地鐵通風空調系統節能環保的優化設計分析與研究

楊秩勛

廣州地鐵設計研究院股份有限公司 廣東 廣州 510000

引言

在當今社會，隨著經濟水平的不斷提高，加快了城市化進程，進一步推動城市軌道交通事業的發展，且在城市軌道交通建設這方面，地鐵成為一項重點建設項目。地鐵屬于是一種地下交通工具，具有非常多的特點，除了安全準時以外，還非常便捷，最重要的一點就是避免增加城市交通壓力。由于地鐵處于特殊環境，所以有必要提高地鐵工程環境質量。這就需要工作人員意識到對地鐵通風空調系統進行建設管理的重要性，并采取有效的措施實施，而且還應加強對地鐵通風空調系統的應用，調節好地鐵車站內溫度和濕度，及時的更換空氣，同時還應具有節能意識，加強對地鐵通風空調系統節能設計。

1 地鐵通風空調節能改造的必要性

一般地鐵車站會坐落在地下，且無論是它建筑空間還是外部空間是封閉的，因為列車和車上的乘客避免不了熱量的產生，致使地下車站和隧道內具有較高溫度。就當前國內地鐵的情況來看，在車站和隧道空間內，為實現對其風速和溫度、濕度以及空氣質量的優化，通常會通過空調設備將其實現。但近年來，隨著各地軌道交通事業不斷的發展，逐步地擴大交通網絡規模，同時還增加車站的數量，增加軌道交通總體運營的能耗量，且這從某種意義上來講很容易存在能耗問題。所以，應高度重視節能問題，并采取有效的措施，加強對地鐵通風空調系統節能改造，逐步的實現地鐵通風空調系統節能優化設計。

2 地鐵通風空調系統的結構

通常，車站通風空調系統和隧道通風空調系統作為地鐵通風空調系統最主要組成部分，且不管是站內空氣參數還是站內濕熱負荷，隨著不斷變化，通過對變頻調節空氣處理機組的應用，便于對轉速調節，改變送風量。其中，公共區通風空調和制冷空調系統、制冷空調循環水系統作為車站通風空調系統最主要包括部分。對于隧道通風空調系統而言主要分為兩個系統，一個系統是車站區間通風系統；另一個是區間隧道通風系統等。除此之外，為促使地鐵通風系統更好地運行，除了會涉及空調機組、水泵等設備以外，還會涉及排風機和回排風機等設備，且隨著系統不斷運行，只要通過送風靜壓箱，站臺和站廳就能實現送風，但在混風靜壓箱處理期間，應注重對回排風機的應用，并通過空調新風機，實現對新風井通風控制。

3 地鐵空調系統的功能

對于地鐵空調系統進行分析，在不同狀況下存在狀態不同，其具有差異性，但均能讓自身起到的作用得到充分發揮。下面本文就地鐵空調系統的功能詳細的進行闡述：首先，正常運行期間功能，在確保地鐵處于良好運行狀態的基礎之上，不管是車廂內部空氣還是隧道內部空氣，從某種意義上來講處于的是隔絕狀態，而且在地鐵實際運行的過程中，無論是其帶來空氣壓力還是熱量主要在隧道里面集中，這時就能夠充分發揮出通風空調系統起到的作用，且該系統還非常關鍵，除了能把多余的熱量排出以外，還能促進隧道內部空氣的流通，促使設備處于良好的運行，使其列車能穩定運行，因為在這方面提供了優質的條件；其次，列車阻塞運行期間功能，在地鐵實際運行期間如果遇到突發情況，會將其在隧道上停靠，這種情況很有可能致使阻塞，最重要的一點就是不利于隧道內部空氣更好地流通，一定程度上會降低列車側壁和氣流摩擦阻力，還會提高列車內部溫度，所以這就需要加強對通風空調系統的應用，使其能更好地調節其溫度，進一步提高乘客舒適度；最后，地鐵出現火災時性能，通常地鐵處于閉塞地下環境，一旦發生火災會有煙霧產生，乘客為能及時地離開，會通過隧道這一路徑，所以，為讓地鐵空調體系起到的作用得到充分發揮，使其能具有良好的逃生線路逃生，確保其質量，應及時地抽離煙霧，避免進一步蔓延，威脅到乘客財產生命安全。

4 地鐵通風空調系統節能設計的有效措施

4.1 變頻調速控制節能

變頻調速技術屬于節能控制中的一種，如今已經逐漸滲透在自動化控制領域中，并得到廣泛的應用，且如果負荷變化得比較快，還可引入這種變頻調速技術。對于地鐵通風空調系統而言其具有一定復雜性，且需要不斷啟動電機，可以說非常的頻繁，但這種情況并不利于延長電機使用壽命，還會使用大量能量，出現消耗問題。變頻調速技術在地鐵通風空調系統中非常的關鍵，且對于風機開啟數量，這一技術根據空氣的質量能明確下來，而且在實現對地鐵內部環境控制基礎之上，避免增加風機開啟臺數，盡可能地減少些，達到節能目的。在確保通風空調系統處于良好運行狀態同時，加強對變頻調速技術的應用，一定程度上，使得難以確定下控制工作得到優化，還能更好地控制一些設備，尤其是回風機、排風機、組合式空調機組，逐步的實現對這些設備控制[1]。

