻改造、系統調試、根據實際運行情況進行系統再優化等幾個階段，如測試效果節能效應明顯，將應用于寧波地鐵的新線中。

參考文獻：

[1]莊煒茜.地鐵車站通風空調系統的節能控制研究[J].暖通空調，2010，40（5）：40