淺談地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題

朱潤(rùn)澤

北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司 安徽 合肥 231500

引言

地鐵交通作為現(xiàn)如今比較重要的運(yùn)輸方式，在保證效率的同時(shí)也要保證其乘坐的舒適環(huán)境。因此就需要通過操作暖通空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)車站內(nèi)的溫度。但是相關(guān)研究數(shù)據(jù)表示，其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)消耗的能源是非常大的，基本上會(huì)消耗地鐵站接近一半的能源，因此需要采取一定的措施讓暖通空調(diào)能夠節(jié)能。

1 地鐵暖通空調(diào)及其作用

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步發(fā)展，地鐵已在諸多城市得到應(yīng)用，地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)也得到了長(zhǎng)足穩(wěn)定的應(yīng)用與發(fā)展，它主要包括隧道通風(fēng)系統(tǒng)，車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)以及空調(diào)水系統(tǒng)和備用空調(diào)系統(tǒng)。地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)是為了給人們提供舒適干凈的乘車工作環(huán)境。在地鐵暖通空調(diào)實(shí)際的使用中，其主要節(jié)能源頭就是有一套節(jié)能控制系統(tǒng)，它就是可以對(duì)各地鐵暖通設(shè)備實(shí)施測(cè)控，主要包括冷水機(jī)組、冷凍水泵、電動(dòng)閥門、冷卻水泵、冷卻塔以及各種閥門傳感器等，其目的是在滿足末端空調(diào)系統(tǒng)要求的前提下，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，使系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最低，并提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，所以在地鐵建設(shè)工程中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。但是一些既有線路的實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，暖通系統(tǒng)中的能源消耗仍比較大，所以我們常需要對(duì)一些新的暖通產(chǎn)品和系統(tǒng)進(jìn)行一些節(jié)能工藝技術(shù)改造以及優(yōu)化節(jié)能運(yùn)營(yíng)模式，從而更好地、有效率地促進(jìn)地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)用[1]。

2 地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題

2.1 空調(diào)系統(tǒng)有待改進(jìn)

伴隨著目前我國(guó)地鐵暖通系統(tǒng)技術(shù)的不斷完善，地鐵沿線各個(gè)車站的暖通空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)備也逐步發(fā)展，有所改善，暖通控制系統(tǒng)也自然也就需要得到一定的應(yīng)用技術(shù)性和改善，因此要在提高地鐵暖通空調(diào)的正常經(jīng)營(yíng)運(yùn)行以及管理效率的基礎(chǔ)上，還要不斷做到環(huán)保而又節(jié)能。但是，由于目前我國(guó)地鐵暖通空調(diào)控制系統(tǒng)仍然存在諸多問題，有待不斷改進(jìn)，特別是在國(guó)內(nèi)地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)冷暖運(yùn)輸和車站氣溫控制調(diào)控系統(tǒng)運(yùn)行管理過程中，所需要長(zhǎng)期消耗的資源利用量和能源非常大，能源利用率低，不僅如此，還已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國(guó)地鐵的正常經(jīng)營(yíng)運(yùn)行以及管理效率，所以，改進(jìn)國(guó)內(nèi)地鐵空氣暖通空調(diào)系統(tǒng)并不斷提出創(chuàng)新型的技術(shù)方案已為一種發(fā)展必然趨勢(shì)。

2.2 設(shè)計(jì)誤區(qū)存在

以往大多數(shù)時(shí)候，設(shè)計(jì)人在研究設(shè)計(jì)我國(guó)暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時(shí)過于注重功能設(shè)計(jì)應(yīng)用方面，而完全忽視了空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本重要性，尤其是在深入考慮和研究設(shè)計(jì)各種有關(guān)空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)方面的問題時(shí)，大多只要求能夠與空調(diào)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)規(guī)范相適應(yīng)滿足，而難以達(dá)到空調(diào)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)中有限定性的節(jié)能要求。因此難以在其相適應(yīng)的實(shí)際情況下及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)角度的適當(dāng)轉(zhuǎn)換，自然不能夠真正將我國(guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用目標(biāo)主動(dòng)發(fā)揮出來。因此我們不難發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員需要逐步改變觀念和提高技術(shù)水平，設(shè)計(jì)重點(diǎn)由外觀逐漸轉(zhuǎn)移到節(jié)能方面，這樣才能更好地促進(jìn)地鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.3 地鐵暖通空調(diào)運(yùn)行管理不足，導(dǎo)致能耗較大

