西安地鐵機電設備環控系統節能探討

許飛西安市地下鐵道有限責任公司

西安地鐵機電設備環控系統節能探討

許飛
西安市地下鐵道有限責任公司

摘要：通過對西安地鐵二號線環控系統運行情況的掌握，以及西安地鐵環控系統的設計，結合西安地鐵運營現狀與西安的氣候特性，分析了車站環控各系統的節能情況，并針對設備實際運行，對環控系統在運營工作中提出了幾點節能想法，主要通過調整設備運行模式、減少設備運行、降低設備運行頻率，從而達到環控設備節能的效果，同時滿足地鐵客運服務工作。

關鍵詞：環控系統；模式；調整；空調機組；節能

引言

交通的需求不斷擴大，由此地下軌道交通成為城市發展的趨勢。在修建地鐵當中需要大量的系統設備，包括信號、通信、機電等，其中機電設備在地鐵中起著至關重要的服務作用，保障地鐵車站具有良好的工作環境，同時機電設備也會產生很大的能耗，目前節能是整個地鐵運營當中應當考慮的重大問題。本文將對地鐵機電設備環控系統合理利用實現節能問題進行分析。

1　西安地鐵環控系統簡介

1.1大系統：是指為車站公共區提供通風兼防排煙系統，主要應用在車站公共區。

1.2小系統：是指為車站設備區、管理用房提供通風兼防排煙系統，主要應用在車站內各設備房間，及車站管理用房處。

1.3隧道通風系統：是指為車站區間隧道提供通風兼防排煙系統，主要應用在全線隧道區間、上下行站臺區域內。

1.4冷水系統：是指供給車站大、小系統空調機組所用水，而設置的制冷系統。主要為各車站區域提供空調制冷作用。

2　西安地鐵機電設備環控系統節能分析

地鐵運營期間，車站機電設備不間斷運行，是產生能量的大戶，對于地鐵機電設備的環控系統節能有以下幾點想法：

2.1環控大系統

（1）方案一功率設定：西安地鐵環控大系統設備空調機組運行頻率全線90多臺機組為16至49.9HZ不等。

一、調整環控大系統設備，將每臺空調機組的工作頻率設定為16HZ變頻運行，并每臺空調機組可以進行頻率調整；二、將空調機組16HZ頻率設定為默認值，每次啟動大系統設備時，不論執行模式，還是手動操作，都為16HZ的頻率運行；三、空調機組可以在運行當中遠方進行手動轉換不同的頻率；四、能夠從變頻直接轉換為工頻運行，空調機組不停機。西安地鐵設置了分散的供冷方式，空調機組設置為16HZ可以完全滿足地鐵通風需求，減少設備大功率運行，從而降低能耗。

（2）方案二時間調整：根據地鐵環控系統運行工況，分為三種情況：每年5月1日至9月30日為空調季節，10月1日至10月31日、4月1日至4月30日為過渡季，其它時間為非空調季節。由于西安氣候的溫差變化，早晚溫度較低，其余時間段溫度偏高的特性，利用這樣的氣候、溫差現象，不同時間，執行更合理的通風模式，并且設定時間表，按照時間如實啟動不同的通風模式，這樣更節省了能耗，并能滿足乘客的通風需求。

（3）方案三季節模式：空調季節當中車站冷水系統開始工作，并且提供冷量，具有空調功能，車站內環控大系統就可以執行小新風模式。過渡季節中結合現場實際，當氣溫較高時，啟動冷水執行小新風模式，當室外氣溫適宜時，關閉冷水執行全新風模式。非空調季節車站停止冷水，只執行環控大系統，使車站具有通風效果，也可根據現場情況，靈活調整通風，改變風機運行頻率，或關閉部分風機等；尤其秋、冬季，是一個多風的季節，室外具有很強的風力，大系統執行“只排不送”的通風方式，關閉空調機組，開回排風機，保持車站內處于負壓狀態，外界的新風進入車站內，送到公共區，然后通過樓梯口送入站臺層，可以實現車站內的新風獲取，節省能耗。

2.2環控小系統

西安地鐵車站小系統按照設計，分為空調季全新風和小新風、通風工況三種模式，可以根據季節變化調整小系統的通風方式，在不同的季節開啟不一樣的通風模式。

空調季節小系統具有兩種通風模式選擇，空調季全新風和小新風，由于空調季節車站開啟冷水系統，向車站提供冷源，從而可以減少送風量，執行空調季小新風模式，向對應區域進行通風，滿足設備的需求，如果出現高溫異常天氣情況，可以轉換為空調季全新風模式，增大車站送風量，同時調整冷水系統，減少冷水系統運行功率。

2.3隧道通風系統

隧道通風系統由每個地下站站內的四臺隧道風機、兩臺軌道排熱風機和區間設置的射流風機組成。按照設計每天運營開始和結束運行半個小時，為隧道內進行通風換氣；軌道排熱風機按照設計是每天運營開始至結束開啟運行，主要排除站臺軌行區的活塞風及列車制動產生的熱量。根據目前的運行情況，可以相對減少隧道風機和軌道排熱風機的開啟及運行時間，從而達到節能效果。全線隧道風機可在運營初期每周開啟一次，每次分段開啟隧道風機，避免全線同時啟動產生較大能耗，每次運行20min，只在運營開始前執行早通風，前期可以不運行晚通風，工作人員還可根據實際情況安排每天開啟的隧道風機數量。軌道排熱風機運營初期空調季7:00-21:30運行，非空調季節停運；其余時間7:00-21:30間歇開啟。

2.4冷水系統

在列車運營結束后，車站大系統已經停運，所有冷源全部供給車站小系統，由此可以減少冷水系統的運行及工作頻率，控制冷機開啟數量，車站夜間只運行一臺冷水機組，其余冷水機組停止運行，運營期根據客流及室外環境溫度選擇合適的時機開啟停運冷水機組。運營期間可以根據客流變化，以及早晚高峰、平峰、低峰時間段，結合溫差現象，調整冷水系統的運行狀態，控制冷水系統的二通閥開度，改變車站的冷源供給情況。在客流高峰期保持原有冷水系統設計運行狀態，不進行調整；客流平峰與低峰可以對冷水系統進行運行調整，調節冷水系統的二通閥開度值，使開度值減小，甚至在低峰期可以減少冷水機組的開啟數量，這樣就能夠節省大部分能耗。

3　結語

機電系統設備在地鐵運營當中大力應用，尤其地鐵環控系統在地鐵運營中擔當服務于乘客的重大作用，但是這些機電系統設備中的環控系統也是運營工作中的能耗大戶。怎樣做好節能、更合理的使用環控系統，以及既能滿足環境需求，又能為乘客提供舒服的服務，更能達到節能的效果，需要進一步的研究與分析，還需要不斷的運營積累經驗。通過西安地鐵近幾年的運營現狀，環控系統的節能主要可以通過調整設備的運行模式及設備開啟數量，以及利用外界自然條件來達到控制。

參考文獻:

[1]胡文偉.城市軌道交通概論.北京：中國勞動社會保障出版社，2009.

[2]錢以明.高層建筑空調與節能.上海：同濟大學出版社，1990.