地鐵通風空調節能控制策略探討

張俊

ZHANG Jun

（上海寶信軟件股份有限公司）

(Shanghai Baosight Software Co., Ltd.)

1　引言

隨著城市軌道交通網絡化運營時代的到來，地鐵的能耗問題同時引起了各個地鐵城市的密切關注，因此地鐵如何節能是需要迫切解決的實際問題，其中地鐵車站通風空調系統是地鐵運營的主要能耗之一。當車站的建筑結構和空調工藝確定后，則需要根據建筑結構和空調工藝以及車站冷負荷的規律通過控制系統來實現節能，因此對地鐵車站通風空調系統進行節能控制，對地鐵節能具有重要意義。

2　空調水系統節能控制

地鐵車站的冷水機組可根據冷凍機供/回水溫度，控制其啟停臺數，（LD=（檢測的冷凍水回水溫度-檢測的冷凍水供水溫度）/（設計的冷凍水回水溫度-設計的冷凍水供水溫度），則其控制工況如下表1所示。

表1　冷水機組運行工況

冷凍水泵可根據冷凍水供回水的溫差值設定值來進行頻率控制，冷凍泵的節能控制如圖1所示意。

同時對當前設定溫差判斷和計算是開一臺泵變頻運行節能，還是同時開兩臺泵變頻運行節能。

圖1　冷凍泵的節能控制

3　空調通風系統節能控制

車站公共區域通風空調可根據每天的運營時間定時控制啟停，利用空調系統冷慣性特性，進行最優化啟停節能控制，可通過二分法尋優啟動和停止時間，如圖2所示。

可見最優啟停控制不僅可以節能用于預冷的能量，更主要的是由于推遲啟動和提前停止空調需要，縮短了其運行時間而節省動力耗電。既滿足車站溫度的控制需求，又節約了空調系統的能耗。

空調系統根據車站回風焓值、車站室外焓值、車站室外溫度、車站設計送風溫度來判斷進行工況的控制，其控制工況如下表2所示。

表2　空調系統根據車站情況控制表

在空調工況運行下，當檢測到的回風溫度小于設定的回風溫度時，說明車站負荷減少,先利用風機變頻器調小風量再關小電動二通閥減少組合式空調器的冷凍水量。當檢測到的回風溫度大于設定的回風溫度時，說明車站負荷增大，先利用風機變頻器調大風量再開大電動二通閥增加組合式空調器的冷凍水量，車站通風空調系統節能控制如圖3所示意。

圖3　車站通風空調系統節能控制

圖4　排熱風機的節能控制

4　隧道通風系統節能控制

隧道通風系統在早間啟運和晚間停運時，可定時控制或以區間溫濕度和二氧化碳濃度作為控制依據，執行區間隧道通風。

正常運營時，結合地鐵列車運行對數并根據隧道溫度控制對排熱風機進行變頻調節控制，如圖4所示.

5　總結

從本文可以看出要降低地鐵通風空調系統的能耗可以從效率η，功率P ，時間t三方面著手考慮，但這里需要指出的是地鐵通風空調統的節能是在滿足地鐵車站環境需求的基礎之上的節能，如果說在不滿足地鐵運營需要的節能而關閉環控系統使乘客感到不舒服，是失去環控節能的意義。因此W能耗是滿足地鐵運營需要必須消耗的最少能量，鐵通風空調節能控制即是通過效率η，功率P，時間t三個參數的優化組合滿足地鐵的運營需求。

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