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摘要：:空调系统是我国电客车系统的重要组成部分之一，研究、分析和提出电客车空调系统控制与节能方案是发展城市电客车交通的重要课题之一。近年来，伴随着我国城市化进程的快速发展，城市电客车轨道交通作为我国城市公共交通的重要组成部分之一也得到了高速的发展。因此，电客车尤其是地铁的空调控制系统方面的重要性就凸显出来，包括电客车的刹车系统,、牵引、列车空调及人员的散热等问题也随之而来。本文通过对地铁空调系统的复杂结构进行分析， 运用解耦与模型抽象的研究方法，模拟出地铁空调系统控制网络，进而提出一些关于地铁空调系统全面控制与节能方案。
关键词：电客车空调系统控制环节节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
电客车城市交通系统以其快捷、高效、安全、舒适、载客量大和无污染的特点和优势，已成为发达城市的城市发展标志，是现代化大都市的公共交通运输的主力军。由于电客车的地铁方面是深处在地下又建立在人流密集的公共场所，正常工作情况下为地铁电客车创造舒适的乘坐环境是控制地铁空调系统的主要目的，所以研究、分析和提出地铁空调系统控制与节能方案是发展地铁电客车交通的主要课题。
一、 城市地铁电客车空调控制系统构成。
1） 我国现有的地铁电客车空调控制系统的组成。
地铁空调控制系统主要由四个部分组成：站台公共区和车站站厅和通风、空调和排烟系统也称之为大系统；制冷空调循环用水系统；车站设备管理用房的通风、空调和排烟系统也称之为小系统；区间隧道机械通风、活塞通风和排烟系统。四个分系统彼此之间相互独立运行缺也是具有密切关系的，它们是地铁电客车空调控制系统节能运营的前提。
2） 我国当前地铁电客车空调控制系统的主要形式。
地铁电客车空调控制系统的主要形式有三种：开式系统、闭式系统和屏蔽门式系统。开式系统是应用活塞或机械效应的手段促使地铁内部与外界进行气体交换，利用外部空气温度低于内部空气温度的原理冷却隧道和车站。这种系统的主要特点是不存在空调设备仅仅依靠空气交换原理，大大降低了空调初装费和运输费，但是其缺点也很明显即对列车和车站的内部环境的控制力很低；闭式系统是采用隔断地铁内部與外部空气的方法，仅提供乘客满足其自身所需的新风量，车站采用空调控制系统，区间隧道部分的冷却工作借助于活塞效应携带部分车站空调冷风的方式来实现。于开式系统相比较而言，闭式系统更能够充分满足地铁站环境温度控制的要求，但闭式系统所占用的建筑空间是很大，相对应的其运行成本费用也相对较高；屏蔽门系统是在隧道与车站之间安装屏蔽门，将两部分分隔开，将车站安装空调系统而隧道则安装通风系统，在这种情况下如若通风系统不能够将区间隧道内的温度控制在规定范围内，则采用空调或其他行之有效的方法进行降温控制。这种系统的最大特点是除特定环境（屏蔽门开启时存在的对流换热）外，车站不受隧道行车时活塞风的影响。
二、 我国当前现行地铁电客车空调控制系统存在的主要问题。
虽然现在我国正在运行的地铁电客车空调控制系统已经能够满足地铁电客车实施运营所需要的内部空气环境的基本要求，但伴随着当前我国经济发展节能减排的模式出台以及空调控制系统的复杂程度增加，地铁电客车空调控制系统所面临的问题也逐渐暴露出来。
1） 耗资巨大。
地铁电客车空调控制系统耗资巨大已经严重制约了我国地铁电客车的发展。据数据显示，地铁电客车的平均造价为4. 8 亿元/ km，而机电设备就占用了三分之一；另一方面电客车空调系统所占用的面积是十分巨大的，基础机房的平均面积能够达到1 100~ 2 100 平方米，占车站约12. 3% ~ 26. 0%的面积。
2） 运行费用巨大。
在地铁电客车运行的总耗能中有百分之五十是空调控制系统耗费的，造成空调控制系统高能耗的主要原因归结于以下三个方面：设计工况时很少关注系统在部分负荷时是否可以高效的问题；空调控制系统无论哪种形式都无法解决冷水机组能耗过大的问题；运营管理的人力资源方面也存在较大的问题。
3） 能源利用十分不合理。
