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[摘 要]当下，地铁是解决城市交通拥堵问题的“良方”，但作为大运量的交通工具，在建设和运营过程中能耗不断攀升。资料显示，列车牵引用电和通风空调用电在轨道交通系统总能耗中占比最大。在不考虑列车牵引能耗情形下，仅车站空调通风系统能耗就占总能耗的20%～50%。基于此，文章从地铁通风空调系统的结构入手，探析地铁通风空调系统的节能措施。
[关键词]地铁；通风空调系统；节能
中图分类号：C61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）02-0365-01
引言
2018年4月3日，以“建造节能、系统节能”为主题的2018（第二届）中国城市轨道交通节能技术高峰论坛在深圳召开，来自全国二十余家城市轨道交通建设公司、国内城市轨道交通领域、知名高校科研院所的专家学者汇聚一堂，共同交流城市轨道交通行业节能技术。这充分说明我国对轨道接通节能的重视程度，因此，分析地铁通风空调系统节能措施具有深刻的现实意义。
1当前地铁通风空调系统的构成
1.1隧道通风系统
隧道通风系统总体可划分为车站隧道排风系统以及区间隧道通风系统。其中，区间隧道通风系统主要由风道、消声器、隧道风机以及组合风阀构成，其作用主要是在早上列车出发前以及晚上列车停运后，进行全部线路的机械通风。在正常运行时，通过利用活塞反应来将隧道内的多余湿热消除，以确保隧道内的温度正常。当列车在隧道内停滞时，可输送适当通风量到停滞区域，以保证列车空调器等设备得以正常运转。
车站隧道排风系统的组成与区间隧道基本一致，其主要应用设备为新风机、排热风机。车站隧道排风系统的作用主要是消除列车进站时空调设备产生的多余热量。另外，在发生火灾时，车站隧道排风系统能够协助车站排除烟雾。
1.2蒸发式冷凝系统
蒸发式冷凝系统主要是将空气与水作为冷却介质，并借助水分蒸发来将制冷剂的冷凝热量带走。在正常运转时，通过水泵将冷却水传送到冷凝管组上部喷嘴，并将其均匀地喷洒在冷凝排管外表面，形成一层很薄的水膜。并且高温气态制冷剂在冷凝排管组上部进入，其热量被管外冷却水所吸收，从而冷凝为液体在排管组下部流出。除了蒸发变成水蒸气的水之外，其余水均流到下部集水盘中，从而实现供水泵的循环利用。
1.3大系统
大系统主要是由运风机、小新风机、配合式空调机组、阀门、回/除烟风机以及风道。其主要是在正常运转时能给乘客提供一个舒适的环境。若出现火灾事故，大系统可将烟雾快速排出，并可供给乘客适量的迎面风速，以有效指导乘客进行及时疏散。
1.4小系统
小系统主要是由风道、阀门、运风机、回/除烟风机以及空调器构成，其主要是给正常运转时的车站的运行值班人员提供一个舒适的工作环境，并给设备提供一个良好的运作环境。如出现火灾事故，小系统能将起火点与烟雾进行隔离或将烟雾排出。
2地铁通风空调节能控制措施
2.1采用冷水机组群控系统
冷水机组的群控是指利用自动控制技术对制冷站内部的相关设备（冷水机组、水泵、冷却塔、阀门等）进行自动化监控，使制冷站内的设备达到最高效的运行状态。群控系统会采集和控制各类输入输出信号，实现多台冷水机组的远程管理控制，同时也把冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔等联锁控制纳入管理。群控系统可根据需要自动调节，监控和管理空调系统，使系统处于最佳的工作状态和最少的能源消耗。每座地铁车站冷水机组系统独立设置一套群控系统，实现监控功能和连锁保护功能。
近几年某地地铁新线，采用了冷水机组群控系统，做到了空调系统的智能自动化监控，将车站温度控制在合理区域内，避免了传统控制方式下按时间表开启冷水机组、风机、水泵等设备，使车站温度过低而造成的能源浪费，实现节能运行。