4.2 軌道排風機節能

隨著地鐵工程不斷的建設，有必要采取有效的措施設計通風空調系統，并結合遠期最不利工況做好計算 ，這時軌道排風機非常的重要，調節變頻運行時間和運行頻率是軌道排風節能設計的重點。具體需要做好以下幾個方面：首先， 在實際調節的過程中，需要了解地鐵列車運行初、近、遠期等工況；然后，依據列車的具體位置，調節隧道排風機運轉速度，而且在列車進站的過程中，應提高其轉速，并在出站時降低；最后，為保障隧道內部溫度能夠達到地鐵運行的相關要求，適當調整排風機運行的時間，且在實際調整的過程中還應根據實際溫度，避免排風機在實際運行時產生大量負荷，進而達到節能目的[2]。

4.3 注重對具有節能價值通風空調系統設備應用

為促進地鐵通風空調系統建設，達到節能目的，在實際建設期間有必要加強對節能設備的應用，同時還應加強對空調設備節能評價標準的研究，確保能合理的設置設備節能評價值與限定值。詳細的來講，其限定值設置這方面，主要結合的是節能評價值，進一步達到節能目的，使其獲得良好效果。對于地鐵車站空調，由于考慮到具有較大負荷，再加上設備在實際運行期間其功率比較大，還會發生大量的能耗，所以要想促使地鐵車站空調設備處于良好的運行狀態，有必要加強對限定值較大空調系統設備的應用，同時還應逐步地實現對節能評價設備的應用，并合理的配置。

組合式空調機組、回排風機、小新風機、變風道組合式空調器是大系統設備主要包括的部分。而且根據全新風通風工況得知，避免增加送風阻力，應將其減少，降低風機能耗，與此同時便于更好地使用制冷熱交換器，延長使用的壽命。具體來講，需要在無須制冷非空調過渡季節，按照相應的流程設置地鐵通風空調系統，并合理地進行安裝，還有應為新風無須通過制冷熱交換器提供重要的保障，只要通過旁通風道就實現對風量輸送即可。有必要加強對地鐵車站大系統通風空調節能運行策略的研究，其中為更好地研究，可從多個方面入手，如新風量控制、變頻控制、節能控制與節能新設備等，進而使其能達到節能目的，獲得良好效果[3]。

4.4 新風量控制節能

經過相應的調查得知，在地鐵全天平均量中，早晚高峰期的客流量占一半以上，為此，地鐵在早晚高峰時段負荷量比較大，與此同時，其他時段客流量也很有可能發生一定變化。在進行通風空調系統設計的過程中，對于空調機組設置，具體設置的過程中如果根據地鐵客流量的最大量，那么從某種程度上來看，雖然能促使系統處于良好的運行狀態，但很容易增加消耗量[4]。基于此，要想實現對通風空調系統設計，在實際設計期間有必要從地鐵全天平均負荷數據入手，不僅要做好相應的統計，還應全面分析，且還可把一些系統納入其中，尤其是前端反饋系統和變頻調速系統，因為它們能起著重要的作用，如加強對前端反饋系統的系統，除了能及時收集信息之外，還便于處理，最重要的一點就是能隨時調整風閥，從而促進通風空調新風量的調節，還能更好地分析，其中這主要針對的是新風荷參數，為促進日后調節工作順利的實施。所以， 為實現對通風空調控制，有必要加強對新風控制，并將其作為主要的著手點，在進一步控制風閥開啟，逐步實現對系統風量的調整，進而對于運行的實際需求，使其能更好地滿足，實現節能。

4.5 優化地鐵通風空調系統運行管理措施

為確保地鐵通風空調系統處于良好的運行狀態，需要進行相應的管理，并從多個方面入手實施，這就應注重地鐵通風空調系統，在該系統中加強對公共區通風空調兼排煙系統、設備管理用房通風兼排煙系統、隧道通風兼排煙系統、空氣制冷循環水系統的構建[5]。對于這些系統，為更好地設置和運行管理，在具體實施的過程中可從以下幾個方面入手：一方面，應注重對內部空間閉塞系統的構建，并在地下部分進行，與外界空氣交換實現對隧道構建，加強對車站通風亭口的應用，逐步的實現換氣；另一方面， 還應從地下線路內部入手，實現對內熱源的構建，進一步促進地鐵通風運行。

4.6 空調系統節能

在地鐵通風空調系統中，水系統不僅會涉及冷水泵，還應根據最大負荷情況設計冷卻水泵容量。通常在水系統具體運行時，所處于的是低負荷運行的狀態，這時可借助變頻器等設備，實現對水流量的調節，以達到節能目的。除此之外，空調水系統流量調節主要的原理就是對恒壓差數據分析，這時為進行設計，可從恒壓差參數入手，這樣便于分析前端反饋數據，而且如果前端反饋數據大于恒壓差設計參數，水系統水流量比最大允許值的水流量大，應進一步調節反饋數據，具體可采取以下幾點措施：先關閉壓差旁統閥，逐步實現對系統運行頻率調節，進而避免提高排風機運作效率，將其降為最低，且如果空調送水量下降，使其壓差數據與設定參數更加接近[6]。

5 結束語

綜上所述，為促使地鐵更好地運營，不斷提升運營水平，有必要加強對地鐵空調系統的應用，因為該系統非常的重要，而且為避免消耗大量的能量，對于地鐵相關部門和技術人員而言，有必要采取有效的措施，實現對地鐵通風空調系統節能設計，并達到良好的節能效果。