地铁空调控制系统关于不合理利用能源主要存在两个方面：第一是对于自然界的冷源利用不够充分，致使在冬季室外的天然冷空气来源得不到利用；第二种是高品位能源利用不合理，地铁电客车内部本身就具备显著的内部热源（电客车空调系统散热和电客车牵引、刹车系统散热等），这部分热源被浪费掉没有合理的回收利用。
三、 地铁电客车空调控制系统的全面控制与节能方案。
1） 室内温度控制环节。
在调节控制地铁电客车室内送风量时应采用先进的无级调速送风机进行送风实现送风量的无级变化。采用一个室内温度闭环PID 调节回路控制送风量的变化，平衡车站内的放热量与空调的吸热之间的数值，进而达到控制室内温度在一定的范围内的目的。
2） 室内压力控制环节。
在利用送风机改变送风量的同时，要维持室内正压的数值。通过回排风机变频进行调速，使回排风量与送风量的变化相均衡，用来保障空调区域空气压力维稳不变，
3） 送风温度控制环节。
实现室温控制的基本条件是空调系统空气调节控制送风温度的水平与能力，控制送风温度的主要目的是：避免室内温度受室外温度变化的影响，比较容易控制室内温度；避免制造出过大的送风温差，但要利用允许的送风温差来节能。把送风温度控制在一定范围的设定值，在允许的范围内调整送风温度设定，即可以保证送风机的高效运行，也可以达到节能减耗的目的。
4） 冷水压差控制环节。
当末端受到负荷变化时，会引起二通阀开关的调节，使供回水总管压差因末端冷冻水流量变化而变化，此时必须通过对多泵台数控制调整总供水量及二次泵的单泵进行变频调速，以保证系统最不利回路的空调末端压差维持基本不变。以上就是基于需求下二次泵变水量系统的控制策略，也是当前地铁电客车冷水压差控制环节中最节能的控制方法。
参考文献：
[1] 北京城建设计研究院． 2000-2002年度北京城建设计研究院优秀论文集． 2002.
[2] Thom pson J, M aidment G, Missenden J. Modelinglow - energ y coo ling strateg ies fo r under gr oundr ailw ays [ J] . Appl Ener gy , 2006, 83 ( 10) : 1152 -1162.
[3] 陈华, 谢永健. 地铁专用组合式空调机的研制开发[ J] . 铁道标准设计, 2008(增刊) : 131 – 132
[4] 周彤. 污水回用决策与技术 [M ]. 北京: 化学工业出版社, 2002 .
关键词：电客车空调系统控制环节节能
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
电客车城市交通系统以其快捷、高效、安全、舒适、载客量大和无污染的特点和优势，已成为发达城市的城市发展标志，是现代化大都市的公共交通运输的主力军。由于电客车的地铁方面是深处在地下又建立在人流密集的公共场所，正常工作情况下为地铁电客车创造舒适的乘坐环境是控制地铁空调系统的主要目的，所以研究、分析和提出地铁空调系统控制与节能方案是发展地铁电客车交通的主要课题。
一、 城市地铁电客车空调控制系统构成。
1） 我国现有的地铁电客车空调控制系统的组成。
地铁空调控制系统主要由四个部分组成：站台公共区和车站站厅和通风、空调和排烟系统也称之为大系统；制冷空调循环用水系统；车站设备管理用房的通风、空调和排烟系统也称之为小系统；区间隧道机械通风、活塞通风和排烟系统。四个分系统彼此之间相互独立运行缺也是具有密切关系的，它们是地铁电客车空调控制系统节能运营的前提。
2） 我国当前地铁电客车空调控制系统的主要形式。
地铁电客车空调控制系统的主要形式有三种：开式系统、闭式系统和屏蔽门式系统。开式系统是应用活塞或机械效应的手段促使地铁内部与外界进行气体交换，利用外部空气温度低于内部空气温度的原理冷却隧道和车站。这种系统的主要特点是不存在空调设备仅仅依靠空气交换原理，大大降低了空调初装费和运输费，但是其缺点也很明显即对列车和车站的内部环境的控制力很低；闭式系统是采用隔断地铁内部與外部空气的方法，仅提供乘客满足其自身所需的新风量，车站采用空调控制系统，区间隧道部分的冷却工作借助于活塞效应携带部分车站空调冷风的方式来实现。于开式系统相比较而言，闭式系统更能够充分满足地铁站环境温度控制的要求，但闭式系统所占用的建筑空间是很大，相对应的其运行成本费用也相对较高；屏蔽门系统是在隧道与车站之间安装屏蔽门，将两部分分隔开，将车站安装空调系统而隧道则安装通风系统，在这种情况下如若通风系统不能够将区间隧道内的温度控制在规定范围内，则采用空调或其他行之有效的方法进行降温控制。这种系统的最大特点是除特定环境（屏蔽门开启时存在的对流换热）外，车站不受隧道行车时活塞风的影响。