2.2采用新型可调通风型屏蔽门
地铁通风空调系统能耗的高低不仅与自身系统完善度有关，还与站台门的型式关系密切。在空调季节，采用全封闭屏蔽门的通风空调系统负荷小，与设置安全门的闭式通风空调系统相比具有节能的优势。
但在非空调季节，由于设置屏蔽门后无法利用列车活塞风对车站进行自然通风，使得其通风能耗高于设置安全门的车站。根据通风空调系统的需求，新型屏蔽门综合了全高封闭式屏蔽门和全高非封闭式屏蔽门的特点，即从型式上采用上下固定方式的全高非封闭式屏蔽门，在门体的适当位置（上部或下部）设置开口，开口采用活动式，根据通风空调系统的需求必要时将开口关闭，则实现全高封闭式屏蔽门的功能。新型开口式屏蔽门相对于传统全封闭屏蔽门，从屏蔽门自身的功能特点，也就是说和列车车门一对应同步开启方面没有本质的区别，不同之处只是在不影响滑动门开、关的适当位置设置必要的活动式开口，并根据通风空调系统的具体需要将开口关闭或打开。
2.3地铁通风空调系统运行采取不同模式
（一）小新风工况，即车站内空调回风空气焙值小于室外，那么此时应当采取小新风加一次回风模式；
（二）全新风工况，即车站内空调回风空气烩值不小于室外，且站内空调送风温度小于室外温度时，应当采取全新风模式以及将回/排风全部排至车站外；
（三）通风工况，如果空调送分温度大于室外温度，则应将冷水机组暂停运行，且无需对外界空气进行处理就可将其传送到空调区域，并将所有回/排风排出车站外。
2.4 充分利用土壤“热套效应”
在乌鲁木齐等北方严寒、温差较大地区，隧道通风系统运行方式应充分利用土壤“热套效应”，做到“冬季蓄冷”、“夏季放冷”，有计划的控制区间隧道壁面温度的上升速度，为远期运行打下良好的基础。
2.5 采用直接蒸发冷却空调系统
在北方干燥环境下，小系统采用直膨式空调机组。
直接蒸發冷却降温系统是一项利用水蒸发吸热制冷的技术。水在空气中具有蒸发能力。在没有别的热源的条件下，水与空气间的热湿交换过程是空气将显热传递给水，使空气的温度下降。而由于水的蒸发，空气的含湿量不但要增加，而且进入空气的水蒸气带回一些汽化潜热。当这两种热量相等时，水温达到空气的湿球温度。只要空气不是饱和的，利用填料表面水蒸发，或喷雾、喷淋空气就可获得降温的效果。并将降温后的空气作为送风以降低室温，这种处理空气的方法称为直接蒸发冷却降温。
2. 6采用合适的空气净化器
在地铁车站中，空气处理设备主要由初效过滤器、空气净化器、表冷器、风机、消声器和风管组成，其中起净化消毒作用的是空气净化器段。当空气净化选择静电净化技术时，一般将静电净化器放置在初效过滤器后，空气处理流程为初效过滤器、静电净化器、表冷器、风机、消声器、送风。也可以选择静电净化与紫外线叠加技术，即初效过滤器、静电净化器、紫外线消毒、表冷器、风机、消声器、送风。静电净化是利用电晕放电原理，使空气中的粉尘带上电荷，利用库仑力的作用将带电粒子捕集在集尘设备上，通过气体电离、粉尘荷电、粉尘沉降和清灰四个阶段实现颗粒污染物与气流的分离，达到除尘和净化空气的目的。
静电净化对于可吸入颗粒物、有机污染物、CO、CO2、细菌、微生物等都有很好的去除效果，因为粉尘、灰尘等是微生物赖以生存的载体，因此使用该设备后，间接起到杀菌效果。同时该设备在电场电离过程中可以释放出对人体健康极有好处的负离子。非常适合灰尘量较大的地铁中央空调的空气净化和除尘，实现节能效果。
结语
总而言之，地铁通风空调系统节能是降低地铁能耗的必然选择，也是环境保护的需求。因此，设计人员应地理环境、气候特点等采用合适的通风空调系统、空气净化器以及新型可调通风型屏蔽门，全面降低地铁通风空调系统的能耗，促使地铁通风空调系统向着节能、绿色方向发展，进而推动我国环境友好型社会建设顺利进行。
参考文献
[1]贺杜.地铁通风空调系统节能优化措施研究概述[J].江西建材，2017（17）：22+29.