通常這種情況下，地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)在整體運(yùn)行的整個(gè)過程中，相關(guān)管理人員都是需要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行管理過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督管理，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行狀況及時(shí)對(duì)其做出一些相應(yīng)的管理調(diào)整，在運(yùn)行管理的整個(gè)過程中我們發(fā)現(xiàn)其中還是存在著一些缺陷，需要及時(shí)查找到有效的解決對(duì)策，這也是目前提高我國(guó)地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理效率以及系統(tǒng)節(jié)能的重要技術(shù)手段。但是，目前我國(guó)地鐵暖通空調(diào)在系統(tǒng)運(yùn)行過程管理的整個(gè)過程中還是存在著很多的節(jié)能問題，不但嚴(yán)重的管理問題影響到我國(guó)地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)整體運(yùn)行管理效率，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致其在運(yùn)行的過程能耗損失比較大，需要對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)人員不斷加強(qiáng)培訓(xùn)[2]。

2.4 技術(shù)參數(shù)設(shè)置不合理

地鐵是當(dāng)前非常重要的一種城市交通信息通行運(yùn)輸方式，其作用能夠有效幫助改善人們當(dāng)前的城市交通信息出行生活運(yùn)輸方式，地鐵建設(shè)工程中通過直接加入整個(gè)暖通傳統(tǒng)系列中的空調(diào)系統(tǒng)，如一次回風(fēng)系統(tǒng)，一次泵冷水系統(tǒng)，可以給整個(gè)站區(qū)地鐵車站內(nèi)部空間人員輸送大量的新鮮空氣和冷量，改善整個(gè)地鐵車站內(nèi)部空間中的空氣環(huán)境，從而給整個(gè)地鐵內(nèi)部人員提供舒適、安全的城市地鐵交通乘車出行生活環(huán)境。關(guān)于地鐵內(nèi)部暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行控制系統(tǒng)在正常的整個(gè)地鐵系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)當(dāng)能夠及時(shí)結(jié)合具體的工作空間環(huán)境變化條件和內(nèi)部?jī)?nèi)外車站空間空氣環(huán)境變化情況等來做出合理設(shè)置，調(diào)整系統(tǒng)使用運(yùn)行時(shí)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，但是從實(shí)際中的使用運(yùn)行情況角度上來進(jìn)行分析，很多地鐵設(shè)計(jì)人員對(duì)整個(gè)地鐵暖通系統(tǒng)的正常運(yùn)行期間技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，缺乏充分科學(xué)性和合理性，一系列的運(yùn)行技術(shù)參數(shù)問題都是無法及時(shí)得到有效解決。

3 地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題的改進(jìn)措施

3.1 合理調(diào)整技術(shù)參數(shù)

通過以往的經(jīng)驗(yàn)可知，地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)在日常行車運(yùn)行的節(jié)能管理過程中，由于空調(diào)相關(guān)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)及其指標(biāo)統(tǒng)計(jì)存在不合理之處，不僅造成耗能使用強(qiáng)度相對(duì)過大，而且系統(tǒng)日常運(yùn)行中的管理效率也不高，甚至根本無法給乘客帶來良好的乘車環(huán)境，因此為了保證地鐵行車暖通空調(diào)系統(tǒng)的高效正常行車運(yùn)行，需要合理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，調(diào)整及其相關(guān)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)。需要對(duì)各種空調(diào)相關(guān)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的相互作用熟練掌握，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行合理綜合統(tǒng)計(jì)調(diào)整，從而更好地有效保證使用地鐵車輛乘車人員周圍環(huán)境的暖通空氣使用舒適度。另外在對(duì)地鐵暖通空調(diào)相關(guān)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)調(diào)整中，需要對(duì)行車空氣環(huán)境舒適度的技術(shù)評(píng)價(jià)參數(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行合理統(tǒng)計(jì)分析，然后根據(jù)有效的技術(shù)評(píng)價(jià)參數(shù)指標(biāo)要求來合理調(diào)整使用地鐵暖通空調(diào)的各種相關(guān)技術(shù)參數(shù)，從而有效提升地鐵乘車周圍環(huán)境的空氣舒適度，并從而達(dá)到行車節(jié)能的主要效果[3]。

