地鐵通風(fēng)空調(diào)節(jié)能設(shè)計探究

李瀅

摘 要 地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是保證地鐵內(nèi)部環(huán)境溫度及濕度的重要環(huán)節(jié)，為乘客提供舒適的乘車環(huán)境及保證站內(nèi)設(shè)備良好的運行提供必要的環(huán)境。由于地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗大，對地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進行科學(xué)合理的設(shè)計，在滿足地鐵遠期客流需求下，要注重使用變頻技術(shù)和綜合控制技術(shù)，來實現(xiàn)節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞 地鐵通風(fēng);空調(diào)節(jié)能;設(shè)計

1地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成

1.1 隧道通風(fēng)系統(tǒng)

隧道通風(fēng)系統(tǒng)包含區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)及車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)與兩種。其中區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)由活塞風(fēng)道、機械風(fēng)道以及隧道風(fēng)機（TVF）及相應(yīng)的閥門所組成。車站隧道風(fēng)系統(tǒng)由排熱風(fēng)道、軌頂排熱風(fēng)道（OTE）、軌底排熱風(fēng)道（UPE）、排熱風(fēng)機（U/O風(fēng)機）及相關(guān)閥門組成。在地鐵日間正常運行過程中，通過活塞風(fēng)效應(yīng)為隧道提供新鮮空氣以及將隧道內(nèi)留存的余濕、余熱排出。隧道通風(fēng)系統(tǒng)在正常工況下，一方面能夠起到清潔空氣的作用，另一方面使隧道內(nèi)氣溫保持恒定[1]。

1.2 公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（大系統(tǒng)）

公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（大系統(tǒng)）通常包含組合空調(diào)機組、回排風(fēng)機、小新風(fēng)機以及排煙風(fēng)機及相關(guān)閥門所構(gòu)成。正常運行時為乘客提供過渡性舒適環(huán)境，事故狀態(tài)時迅速組織排除煙氣。

1.3 設(shè)備及管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（小系統(tǒng)）

設(shè)備及管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（小系統(tǒng)） 通常包含柜式空調(diào)機組、回排風(fēng)機、新風(fēng)機、排煙風(fēng)機、排煙風(fēng)機及相關(guān)閥門所構(gòu)成。

1.4 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)有冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、集水器、分水器等設(shè)備組成。為車站公共區(qū)及車站設(shè)備管理用房提供冷源。

2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗分析

2.1 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗分析

當前我國地鐵車站廣泛采用屏蔽門系統(tǒng)，空調(diào)負荷方面主要包含以下幾種：人員負荷、設(shè)備負荷、照明負荷、指示牌負荷等。設(shè)備負荷主要包含AFC系統(tǒng)負荷、電梯負荷以及自動扶梯負荷。空調(diào)系統(tǒng)濕負荷通常由維護結(jié)構(gòu)濕負荷與人員負荷所構(gòu)成。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，車站客流變化很大程度上會影響到空調(diào)總負荷，地鐵在日間正常運營的狀態(tài)有著比較大的客流變化幅度，尤其是在早晚高峰期間，而其他時間段客流量變化相對比較小。由此可知，在人員負荷方面也有著很大的波動。若空調(diào)裝機系統(tǒng)在全天24小時均依照裝機容量全速運行，勢必會造成能源資源的浪費，在空調(diào)系統(tǒng)負荷較小、客流量不高的情況下，則需要對依照實際負荷需求合理調(diào)節(jié)水量與風(fēng)量，最大程度上實現(xiàn)能源資源的節(jié)約[2]。

3現(xiàn)階段存在于地鐵空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方法

3.1 前期設(shè)計的節(jié)能思想

（1）制度安排的優(yōu)化。在地鐵規(guī)劃設(shè)計之初，需要設(shè)計專業(yè)與建筑專業(yè)相配合，在結(jié)合地鐵位置和資金等情況的基礎(chǔ)上，科學(xué)地設(shè)計排風(fēng)系統(tǒng)和機房的位置。這兩個地方要求保持通風(fēng)順暢，同時盡可能地減少因為不合理設(shè)計而造成通風(fēng)管路過長、彎頭過多帶來的能量消耗的情況。為了設(shè)計出的空調(diào)系統(tǒng)達到了節(jié)能的效果，設(shè)計者必須具備節(jié)能意識，應(yīng)控制風(fēng)管風(fēng)速及減少風(fēng)管局部壓頭損失，從控制風(fēng)機功率著手，從而降低空調(diào)系統(tǒng)負荷。小系統(tǒng)盡量按房間使用時間及室內(nèi)設(shè)計參數(shù)的不同劃分系統(tǒng)，即27℃與36℃房間分開設(shè)置系統(tǒng)，空調(diào)與通風(fēng)房間盡量分開設(shè)置系統(tǒng)，達到節(jié)能目的。

