论文部分内容阅读
【摘要】本文分隧道通风系统、排热通风系统、通风空调大小系统及水系统五部分对各部分的节能潜力及方案进行了介绍，方案实施后预计可降低通风空调系统总耗电量30%，并提供更舒适稳定的公共环境。
【关键词】通风空调；节能
在城市规模高速发展的今天，轨道交通运输业作为城市发展的重要基础，对经济和社会的发展更是有着举足轻重的影响。由于地铁的快速发展，车次的增加和车速的提高，造成了地铁中热量的大幅增加。因此，随着国家对节能减排工作的不断重视，以及乘客对地铁运行环境舒适度要求的不断提高，建议对现有地铁通风空调系统进行节能改进，显得尤为重要。
1、宁波地铁通风空调系统介绍
1.1区间隧道（含辅助线）活塞/机械通风兼排烟系统（简称隧道通风系统）
常工况下利用列车活塞效应进行通风换气；区间事故时启动事故风机进行机械通风散热；火灾模式下启动隧道风机系统转入排烟运行，为人员疏散提供有利条件。
每座隧道通风机房内设置2台事故通风机及相关风阀等设备，当阻塞或火灾模式使用本系统设备时，由于情况紧急，发生次数少，不考虑节能的情况。
当作为早晚通风使用本系统设备时，运营单位一般采用早晚非运营时段，开启隧道风机一小时的运营模式。由于隧道风机功率大，一般为定频90kw/台，每站4台，可对早晚通风模式进行优化计算，根据实际隧道温度计算最优通风时间。对于隧道温度较低的站，减少早晚通风时间，同样能保持隧道的低温，保证列车运行时列车空调的能效，同时打到节能的目的。
1.2车站轨区排热通风兼排烟系统（简称排热通风系统）
车站轨区排热通风兼排烟系统：地下车站两端各设置一套轨区排热通风（兼排烟）系统，各由一台单向运转耐高温轴流排热风机、相关风阀及管路及组成。排热风道设在车站车行道上部和站台下部，均采用结构风道。
排热风机标准地下站一般为55kw/台，每站2台。考虑到初、近、远期列车车辆按4/4/6编组，排热风机一般为变频风机，采用变频的目的是在初、近期非列车停靠范围的排热风口应能关闭，并调节排热风机运行频率，以对应不同的排热需求。但这种运行模式只考虑到了近期与远期的运行频率变化，并未考虑在同一个运营阶段，一年四季的气候变化及列车进出站等不同模式对轨行区温度的影响。因此，要做到排热通风系统的节能，必须考虑到各种可能的影响因素，充分利用排热风机的变频优势，根据轨行区的实际温度灵活变化起运行频率。
南京地铁已经对排热通风系统进行了节能改造，在列车进入车站时，加大排热风机风速，排出列车本身及刹车带来的热量，在列车出站时减小风速，使用列车本身的活塞风对轨行区进行冷却，同时还减小了排热风机风量对活塞风的干扰，实际投入运营后，使排热通风系统的能耗大大降低，对其他地铁的设计及招标要求具有一定的借鉴意义。
1.3车站公共区通风空调及排烟系统（简称大系统）
公共区通风空调系统（简称大系统），采用一次回风的定风量空调系统，由风亭、组合式空调风柜、新风机、回排风机、排烟风机、电动风阀、风道、消声器等组成，主要作用是对站厅、站台进行通风空调、火灾时进行排烟。
公共区通风空调系统直接面对乘客，这套系统的空气处理能力是否优秀，系统是否稳定，是检验整个通风空调系统是否协调的关键。同时，这套系统也是受外界环境影响最大的一套系统，因此，根据实时的外界空气焓湿度及站内空气情况，实时对系统运行进行调整，不但能增加乘客舒适度，也能最大程度上节约能源，避免浪费。
车站公共区采用全空气一次回风集中空调通风系统，热季采用空调，其余季节通风换气。 组合式空调机组带初效过滤+空气净化消毒装置，空调机组风机、回/排风机采用变频，其余风机采用定频。宁波地铁采用的节能方式为：
在站厅、站台设置温湿度传感器，实时反馈站厅站台温湿度，按照实测值空调机组的频率自动进行调整，保证舒适性。
在站厅、站台设置温二氧化碳传感器，在符合规范的基础上，可根据二氧化碳的实测值调整新风量，尽量降低新风负荷，从而达到节能的目的。由于新风机为定频，不利于风量调节，因此对新风机进行了改造，使新风调节更加灵活。
