地鐵環控系統中應用變頻技術的節能效果研究

賀菁 王波

摘要：隨著我國科技與經濟的不斷發展，越來越多的城市交通中運用到了地鐵作為主要交通工具。而地鐵作為消耗能量巨大、保持運行需要大量的人力和操作系統的城市快捷交通方法，需要我國投入大量的資金去保證其能正常運行。地鐵環控系統作為地鐵的操作系統，其消耗地鐵總能量比重約占到四成，且其工作時間基本上都是在負荷60%以下進行的，可想而知，一個優良的環控系統，可以節約大量的能源，為城市其他基礎建設做出貢獻。本文簡要介紹了地鐵環控系統和變頻技術，并對變頻技術的節能效果做了簡要分析，希望能給地鐵工作人員提供一些幫助。

關鍵詞：環控系統；變頻技術；節能效果

現如今，我國地鐵事業飛速發展，給城市居民的生活帶來了翻天覆地的變化，其方便快捷的特點已經得到了絕大多數城市居民的認可，但地鐵在資源利用過于巨大也逐漸成為城市發展的難題。而如何研究出新的節能優化技術運用到地鐵系統當中，已經成為地鐵設計者的重要研究方向。在地鐵環控系統中，變頻技術的應用從各方面都能達到節能的效果，被運用到越來越多的地鐵操作系統當中。

一、地鐵環控系統中的變頻設施簡介

在如今我國的地鐵操作系統當中，地鐵環控系統是其最主要的操作系統，該部分系統包含很多地鐵基礎設施，如地鐵排風通風設備和空調保溫設備等，更具體一點的話，地鐵中排風的風機及空調保溫設備中的空調機都可以算作地鐵環控系統。在這些基礎設施當中，一般都會裝有特定的變頻設備，這些變頻設備內部都裝有整流器和逆變器，整流器可以對這些基礎設施的運行功率加以校正，除了這些之外，還應該含有具有控制功能的電回路，在受到環境變化或工作人員的指示命令之后，可以對環控系統中的各種設備進行工作情形控制，防止其受到溫度變化、環境變化等因素的影響，保證其變化情況符合期望。

二、環控系統設計的目的和作用

地鐵環控系統設計最主要的目的，就是要確保地鐵能夠按照預期軌道運行，使地鐵上的乘客處于一個舒適滿意的狀態。其次，作為一個高耗能的操作系統，環控系統應該在保證首要目的的前提下，盡可能地減少能源的使用，讓地鐵運行系統更加簡便，降低事故的發生概率，而在這三點中，減少能源消耗是當前設計人員最主要鉆研的方向。

三、變頻技術節能地鐵環控系統中的應用

變頻技術作為環控系統的核心技術，其主要功能就是降低操作系統能源的消耗，從多方面達到節能的目的，為我國的地鐵事業發展做出了巨大的貢獻。

（一）節約能源

在環控系統中運用變頻技術，能夠讓地鐵設施更符合我國可持續發展戰略，成為環境友好型城市工程項目的代表，在充分減少地鐵造成的環境污染的同時，也降低了能源的消耗。在對環控系統的變頻設計中應當堅持節約能源的基本準則，對于其中水系統的變流量做一定的改造，使得環控系統的電能消耗量達到最低，同時節約冷卻塔里的水資源用量?？照{的水系統中容易積攢許多微生物，其具有腐蝕性，在水系統中水的流速較低情況下容易對水管產生破壞。對于水系統中管道的材質需要進行改造，使其在水流速發生變動的情況下，也能進行調節應對，這樣可以使得在節約水資源的前提下，同時保證設備的安全，采用特殊的材質來對冷水機組進行加工和處理，可有效降低系統中設備故障發生的概率。

（二）降低故障率和能耗

地鐵環控系統利用計算機進行智能全面控制，可以有效的降低控制系統的電能損耗，地鐵環控系統可以對其負載進行自動的調節，這一技術可以有效的降低能耗，符合我國的能源可持續利用的發展政策。在地鐵的環控供水系統中，供水系統中的節水器可以調節水泵的轉速以及水系統中的水流量，傳統的供水系統中使用閥門進行水流量的控制，而采用環控系統中的自動供水系統能夠有效的實時調節水流量，與傳統方式相比，可以大大降低能源的消耗量。環控系統中所采用的變頻器，可以對地鐵內所有的設備實施能耗量進行有效監控，對于不同設備用電量進行數據分析和比對，對于電能的損耗情況有整體的掌握和了解，對地鐵內所有設備的用電量進行全面調控，對于能耗過高的設備分析其耗能原因，并進行自動調節。對于所有設備的實時監控，還可以在設備出現故障時及時發出警報。這樣在故障發生后設備對于能耗的浪費情況可以有效的避免，在確保地鐵能夠安全運行的同時也實現了節約能源以及降低故障率。設備一旦出現故障，地鐵的防控系統能夠及時的發現并調節其能源消耗，系統能發出指令，使得工作人員及時對于故障設備進行處理。

（三）延長環控系統設備的使用壽命。

變頻系統可以對電流量進行限幅，對于電壓失速以及短路等情況進行有效控制，這樣會降低電能以及水資源的消耗量。環控系統能夠有利于工作人員對于設備進行定期的檢修和維護，利用計算機系統，對于設備的實時運轉情況進行有效呈現，一旦設備發生故障，能及時的給工作人員發送警報。變頻系統能夠根據地鐵的負載量情況，對電能和水用量進行自動調節，這樣能有效降低通風系統的磨損情況，電機的使用壽命也可以有效延長。

（四）保護環境

變頻技術對于環境保護可以起到有效的助力作用，在降低能耗的同時，減少了對于環境的污染。對地鐵環控系統中水系統的變流量進行節能改造，可以在通風設備和地鐵設備的最優情況下開啟通風制冷模式，對于水資源的利用量會大大的降低。由于電量損耗的減少，能使能源損耗對于自然環境帶來的影響相應減少，空調系統的耗能以及產生的氣體排放也會有所減少。水系統對于水流量的降低使得污水的產生量和排放量和以往相比同樣會有所減少。變頻技術對于保護環境而言有著重要作用，在地鐵的環控系統中應用變頻技術會使得對于資源和消耗和對環境的影響都有可觀的降低。

四、結束語

對于地鐵環控系統的設計，應當秉持國家的可持續發展理念，注重節能環保，在對地鐵交通中空調系統的耗能特點進行全面分析之后，合理的應用變頻技術，使得用電量和水資源的消耗有效降低，同時還可以使得防控系統內所有的設備使用壽命延長。在節能降耗的同時，地鐵的環控系統轉化為環境友好型，降低對于環境的污染。地鐵是城市交通的重要組成部分，在社會經濟中也占據著很大的比重，在地鐵中推進節約能源和保護環境的概念，對于社會經濟協調可持續發展來說意義重大。

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（作者單位：長沙市軌道交通運營有限公司

湖南天聞地鐵傳媒有限公司）