地鐵BAS系統節能控制方案研究

張震

摘要：本文對BAS系統相關內容的論述，對該系統以及系統節能控制方式有了更加清晰的認知。有關部門要認識到該系統的優勢，要在深度研究系統內容的基礎上，按照地鐵實際運行情況與運行需要，科學利用系統制訂出相應節能控制方案，以便通過科學調整冷水機組運行設備數量以及實施季節控制等手段，真正將系統具有的能耗控制功能完全發揮出來，以達到有效控制站內各環節能耗的目標，確保地鐵系統可以朝綠色化以及節能化方向發展。

關鍵詞：地鐵BAS；系統節能；控制方案

1 導言

地鐵BAS系統的誕生，大大方便了維護人員日常巡視的時間，提高了工作效率；同時也在災害事故發生后，各項救助的快速反應上贏得了時間。地鐵BAS系統有兩方面的作用，其一是在正常工況下，BAS系統根據時間表或者工藝判斷自動對環境設備進行模式控制，保證各類控制設備的正常準確的運行。其二是在事故或列車阻塞等災害狀態，能夠迅速轉換到災害模式狀態。

2 BAS 系統節能控制方式

2.1 改變空調系統運行方式

通過對本次地鐵線路的全面調查與分析發現，地鐵環境控制系統主要以全空氣系統為主，因為地鐵負荷特征，車站內風機的運行時間相對較長，且風機功率要遠遠大于普通空調系統風機功率，所以風機能耗水平相對較高。在早晚客流高峰，車站送風量也會達到相應峰值，系統定風量需要與峰值風量相符，但在其他時段，風量需求并不高，便會造成風量的浪費，所以對風量進行精準控制，確保風機效率可以始終保持在最佳狀態，建議將變頻變風量系統作為空調系統運行方式，以將能源消耗控制在最低[2]。

2.2 空調風系統節能控制

2.2.1 實施風管電動風閥控制通風系統一般位于大系統的空調機組送風管處，會在排風管以及回風管處安裝調節閥，以通過單閉環方式實施控制。一方面，如果公共區溫度傳感器所測量的溫度沒有達到預期標準，表示此時屬于熱負荷較低的狀態，可通過調小新風閥與排風閥、調大回風閥的方式，完成相應的閉環控制；另一方面，如果測量溫度超過標準，表示熱負荷增加，此時可調大排風閥與新風閥，并調小回風閥，以做好系統管控。

2.2.2 實施機組頻率器控制可以通過調節 AHU 變頻器頻率的方式，對送風量進行科學調整，以有效管控末端溫度。同時，使用變頻器，還能達到良好的節能效果，按照電動機相似原理，轉速與功率三次方成正比關系，所以當轉速處于較低的狀態時，其所消耗的能量也會隨之大幅減少。

2.3 季節模式控制方式

該控制方式是風閥調節與風機頻率調節方式的結合調節模式，會按照季節變換自動進行模式轉換，以達到有效調節溫度的目標，例如，進入夏季之后，系統會自動切換到小新風模式，會通過此種方式減少站內冷量的流失，以有效節約能量，確保可以通過對室內回風的運用，高效完成站內空間交換任務。在此過程中，BAS 系統會持續性控制新風閥、冷水機組以及回風閥等，并會將部分回風排出到車站之中，且部分回風會與新風再次混合，并經由表冷器冷卻之后運輸到相應的位置，而站內空氣質量與最小新風量有著直接關聯。

3 BAS系統在空調水系統上的節能控制策略分析

3.1 冷凍水閥的控制

冷凍水閥SDF安裝在AHU的冷凍水回水盤管上，用來控制冷凍水流量。對于風系統具備調節功能的通風空調系統來說，調節SDF閥門開度的主要目的，就是使送風溫度恒定。保證風系統側的控制效果。對于某些地鐵線路，采用的是定風量系統，那么SDF閥就隨房間溫度的變化而調節，但冷凍水的變化與溫度變化之間存在大滯后環節，這種工藝在控制角度上來講，難度大，效果差。

3.2 冷水處理機組的控制

3.2.1 流量控制法

一次泵系統由多臺并聯的水泵組成時，可以使用流量控制其運行臺數，對于二次泵系統多個并聯的二次冷凍泵，也可使用這種方法，對于一次泵，流量計安裝于旁通管上；對于二次泵要求在供水管上安裝流量計，而控制器會將現場的實測流量與給定的幾個范圍進行比較，計算出應投入運行的一次泵的臺數。舉個例子：某一次泵組有三臺型號相同的水泵并聯，并聯的最大流量為Qm，旁通管測得實際流量為Q，則控制算法可為：

注意到控制范圍是不連續的，這是為了當實測流量在控制范圍連接處附近來回變化時，避免泵的頻繁切換而設計的。

3.2.2 閥門開度控制

為了保證冷水機組的輸出流量利用率，一般希望冷凍水閥SDF維持在一個較大開度范圍，例如%=（83～88）%，因此，可以利用冷凍水閥的開度和二次泵的頻率控制一次泵系統的運行臺數。控制策略如下：

3.2.3 溫差控制法

溫差控制法多用于VWV系統，提到的溫差是指空氣處理單元（AHU）前后供回水管中冷凍水的溫度差。其中T1為檢測到的冷凍水回水溫度，T2為供水溫度，則溫差At=T1-T2。當冷負荷增加，AHU中需要的冷量隨之增加，At則會變大，反之變小。變水量空調系統要把供回水溫差控制在一個值或一段范圍之內（4～7）0C。一般來說，調節二次泵的頻率可以使△f恒定，但當冷負荷發生劇烈變化時，△f會很大或很小，只調節二次泵的頻率已經不能達到要求，這時需要控制一次泵和冷水機組的運行臺數?？刂扑惴ㄔO計如下：

4 結論

BAS系統引入合理的控制策略，對這些可調節的執行機構進行控制，主要目的是滿足環境對空氣的需求，另一方面，可以使設備的能耗隨負荷的減少而降低，從而達到節能目的。 本文以上簡略提出一些BAS針對地鐵通風空調系統的控制策略。

參考文獻：

[1]王建文.地鐵BAS系統節能控制策略的研究[J].中國科技縱橫，2012（10）：167-168.

[2]隋海美，陸源清.淺談南京地鐵一號線BAS系統的節能效應[J].發電與空調，2010， 31（1）：64-67.

[3]徐華.地鐵BAS系統節能控制方式分析與研究[J].信息與電腦（理論版）， 2018（12）.

[4]江泳，劉垚.南京地鐵BAS系統節能控制[J].智能建筑，2006（5）：41-44.

（作者單位：深圳達實智能股份有限公司）