地鐵機電設備中變頻技術的節能應用

黃成

摘要：隨著我國科學技術的發展，變頻技術在現實生活中得到廣泛應用。同時變頻技術因其優越的節能效果引起工程領域的注意，尤其是地鐵機電設備需要應用變頻技術，以減少資源損耗，降低地鐵運行成本。本文從現實出發，首先分析地鐵機電設備中變頻技術應用的必要性，同時具體分析變頻技術用于地鐵機電設備中的節能效果，希望具有一定的借鑒意義和參考價值。

關鍵詞：地鐵；機電設備；變頻技術；應用

地鐵在城市化建設進程中是必不可少的公共交通工具，其方便了人們的生活和出行。但是根據調查結果分析，地鐵運行過程中電扶梯和中央空調系統始終處于運轉狀態，具有低效率、高磨損、高耗能等特點，逐漸成為影響城市地鐵運營能耗的主要設備。從地鐵電扶梯和中央空調系統的配置情況看，地鐵時間點內客流量波動幅度大，這使得機電設備功率冗余及容量大[1]，造成地鐵運行成本過高。如果不采用任何節能調控技術，勢必出現機電設備運行不暢的情況。因此地鐵機電設備中應用變頻技術是節能的必然選擇。

1 分析地鐵機電設備中變頻技術應用的必要性

我國社會能源資源消耗量逐年增長，加劇了自然環境的污染，這種背景下變頻技術應運而生，不僅對電器及機電設備帶來重大變革，同時展現出其在穩定設備電壓及降低能源消耗的優越性，因此一經出現便開始在機電設備中受到青睞。變頻技術的實用性直接或間接為機電設備創造出巨大經濟效益和社會效益，保護了環境，地鐵機電設備為降低損耗也必然引入變頻技術，以創造出更高的環境效益。變頻技術有著多個不同的運行模式，同時發揮的效果有所不同，但是其共性是維護電器及機電設備的良好運轉，保持其優越性能，因此變頻技術用于地鐵機電設備中可降低地鐵運行投入成本，減輕對環境的污染，減少能源資源的損耗，具有重要意義。

2 地鐵機電設備中變頻技術的節能應用

2.1 地鐵電扶梯變頻技術的應用

如果電扶梯未采用變頻技術進行改造，仍然按照傳統運行方式，那么電梯將始終處于額定的速度來運轉，無論是有人乘坐還是處于閑置狀態都是勻速運行，這種情況下電扶梯產生的不必要能源消耗將會加大地鐵開支。變頻節能技術的應用在一定程度上解決了這個問題，改造其變頻器當空載時，電扶梯維持節能的運轉狀態，載人時，變頻器傳達出反應信號，電扶梯控制系統由節能速度轉變為額定速度，其運行速度可控性得到提高[2]，從而實現了節能的目的。根據電扶梯的電頻率和速度關系可知，速度越高，供電頻率越高，兩者具有正相關關系，因此變頻改造地鐵電扶梯非常有必要，高低速交替運行不僅保證了乘坐時的正常運行，同時節省扶梯閑置時的運行能源。

2.2 地鐵中央空調變頻技術的應用

中央空調的組成結構比較復雜，主要包括水系統和風系統，各個系統中分層設備類型多樣，其主要目的就是用于調節溫度。變頻技術調節中央空調的運行原理是通過閉環控制、變頻調速來實現的，共同構成智能監控技術，因此地鐵中央空調系統才能保持低能、高效運轉。在沒有應用變頻技術前中央空調系統運轉中，負荷值始終處于不停的變化狀態，除了冷水機組外，其他設備基本上都是按照固定速度運轉，一旦降低了空調的負荷值，那么整個運行機組的運行效率也會下降，這一變化過程浪費了大量的能源。變頻技術主要利用冷水機組和其他設備的共同調控、相配合實現調節。我們從中央空調結構具體分析。

2.2.1 變頻技術應用后的水系統節能

地鐵中央空調變頻技術節能控制的運行步驟為：首先采集到地鐵溫度濕度和客流量的變化，經傳感器進入到地鐵溫度濕度的自動化檢測系統中，然后比較初始設定值和現實數據輸入變頻器中數據，最后根據比較運算結果實現自動化調節風機運行的頻率，因此完成實時性調控地鐵溫濕度、連續性閉環控制地鐵風機系統及自動化調節地鐵中央空調系統的多個系統。保持地鐵內溫濕度相對穩定，始終處于設定范圍內。具體過程是變水量系統替代原來的定水量系統，并在水系統中添加自動調節根據溫度來變化的各類設備[3]。每一個冰凍系統上均配備變頻器，在使用期間，將頻率設定在固定范圍內，傳感器的主要目的是反饋冷凍水等的溫度記錄及檢測水壓差，以便及時調整異常情況，冷凍水的總流量、設備用電量等均屬于中央空調變頻技術監控范圍。總的來講，變頻技術在地鐵中央空調水系統添加后，有效維持了水系統的正常運行，延長了設備的使用年限，降低了資金投入。

2.2.2 變頻技術應用后的風系統節能

變頻技術用于中央空調風系統中主要添加電動調節閥，根據回風溫度自動控制氣體的進出，和水系統類似，風系統中的變頻器首先設定頻率在固定范圍內，基本設置參數為30-50 Hz之間，每個風機需要的電量和風機排送風溫度由傳感器負責監測。地鐵內的溫度基本由送風量的大小和排送風的溫度所決定，過高或者過低的溫度對乘客身體健康都會帶來不利影響，因此變頻技術通過自動調節溫度設定為對乘客身體無害的溫度范圍內，最大化避免“空調病”的發生。

2.2.3 變頻技術應用后多聯機節能

由于地鐵中央空調運行時間長，并非整日都需要供冷，因此避免晚間和季節交替時間供冷很重要。節省不需要供冷時的能源可節省地鐵資金投入，當關閉中央空調后，這時變頻式多聯機就可以替代中央空調開始運行，變頻式多聯機改變了中央空調大系統供冷的方式[4]，采用的是小系統，并且能源消耗是中央空調大系統的四分之三，未來具有巨大的發展空間和廣闊的前景，節能效果顯而易見。

3 結語

綜上所述，變頻技術在地鐵機電設備中的節能應用有著重要的意義，極大地減少了能源的損耗，提高了機電設備整體系統節能效益，為經濟發展做出貢獻，順應了我國節能減排政策的號召，變頻技術在未來發展中潛力無窮。

參考文獻

[1] 孫永濤. 變頻技術在地鐵機電設備中的節能應用分析[J]. 中小企業管理與科技，2015（14）：167-168.

[2] 王曉冬，龍雪. 變頻技術在地鐵機電設備中的節能分析[J]. 建筑熱能通風空調，2014，33（4）：64-66.

[3] 于淑珍. 探討我國煤礦機電設備中變頻節能技術的應用[J]. 科學技術創新，2013（4）：76-76.

[4] 李新. 探討我國煤礦機電設備中變頻節能技術的應用[J]. 科技致富向導，2013（21）：224-224.

（作者單位：南寧市軌道交通集團有限責任公司運營分公司）