[2]张俊.地铁通风空调节能控制策略探讨[J].智能建筑与智慧城市，2018（03）：75-76.
[关键词]地铁；通风空调系统；节能
中图分类号：C61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）02-0365-01
引言
2018年4月3日，以“建造节能、系统节能”为主题的2018（第二届）中国城市轨道交通节能技术高峰论坛在深圳召开，来自全国二十余家城市轨道交通建设公司、国内城市轨道交通领域、知名高校科研院所的专家学者汇聚一堂，共同交流城市轨道交通行业节能技术。这充分说明我国对轨道接通节能的重视程度，因此，分析地铁通风空调系统节能措施具有深刻的现实意义。
1当前地铁通风空调系统的构成
1.1隧道通风系统
隧道通风系统总体可划分为车站隧道排风系统以及区间隧道通风系统。其中，区间隧道通风系统主要由风道、消声器、隧道风机以及组合风阀构成，其作用主要是在早上列车出发前以及晚上列车停运后，进行全部线路的机械通风。在正常运行时，通过利用活塞反应来将隧道内的多余湿热消除，以确保隧道内的温度正常。当列车在隧道内停滞时，可输送适当通风量到停滞区域，以保证列车空调器等设备得以正常运转。
车站隧道排风系统的组成与区间隧道基本一致，其主要应用设备为新风机、排热风机。车站隧道排风系统的作用主要是消除列车进站时空调设备产生的多余热量。另外，在发生火灾时，车站隧道排风系统能够协助车站排除烟雾。
1.2蒸发式冷凝系统
蒸发式冷凝系统主要是将空气与水作为冷却介质，并借助水分蒸发来将制冷剂的冷凝热量带走。在正常运转时，通过水泵将冷却水传送到冷凝管组上部喷嘴，并将其均匀地喷洒在冷凝排管外表面，形成一层很薄的水膜。并且高温气态制冷剂在冷凝排管组上部进入，其热量被管外冷却水所吸收，从而冷凝为液体在排管组下部流出。除了蒸发变成水蒸气的水之外，其余水均流到下部集水盘中，从而实现供水泵的循环利用。
1.3大系统
大系统主要是由运风机、小新风机、配合式空调机组、阀门、回/除烟风机以及风道。其主要是在正常运转时能给乘客提供一个舒适的环境。若出现火灾事故，大系统可将烟雾快速排出，并可供给乘客适量的迎面风速，以有效指导乘客进行及时疏散。
1.4小系统
小系统主要是由风道、阀门、运风机、回/除烟风机以及空调器构成，其主要是给正常运转时的车站的运行值班人员提供一个舒适的工作环境，并给设备提供一个良好的运作环境。如出现火灾事故，小系统能将起火点与烟雾进行隔离或将烟雾排出。
2地铁通风空调节能控制措施
2.1采用冷水机组群控系统
冷水机组的群控是指利用自动控制技术对制冷站内部的相关设备（冷水机组、水泵、冷却塔、阀门等）进行自动化监控，使制冷站内的设备达到最高效的运行状态。群控系统会采集和控制各类输入输出信号，实现多台冷水机组的远程管理控制，同时也把冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔等联锁控制纳入管理。群控系统可根据需要自动调节，监控和管理空调系统，使系统处于最佳的工作状态和最少的能源消耗。每座地铁车站冷水机组系统独立设置一套群控系统，实现监控功能和连锁保护功能。
近几年某地地铁新线，采用了冷水机组群控系统，做到了空调系统的智能自动化监控，将车站温度控制在合理区域内，避免了传统控制方式下按时间表开启冷水机组、风机、水泵等设备，使车站温度过低而造成的能源浪费，实现节能运行。
2.2采用新型可调通风型屏蔽门
地铁通风空调系统能耗的高低不仅与自身系统完善度有关，还与站台门的型式关系密切。在空调季节，采用全封闭屏蔽门的通风空调系统负荷小，与设置安全门的闭式通风空调系统相比具有节能的优势。
