地鐵車站通風空調系統節能模式探討

樓燦燦

摘? 要： 隨著我國城市化進程的加快，城市邊界不斷擴張，大量人口流向城市，導致各大城市交通擁擠。為了緩解城市交通，各大城市都加大了地 鐵工程項目的建設。地鐵已經成為了人們日常出行中重要的交通方式，推進了鐵路線路的發展，也造成了能耗的增加。? 在地鐵運營中，地鐵通風空調系 統占據了能源消耗的較大比例，也關系著地鐵運行中的總體能耗。因此，必須要加大對地鐵通風空調系統的能源消耗分析，利用能源節約措施有效實現 地鐵運行的可持續發展。

關鍵詞：地鐵車站;空調系統;節能模式

引言： 地鐵普遍修建在城市的地下，為了有效保障地鐵的正常運營， 給予乘客舒適的乘車感覺，必須要確保地鐵內部空間的環境質量。因此必 須要加大對地鐵車站內部通風空調系統的安裝，有效實現車站內部溫度和 濕度的調節，并加大通風，促進地鐵車站內部的空氣流通[1]。但是，由于 地鐵車站內空調系統運營中會消耗大量的能源，在我國北方城市，通風空 調系統能耗占地鐵總能耗的30% ，而在南方城市，該比例高達50% ，因此 有必要對地鐵車站內通風空調系統進行改造，有效實現地鐵通風空調系統 的能源節約，減少列車運行中產生的資源消耗。

1 地鐵站通風空調系統的作用

第一，增加地鐵內的通風量。當地鐵在隧道中運行時，通風空調系 統能夠為地鐵提供一定的通風量，不僅能夠保障地鐵內各種設備的正常運 行，還能夠滿足乘客正常出行體驗。第二，能夠迅速排煙。當地鐵站發生 火災以后，通風空調系統是最有效的排煙手段，并且能夠為乘客提供充足 的新鮮空氣，保障乘客能夠撤離到安全區域。第三，提供基礎保障。通風 空調系統的運用能夠滿足車站設備正常運行的溫濕度要求，從而保障地鐵 能夠正常的運行。

2 當前地鐵暖通空調系統的能耗存在的問題

2.1? 針對地鐵通風空調運行管理的效果不佳

在地鐵車站通風空調系統中主要需要考慮到能耗拆分問題，其中所 涉及到的管理對象包括了空調機組、大系統風機、冷水機組、冷凍水泵、 冷卻水泵、冷卻塔以及隧道風機等。在車站通風空調系統中，空調機組大 系統風機與冷機是兩大最主要能耗設備，二者（空調機組大系統風機、冷 機）共同消耗能耗 79%以上。但許多地鐵通風空調都存在運行管理效果不 佳情況，特別是冷凍水泵與冷卻水泵占據了約 20%的車站通風空調系統總 能耗，這與冷機和空調機組能耗相比偏大。針對該部分節能工作的重點不 在于降低冷凍水泵與冷卻水泵能耗，而在于通過冷凍水泵與冷卻水泵進行 冷機與空調機組調節，有效降低調節運行管理過程，優化管理效果[2]。是 否能做到管理到位的關鍵在于地鐵車站中是否安裝分項計量系統，是否能 獲得各個分系統的實際運行能耗。這里需要根據功率時間法進行估算，把 握車站節能重點，有效提高冷機和大系統風機運行效率。同時降低冷機與 大系統風機的能耗水平。

2.2? 變頻技術應用存在問題

在地鐵通風空調運行過程中，想要有效實現節能減排的目標，就必 須要加大對變頻技術的合理應用。由于車站的溫濕度以及新風量的變化， 大多數時間內系統的總需求風量小于系統設計風量，根據現場環境參數實 時調節各類變頻風機頻率，可以節約部分風機能耗。但是在實際的技術操 作中仍然需要加大注意，首先，對地鐵通風空調變頻技術的操作人員進行 嚴格篩選，確保技術人員具備專業的變頻器技術操作能力和操作經驗，同 時定期對變頻器進行檢查和測試，防止變頻器因積灰和受潮而出現故障。 其次，隨著科學技術的不斷發展，需要合理調整地鐵通風空調中變頻器的 運行功率，并適當對應用技術進行更新。比如說，針對運營時段客流高峰 期，平峰期，低谷期，可以對變頻設備設置不同的頻率，從而達到節能的 目的。為了有效實現能源的節約，工作人員需要加大對變頻器的散熱，確 保變頻器能穩定運行，為地鐵車站通風空調系統的節能減排提供依據。