根据风系统的运行情况，对水系统进行联动调节。
1.4设备管理用房（含车站、车辆基地用房）通风、空调及排烟系统（简称小系统）
设备及管理用房通风空调系统（简称小系统）：由空调风柜、送/排风机、各类风阀及管道等部件组成，对设备机房、管理用房进行通风空调，火灾时进行排烟。
原则上强电机房、弱电机房、管理用房及各类通风机房等分设系统。由于各机房设备及管理人员用房的最佳使用温度不同，应在调试完成后，对各个房间温度进行微调，以满足最佳工作温度。调节完成后，保持稳定，节能空间不大，此系统未专门进行节能改造。
1.5空调冷源及水系统（简称水系统）
制冷空调循环水系统由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、分集水器、膨胀水箱、各类水阀等设备部件组成，为空调系统提供7/12℃冷冻水。主要可控制设备包括制冷机组、冷却泵、冷冻泵、冷却塔、电动蝶阀、压差式旁通阀、补水泵、水处理设备等。
在宁波地铁的现有线路中，水泵均采用定频水泵。可根据实际负荷，通过调节电动二通阀，达到调节系统水量的目的，也可通过调节冷水机组进出水温度来进行节能优化。同时冷水机组本身具有较大的冷量调节范围。
其他各风系统的节能效果，最终都体现到水系统，因此，水系统节能空间最大。
结论：
按照上述方案对宁波地铁通风空调系统进行节能改造，改进后的系统可达到以下功能：
1.优化方案根据现场实际温度自动调整制冷系统，提高使用舒适度，在实施区域达到恒温恒湿恒氧的使用效果，并可实现远程实时监测。
2.对通风空调系统及水系统进行整合，通过计算得出最优化运行方案，且系统可根据实际工况进行自适应优化，达到节能效果。预计系统每年节能量约为40万kWh（约为车站通风空调系统总耗电量30%）。
改进工作包含前期环境检测、方案完善、新风机变频改造、系统调试、根据实际运行情况进行系统再优化等几个阶段，如测试效果节能效应明显，将应用于宁波地铁的新线中。
参考文献：
[1]庄炜茜.地铁车站通风空调系统的节能控制研究[J].暖通空调，2010，40（5）：40
【关键词】通风空调；节能
在城市规模高速发展的今天，轨道交通运输业作为城市发展的重要基础，对经济和社会的发展更是有着举足轻重的影响。由于地铁的快速发展，车次的增加和车速的提高，造成了地铁中热量的大幅增加。因此，随着国家对节能减排工作的不断重视，以及乘客对地铁运行环境舒适度要求的不断提高，建议对现有地铁通风空调系统进行节能改进，显得尤为重要。
1、宁波地铁通风空调系统介绍
1.1区间隧道（含辅助线）活塞/机械通风兼排烟系统（简称隧道通风系统）
常工况下利用列车活塞效应进行通风换气；区间事故时启动事故风机进行机械通风散热；火灾模式下启动隧道风机系统转入排烟运行，为人员疏散提供有利条件。
每座隧道通风机房内设置2台事故通风机及相关风阀等设备，当阻塞或火灾模式使用本系统设备时，由于情况紧急，发生次数少，不考虑节能的情况。
当作为早晚通风使用本系统设备时，运营单位一般采用早晚非运营时段，开启隧道风机一小时的运营模式。由于隧道风机功率大，一般为定频90kw/台，每站4台，可对早晚通风模式进行优化计算，根据实际隧道温度计算最优通风时间。对于隧道温度较低的站，减少早晚通风时间，同样能保持隧道的低温，保证列车运行时列车空调的能效，同时打到节能的目的。
1.2车站轨区排热通风兼排烟系统（简称排热通风系统）
车站轨区排热通风兼排烟系统：地下车站两端各设置一套轨区排热通风（兼排烟）系统，各由一台单向运转耐高温轴流排热风机、相关风阀及管路及组成。排热风道设在车站车行道上部和站台下部，均采用结构风道。
排热风机标准地下站一般为55kw/台，每站2台。考虑到初、近、远期列车车辆按4/4/6编组，排热风机一般为变频风机，采用变频的目的是在初、近期非列车停靠范围的排热风口应能关闭，并调节排热风机运行频率，以对应不同的排热需求。但这种运行模式只考虑到了近期与远期的运行频率变化，并未考虑在同一个运营阶段，一年四季的气候变化及列车进出站等不同模式对轨行区温度的影响。因此，要做到排热通风系统的节能，必须考虑到各种可能的影响因素，充分利用排热风机的变频优势，根据轨行区的实际温度灵活变化起运行频率。