二、 我国当前现行地铁电客车空调控制系统存在的主要问题。
虽然现在我国正在运行的地铁电客车空调控制系统已经能够满足地铁电客车实施运营所需要的内部空气环境的基本要求，但伴随着当前我国经济发展节能减排的模式出台以及空调控制系统的复杂程度增加，地铁电客车空调控制系统所面临的问题也逐渐暴露出来。
1） 耗资巨大。
地铁电客车空调控制系统耗资巨大已经严重制约了我国地铁电客车的发展。据数据显示，地铁电客车的平均造价为4. 8 亿元/ km，而机电设备就占用了三分之一；另一方面电客车空调系统所占用的面积是十分巨大的，基础机房的平均面积能够达到1 100~ 2 100 平方米，占车站约12. 3% ~ 26. 0%的面积。
2） 运行费用巨大。
在地铁电客车运行的总耗能中有百分之五十是空调控制系统耗费的，造成空调控制系统高能耗的主要原因归结于以下三个方面：设计工况时很少关注系统在部分负荷时是否可以高效的问题；空调控制系统无论哪种形式都无法解决冷水机组能耗过大的问题；运营管理的人力资源方面也存在较大的问题。
3） 能源利用十分不合理。
地铁空调控制系统关于不合理利用能源主要存在两个方面：第一是对于自然界的冷源利用不够充分，致使在冬季室外的天然冷空气来源得不到利用；第二种是高品位能源利用不合理，地铁电客车内部本身就具备显著的内部热源（电客车空调系统散热和电客车牵引、刹车系统散热等），这部分热源被浪费掉没有合理的回收利用。
三、 地铁电客车空调控制系统的全面控制与节能方案。
1） 室内温度控制环节。
在调节控制地铁电客车室内送风量时应采用先进的无级调速送风机进行送风实现送风量的无级变化。采用一个室内温度闭环PID 调节回路控制送风量的变化，平衡车站内的放热量与空调的吸热之间的数值，进而达到控制室内温度在一定的范围内的目的。
2） 室内压力控制环节。
在利用送风机改变送风量的同时，要维持室内正压的数值。通过回排风机变频进行调速，使回排风量与送风量的变化相均衡，用来保障空调区域空气压力维稳不变，
3） 送风温度控制环节。
实现室温控制的基本条件是空调系统空气调节控制送风温度的水平与能力，控制送风温度的主要目的是：避免室内温度受室外温度变化的影响，比较容易控制室内温度；避免制造出过大的送风温差，但要利用允许的送风温差来节能。把送风温度控制在一定范围的设定值，在允许的范围内调整送风温度设定，即可以保证送风机的高效运行，也可以达到节能减耗的目的。
4） 冷水压差控制环节。
当末端受到负荷变化时，会引起二通阀开关的调节，使供回水总管压差因末端冷冻水流量变化而变化，此时必须通过对多泵台数控制调整总供水量及二次泵的单泵进行变频调速，以保证系统最不利回路的空调末端压差维持基本不变。以上就是基于需求下二次泵变水量系统的控制策略，也是当前地铁电客车冷水压差控制环节中最节能的控制方法。
参考文献：
[1] 北京城建设计研究院． 2000-2002年度北京城建设计研究院优秀论文集． 2002.
[2] Thom pson J, M aidment G, Missenden J. Modelinglow - energ y coo ling strateg ies fo r under gr oundr ailw ays [ J] . Appl Ener gy , 2006, 83 ( 10) : 1152 -1162.
[3] 陈华, 谢永健. 地铁专用组合式空调机的研制开发[ J] . 铁道标准设计, 2008(增刊) : 131 – 132
[4] 周彤. 污水回用决策与技术 [M ]. 北京: 化学工业出版社, 2002 .