2.3? 能源利用不合理

地鐵站通風空調系統能源利用不合理主要體現在兩個方面：第一， 沒有充分利用自然冷源。地鐵站常常利用空調系統進行通風換氣，但是當 室內外存在小溫差的情況下利用空調系統，所消耗的能源與引入的冷量相 比，很顯然是得不償失。第二，高品位能未得到合理利用。地鐵站內的熱 源主要來自機械運行和客流量，但是地鐵站內的熱量并沒有得到回收利用，另外還需要消耗高品位電能，從而造成能源的利用不合理。

3 地鐵通風空調系統的節能措施

3.1? 利用活塞風

活塞風井將區間隧道與室外的風亭連接起來，而迂回風道則主要指 的是隧道上、下行線之間的通道。這兩個通道是地鐵區間隧道結構的重要 組成部分，在地鐵環控的通風系統換氣過程中發揮著重要作用。夏季，地 鐵列車在進站過程中，冷空氣容易受到活塞風的正壓影響，所以需要將地 鐵站進出口的熱空氣排放到室外，這樣將會在一定程度上給地鐵車站通風 空調系統造成較大的能源浪費。同時，當列車駛離車站時，車站內的冷空 氣很容易受到負壓的影響，這時當室外的空氣通過地鐵站進出口進入車站 內，便會讓地鐵車站內的冷負荷增大。地鐵車站的通風空調系統在冬季受 到活塞風影響時會導致整個車站內的熱負荷增加，而為了消除活塞風對地 鐵車站熱濕環境的影響，可以采用迂回風道和活塞風井。其中，在列車進 站時間段會產生活塞風，而一部分風將會流入另一行線，發揮分流卸壓的 作用[3]。隧道中的另外一部分熱量則可借助活塞風帶出室外，讓地鐵車站 通風空調系統能夠保持正常的運行狀態。但是，地鐵車站通風空調系統在 夏季則需要采取控制隧道內溫度的措施，夜間通常需要利用通風井降低隧 道內的溫度，這樣白天可以借助活塞風將冷量帶到車站內，可有效降低地 鐵車站內的冷負荷和通風負荷。

3.2? 變頻調速在通風系統中的應用

地鐵通風空調的節能措施中應用最為普遍的就是變頻調速大系統的送 風機和回排風機根據室內負荷的變化不斷調整風機轉速，這樣一方面可以 節約風機電耗，另一方面可以使室內溫度控制精度更高。變頻調速技術可 以有效實現與風機的互聯，利用監測得到的結果，選擇不同的運行模式， 即送排結合模、只送不排、只排不送三種模式，從而控制風機的啟動數 量。這也就是說地鐵通風空調內部應用的變頻調速技術原理就是適當減少 或增加風機的開啟臺數，讓地鐵通風空調運行時，滿足內部的環境需求， 又能夠實現最少的風機開啟，進而達到對風量的合理控制，促進通風空調 運行的節能[4]。地鐵通風空調系統的設計和施工有效確保了地鐵車站運行 中的環境質量提升，為乘客的乘車舒適感奠定了良好基礎。

3.3? 有效控制空調水系統的水量

水系統是地鐵站通風空調系統的子系統之一，對水系統的水量進行合 理的控制，能夠顯著降低空調系統的能耗。當前地鐵站通風空調系統中所 使用的冷卻水泵是根據空調運行的最大負荷設計的，而冷卻水泵無論是容 積率還是功率都還有一定的余地，因此地鐵站通風空調系統一直處于低負 荷狀態運行，所以可以通過控制水系統的水量而達到節約能耗的目的。

結束語： 總而言之，通風空調作為地鐵運營中的重要組成部分，是有 效保障地鐵環境質量提升和滿足人們乘車舒適感的必要系統， 因此，在當前 的地鐵通風空調系統運設計和施工時，必須要針對實際能源消耗情況進行 合理設計、施工及改造，提出恰當的能源消耗降低措施，有效推進地鐵的良好發展，實現能源節約。

參考文獻：

[1]孫勇，鄭建彬，楊平文.地鐵站通風空調系統節能改造方案研究[J].暖通空調， 2020，49（10）：32-37.

[2]何志康，朱培根，涂江峰， 田義龍，趙振江.地鐵站通風空調系統能耗測試與 分析[J].制冷與空調（四川），2020，26（04）：345-348.

[3]趙禮正.地鐵通風空調系統節能措施研究[J].山東工業技術，2020（04）：51.

[4]曾逸婷，趙蕾.地鐵車站環境熱舒適與通風空調系統節能策略研究進展[J]. 鐵道標準設計，2020，63（3）：178-183.

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