（2）傳送溫差較大的風(fēng)。存放設(shè)備的機房，需要提高送風(fēng)溫差，在風(fēng)的溫差變大以后，送風(fēng)量就會相應(yīng)降低，如此，就能減少柜式空調(diào)機組的投資成本。地鐵供變電和發(fā)熱電氣設(shè)備房，若是能夠讓機器在空轉(zhuǎn)的過程中不結(jié)露，就能夠提高送風(fēng)溫差，達到降低負荷的目的。

3.2 車站的監(jiān)控設(shè)備

目前，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中必不可少的系統(tǒng)為環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，該設(shè)備通過對風(fēng)量的操作和車站溫度以及其他參數(shù)的控制來實現(xiàn)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能目的，有效地降低了空調(diào)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時的負荷。

3.3 變頻技術(shù)的運用

（1）隧道風(fēng)機選用變頻風(fēng)機

日常非事故工況運行時低頻運行，一方面耗能大為減少，另一方面也降低噪聲對外界的影響;事故工況運行時是采用高頻運行。

（2）U/O系統(tǒng)變頻運行

在列車正常運營期間，按綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)于車站段的感溫光纖所測得的溫度值控制其運行頻率。當車站段隧道溫度低于室外溫度時，U/O風(fēng)機可不運行;隧道溫度介于某一區(qū)段（初定30～35℃），且高于室外溫度時，U/O風(fēng)機降頻運行;隧道溫度高于35℃，且高于室外溫度時工頻運行。

（3）大系統(tǒng)組合式空調(diào)機組及回排風(fēng)機變頻

根據(jù)室內(nèi)外焓值確定工況。當站外空氣焓值大于車站空調(diào)大系統(tǒng)回風(fēng)焓值時（i室外>i室內(nèi)），按小新風(fēng)空調(diào)工況運行。即關(guān)小回排風(fēng)機正壓端的排風(fēng)閥，回風(fēng)與新風(fēng)混合后經(jīng)組合空調(diào)柜處理后送入公共區(qū)。當站外空氣焓值小于或等于車站空調(diào)大系統(tǒng)回風(fēng)焓值且高于空調(diào)送風(fēng)焓值時（i送風(fēng)≤i室外≤i室內(nèi)），采用全新風(fēng)空調(diào)運行，關(guān)閉空調(diào)新風(fēng)機，打開全新風(fēng)閥，關(guān)閉回風(fēng)閥，充分利用室外焓值較低的新風(fēng)，經(jīng)組合空調(diào)柜處理后送入公共區(qū)。回排風(fēng)機風(fēng)量全部排出室外。當站外空氣焓值小于空調(diào)送風(fēng)焓值時（i室外

（4）空調(diào)水泵變頻控制

采用一次泵變頻水系統(tǒng)，部分負荷下，盤管側(cè)的實際需水量相應(yīng)降低，降低冷水流量，為進一步減小水力輸送系統(tǒng)的能耗。在現(xiàn)實情況中空調(diào)系統(tǒng)不會是高負荷運行的，往往是低負荷狀態(tài)下運轉(zhuǎn)的，所以，通過變頻控制水量能夠達到節(jié)能的目的。

4結(jié)束語

隨著地鐵的快速發(fā)展，地鐵空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能將成為設(shè)計人員重點關(guān)注的問題。地鐵站空調(diào)設(shè)備在運行過程中，能夠通過水量狀況來達到對其運行頻率操控的目的，同時在不同的季節(jié)內(nèi)能夠選擇不同的工作方式對于節(jié)能都有良好的效果。

參考文獻

[1] 汪振嶺.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的實現(xiàn)研究與思考[J].信息化建設(shè)，2019（3）：264.

[2] 姜金言，王海霞.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019，43（8）：111，115.