南京地铁已经对排热通风系统进行了节能改造，在列车进入车站时，加大排热风机风速，排出列车本身及刹车带来的热量，在列车出站时减小风速，使用列车本身的活塞风对轨行区进行冷却，同时还减小了排热风机风量对活塞风的干扰，实际投入运营后，使排热通风系统的能耗大大降低，对其他地铁的设计及招标要求具有一定的借鉴意义。
1.3车站公共区通风空调及排烟系统（简称大系统）
公共区通风空调系统（简称大系统），采用一次回风的定风量空调系统，由风亭、组合式空调风柜、新风机、回排风机、排烟风机、电动风阀、风道、消声器等组成，主要作用是对站厅、站台进行通风空调、火灾时进行排烟。
公共区通风空调系统直接面对乘客，这套系统的空气处理能力是否优秀，系统是否稳定，是检验整个通风空调系统是否协调的关键。同时，这套系统也是受外界环境影响最大的一套系统，因此，根据实时的外界空气焓湿度及站内空气情况，实时对系统运行进行调整，不但能增加乘客舒适度，也能最大程度上节约能源，避免浪费。
车站公共区采用全空气一次回风集中空调通风系统，热季采用空调，其余季节通风换气。 组合式空调机组带初效过滤+空气净化消毒装置，空调机组风机、回/排风机采用变频，其余风机采用定频。宁波地铁采用的节能方式为：
在站厅、站台设置温湿度传感器，实时反馈站厅站台温湿度，按照实测值空调机组的频率自动进行调整，保证舒适性。
在站厅、站台设置温二氧化碳传感器，在符合规范的基础上，可根据二氧化碳的实测值调整新风量，尽量降低新风负荷，从而达到节能的目的。由于新风机为定频，不利于风量调节，因此对新风机进行了改造，使新风调节更加灵活。
根据风系统的运行情况，对水系统进行联动调节。
1.4设备管理用房（含车站、车辆基地用房）通风、空调及排烟系统（简称小系统）
设备及管理用房通风空调系统（简称小系统）：由空调风柜、送/排风机、各类风阀及管道等部件组成，对设备机房、管理用房进行通风空调，火灾时进行排烟。
原则上强电机房、弱电机房、管理用房及各类通风机房等分设系统。由于各机房设备及管理人员用房的最佳使用温度不同，应在调试完成后，对各个房间温度进行微调，以满足最佳工作温度。调节完成后，保持稳定，节能空间不大，此系统未专门进行节能改造。
1.5空调冷源及水系统（简称水系统）
制冷空调循环水系统由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、分集水器、膨胀水箱、各类水阀等设备部件组成，为空调系统提供7/12℃冷冻水。主要可控制设备包括制冷机组、冷却泵、冷冻泵、冷却塔、电动蝶阀、压差式旁通阀、补水泵、水处理设备等。
在宁波地铁的现有线路中，水泵均采用定频水泵。可根据实际负荷，通过调节电动二通阀，达到调节系统水量的目的，也可通过调节冷水机组进出水温度来进行节能优化。同时冷水机组本身具有较大的冷量调节范围。
其他各风系统的节能效果，最终都体现到水系统，因此，水系统节能空间最大。
结论：
按照上述方案对宁波地铁通风空调系统进行节能改造，改进后的系统可达到以下功能：
1.优化方案根据现场实际温度自动调整制冷系统，提高使用舒适度，在实施区域达到恒温恒湿恒氧的使用效果，并可实现远程实时监测。
2.对通风空调系统及水系统进行整合，通过计算得出最优化运行方案，且系统可根据实际工况进行自适应优化，达到节能效果。预计系统每年节能量约为40万kWh（约为车站通风空调系统总耗电量30%）。
改进工作包含前期环境检测、方案完善、新风机变频改造、系统调试、根据实际运行情况进行系统再优化等几个阶段，如测试效果节能效应明显，将应用于宁波地铁的新线中。
参考文献：
[1]庄炜茜.地铁车站通风空调系统的节能控制研究[J].暖通空调，2010，40（5）：40