3.2 降低輸送系統(tǒng)的能耗

地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行管理過程中最重要的一項(xiàng)節(jié)能管理措施，就是通過降低冷暖輸送系統(tǒng)的使用能耗。一般正常情況下，暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用能耗主要指的是輸送系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)和冷卻水泵消耗掉的全部電能。因此如果想要有效降低目前地鐵使用暖通空調(diào)冷卻塔和空調(diào)系統(tǒng)供水輸送機(jī)在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中的實(shí)際使用電源能耗，主要實(shí)施方法如下：①通過擴(kuò)大地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)水泵冷凍水系統(tǒng)與暖通空調(diào)冷卻水系統(tǒng)和冷卻塔之間的實(shí)際使用溫差，降低目前使用暖通水量控制管理系統(tǒng)輸送的空調(diào)系統(tǒng)使用能源消耗。②通過降低暖通水泵和空調(diào)冷卻式熱風(fēng)機(jī)的水泵流速及其功耗與使用水量控制管理暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際使用水泵流速及其能耗，通常是不完全成立或正比例的水量關(guān)系，有效地減少系統(tǒng)能耗。③增加變頻系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)荷調(diào)節(jié)輸送設(shè)備的轉(zhuǎn)速。

3.3 空調(diào)大系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化

在通風(fēng)系統(tǒng)前端進(jìn)行收集車站新風(fēng)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)通過新風(fēng)溫度和干濕度計(jì)算可以直接測(cè)算并得出系統(tǒng)新風(fēng)使用負(fù)荷波動(dòng)大小。這種通風(fēng)系統(tǒng)前端網(wǎng)絡(luò)控制端的反饋比傳統(tǒng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部車站整體后端控制反饋更有效，更及時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)端的溫度測(cè)算上不會(huì)減少太大溫度誤差，但大大提高了通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部整體暖通空調(diào)系統(tǒng)的前端網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行節(jié)能管理效率，相當(dāng)程度上減少系統(tǒng)內(nèi)部新風(fēng)使用負(fù)荷的較大溫度波動(dòng)，提升了系統(tǒng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部車站整體前端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行中的管理效率和現(xiàn)場(chǎng)情況響應(yīng)速度[4]。

3.4 對(duì)地鐵隧道空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)壓控制

根據(jù)我國(guó)地鐵隧道相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，地鐵車站隧道空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)壓自動(dòng)控制是非常重要的，很多時(shí)候，往往忽略了我國(guó)地鐵車站隧道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的電機(jī)風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)控制，對(duì)我國(guó)地鐵隧道運(yùn)行安全產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)危害。主要原理是，根據(jù)隧道空調(diào)大小和系統(tǒng)先后來進(jìn)行電機(jī)節(jié)能自動(dòng)優(yōu)化通風(fēng)控制，然后更有針對(duì)性的控制地鐵進(jìn)入隧道，定時(shí)定期對(duì)地鐵隧道內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際溫度記錄，采用空調(diào)前端溫度反饋系統(tǒng)及時(shí)對(duì)隧道數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行反饋處理，對(duì)地鐵隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)溫度進(jìn)行及時(shí)自動(dòng)調(diào)整，這樣不僅可以有效率的節(jié)約用電，同時(shí)可有效減少隧道風(fēng)機(jī)組的損耗，進(jìn)一步優(yōu)化了我國(guó)地鐵車站通風(fēng)隧道空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際節(jié)能運(yùn)行情況。