但在非空调季节，由于设置屏蔽门后无法利用列车活塞风对车站进行自然通风，使得其通风能耗高于设置安全门的车站。根据通风空调系统的需求，新型屏蔽门综合了全高封闭式屏蔽门和全高非封闭式屏蔽门的特点，即从型式上采用上下固定方式的全高非封闭式屏蔽门，在门体的适当位置（上部或下部）设置开口，开口采用活动式，根据通风空调系统的需求必要时将开口关闭，则实现全高封闭式屏蔽门的功能。新型开口式屏蔽门相对于传统全封闭屏蔽门，从屏蔽门自身的功能特点，也就是说和列车车门一对应同步开启方面没有本质的区别，不同之处只是在不影响滑动门开、关的适当位置设置必要的活动式开口，并根据通风空调系统的具体需要将开口关闭或打开。
2.3地铁通风空调系统运行采取不同模式
（一）小新风工况，即车站内空调回风空气焙值小于室外，那么此时应当采取小新风加一次回风模式；
（二）全新风工况，即车站内空调回风空气烩值不小于室外，且站内空调送风温度小于室外温度时，应当采取全新风模式以及将回/排风全部排至车站外；
（三）通风工况，如果空调送分温度大于室外温度，则应将冷水机组暂停运行，且无需对外界空气进行处理就可将其传送到空调区域，并将所有回/排风排出车站外。
2.4 充分利用土壤“热套效应”
在乌鲁木齐等北方严寒、温差较大地区，隧道通风系统运行方式应充分利用土壤“热套效应”，做到“冬季蓄冷”、“夏季放冷”，有计划的控制区间隧道壁面温度的上升速度，为远期运行打下良好的基础。
2.5 采用直接蒸发冷却空调系统
在北方干燥环境下，小系统采用直膨式空调机组。
直接蒸發冷却降温系统是一项利用水蒸发吸热制冷的技术。水在空气中具有蒸发能力。在没有别的热源的条件下，水与空气间的热湿交换过程是空气将显热传递给水，使空气的温度下降。而由于水的蒸发，空气的含湿量不但要增加，而且进入空气的水蒸气带回一些汽化潜热。当这两种热量相等时，水温达到空气的湿球温度。只要空气不是饱和的，利用填料表面水蒸发，或喷雾、喷淋空气就可获得降温的效果。并将降温后的空气作为送风以降低室温，这种处理空气的方法称为直接蒸发冷却降温。
2. 6采用合适的空气净化器
在地铁车站中，空气处理设备主要由初效过滤器、空气净化器、表冷器、风机、消声器和风管组成，其中起净化消毒作用的是空气净化器段。当空气净化选择静电净化技术时，一般将静电净化器放置在初效过滤器后，空气处理流程为初效过滤器、静电净化器、表冷器、风机、消声器、送风。也可以选择静电净化与紫外线叠加技术，即初效过滤器、静电净化器、紫外线消毒、表冷器、风机、消声器、送风。静电净化是利用电晕放电原理，使空气中的粉尘带上电荷，利用库仑力的作用将带电粒子捕集在集尘设备上，通过气体电离、粉尘荷电、粉尘沉降和清灰四个阶段实现颗粒污染物与气流的分离，达到除尘和净化空气的目的。
静电净化对于可吸入颗粒物、有机污染物、CO、CO2、细菌、微生物等都有很好的去除效果，因为粉尘、灰尘等是微生物赖以生存的载体，因此使用该设备后，间接起到杀菌效果。同时该设备在电场电离过程中可以释放出对人体健康极有好处的负离子。非常适合灰尘量较大的地铁中央空调的空气净化和除尘，实现节能效果。
结语
总而言之，地铁通风空调系统节能是降低地铁能耗的必然选择，也是环境保护的需求。因此，设计人员应地理环境、气候特点等采用合适的通风空调系统、空气净化器以及新型可调通风型屏蔽门，全面降低地铁通风空调系统的能耗，促使地铁通风空调系统向着节能、绿色方向发展，进而推动我国环境友好型社会建设顺利进行。
参考文献
[1]贺杜.地铁通风空调系统节能优化措施研究概述[J].江西建材，2017（17）：22+29.
[2]张俊.地铁通风空调节能控制策略探讨[J].智能建筑与智慧城市，2018（03）：75-76.