3.5 變頻調(diào)速控制節(jié)能

目前經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步發(fā)展，技術(shù)的不斷完善，地鐵自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)啟動(dòng)系統(tǒng)中需要引入實(shí)時(shí)變頻空調(diào)啟動(dòng)技術(shù)，變頻電機(jī)調(diào)速啟動(dòng)技術(shù)在目前地鐵工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中它的應(yīng)用非常廣泛。就過去地鐵的線路特殊性使它需要對(duì)新風(fēng)負(fù)荷啟動(dòng)變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，地鐵變頻電機(jī)調(diào)速啟動(dòng)系統(tǒng)造成的耗能損害非常大，且頻繁使用調(diào)速電機(jī)啟動(dòng)列車系統(tǒng)中的耗能也比較高。因此引入采用實(shí)時(shí)調(diào)速變頻電機(jī)，啟動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)時(shí)控制電機(jī)啟動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)后，這種啟動(dòng)效率低的問題將能夠及時(shí)得到有效化和改善。

3.6 改善地鐵內(nèi)部空調(diào)保溫功能

就列車空調(diào)溫控系統(tǒng)而言，一定要時(shí)刻加強(qiáng)對(duì)暖通空調(diào)負(fù)荷日常維護(hù)的高度重視，也就是積極努力維護(hù)空調(diào)結(jié)構(gòu)的保溫性，必須做到暖通空調(diào)設(shè)備內(nèi)部使用的是導(dǎo)熱系數(shù)小的和性能較好的保溫材料，以此才能避免材料造成空調(diào)熱量上的損失，因此，不能隨意使用劣質(zhì)的保溫材料，為了順利實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，既要切實(shí)充分考慮材料價(jià)格的巨大差異，又必須要充分考慮暖通空調(diào)的實(shí)際功耗、材料的性能優(yōu)劣和空調(diào)質(zhì)量的穩(wěn)定好壞，采取一些較為科學(xué)合理、行之有效的維護(hù)措施，有效利于改善地鐵內(nèi)部空氣溫度的流動(dòng)適度性和運(yùn)行平穩(wěn)性[5]。

3.7 加大技術(shù)人員的培養(yǎng)

要想促使地鐵暖通空調(diào)能夠更好地節(jié)能，必須要有一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)備人員進(jìn)行支持，雖然現(xiàn)在很多單位都專門開了培訓(xùn)講座，但是其都太單一、涉及的內(nèi)容不全面，不完整，無法起到真正的作用，因此，企業(yè)單位應(yīng)當(dāng)去請(qǐng)那些資深的教授或者有著較多經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員對(duì)他們進(jìn)行相關(guān)理念、基礎(chǔ)知識(shí)方面的培訓(xùn)，還可以帶他們進(jìn)行實(shí)際方面的專業(yè)性指導(dǎo)，能夠掌握當(dāng)前的管理、使用和修理設(shè)備的實(shí)際能力，使其能夠更好的成長(zhǎng)，并且要不定期的進(jìn)行考核，才能督促他們更好的進(jìn)步和提升他們的積極性，并且還要適當(dāng)?shù)幕ㄙM(fèi)資金，改善其工作環(huán)境，提高薪資待遇和福利，這樣才能吸引更多的人加入這個(gè)行業(yè)，為這個(gè)行業(yè)注入更多的活力。對(duì)于已經(jīng)在這個(gè)行業(yè)的優(yōu)秀精英人才，也要定期開展培訓(xùn)，讓其能夠更加輕松進(jìn)行設(shè)備管理和維修，參與工作能夠更加的勝任。為之后地鐵的發(fā)展起著更加堅(jiān)固的作業(yè)，也能為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著作用[6]。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代交通城市中的地鐵仍然是主要的公共交通工具運(yùn)行運(yùn)輸方式，地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)仍然是其非常重要的組成部分，其應(yīng)用可以給乘客自身提供良好的乘車出行環(huán)境，但是當(dāng)前還仍然存在很多的技術(shù)問題，比如系統(tǒng)能耗高、故障率高等等，因此需要提高科研水平，不斷完善技術(shù)，才能更好地促進(jìn)地鐵行業(yè)的發(fā)展。