地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能模式探討

沈英杰 李贊 朱旭晨

關(guān)鍵詞：地鐵車站;通風(fēng)空調(diào);節(jié)能

1 地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能模式

1.1 利用活塞風(fēng)

活塞風(fēng)井將區(qū)間隧道與室外的風(fēng)亭連接起來，而迂回風(fēng)道則主要指的是隧道上、下行線之間的通道。這兩個通道是地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在地鐵環(huán)控的通風(fēng)系統(tǒng)換氣過程中發(fā)揮著重要作用。夏季，地鐵列車在進(jìn)站過程中，冷空氣容易受到活塞風(fēng)的正壓影響，所以需要將地鐵站進(jìn)出口的熱空氣排放到室外，這樣將會在一定程度上給地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)造成較大的能源浪費。同時，當(dāng)列車駛離車站時，車站內(nèi)的冷空氣很容易受到負(fù)壓的影響，這時當(dāng)室外的空氣通過地鐵站進(jìn)出口進(jìn)入車站內(nèi)，便會讓地鐵車站內(nèi)的冷負(fù)荷增大。

1.2 強(qiáng)化節(jié)能運行管理

1.2.1 合理配置設(shè)備容量

為了保證地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需嚴(yán)格按照實際需要進(jìn)行設(shè)備容量配置，這樣地鐵站通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的費用可以降低一個等級，同時可以提高負(fù)載速度，確保地鐵車站的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)正常運行，降低地鐵車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在運行期間的功耗。

1.2.2 按逐時客流量計算新風(fēng)量

地鐵車站一般采取的是全封閉式屏蔽門系統(tǒng)，因此在計算新風(fēng)量時需采取遠(yuǎn)期運營階段最大客流量和大系統(tǒng)總送風(fēng)量的15%，這樣兩者之間取最大值。但是，這種方法在應(yīng)用過程中并沒有將列車運行高峰時間段和低峰時間段乘客流量的變化情況納入分析范疇，尚未深入分析列車運行中對不同時間段屏蔽門漏風(fēng)量的變化情況，導(dǎo)致地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性較差。其中，通過嚴(yán)格按照地鐵車站各階段的客流量計算新風(fēng)量，并合理的將屏蔽門漏風(fēng)量作為新風(fēng)量計算的一種附加方法，這樣在地鐵車站的早晚客流高峰時間段，新方法負(fù)荷與原方法負(fù)荷的狀態(tài)相似。尤其是在非早晚客流高峰時間段，使用新方法計算新風(fēng)負(fù)荷時的結(jié)果占原方法計算新風(fēng)負(fù)荷的73.8%，節(jié)能率達(dá)到26.2%，節(jié)能效果較好。

1.2.3 注重系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)

（1）合理調(diào)節(jié)風(fēng)量。首先，根據(jù)送風(fēng)量和回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)速，不但能夠讓地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)約一定的能耗，而且還能提高系統(tǒng)對環(huán)境的敏感性;其次，結(jié)合室外溫度變化來改變地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的自然通風(fēng)、風(fēng)機(jī)聯(lián)合運行模式。通常在過渡季節(jié)，地鐵車站內(nèi)部通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采取自然通風(fēng)模式就可以滿足溫度要求。當(dāng)室外的溫度逐步增高時，可以應(yīng)用1臺風(fēng)機(jī)加自然通風(fēng)的聯(lián)合運行模式。當(dāng)室外溫度升高到26℃以上時，需要運行空調(diào)系統(tǒng)。這樣不但能縮短風(fēng)機(jī)開啟時間，降低風(fēng)機(jī)運行的能耗，而且還能夠讓風(fēng)機(jī)運行過程中不再按照遠(yuǎn)期設(shè)計方案來保證通風(fēng)量運行。將1臺滿足近段時間通風(fēng)量的風(fēng)機(jī)，嚴(yán)格按照通風(fēng)量的實際情況變頻運行，從而使地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗得到最大限度降低。

（2）變水量調(diào)節(jié)運行。通過嚴(yán)格按照地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行中的負(fù)荷變化情況，使冷凍水泵的流量得到一定程度的改變，以此實現(xiàn)變頻運行，降低水泵的能耗和運行費用;結(jié)合回水溫度調(diào)節(jié)冷凍水回水管電動二通閥的開度，以合理的水流量保證變頻運行，真正達(dá)到節(jié)能目的。

在變水量調(diào)節(jié)運行過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照遠(yuǎn)期高峰負(fù)荷的實際情況，這樣水泵的參數(shù)將畢近期空調(diào)負(fù)荷參數(shù)大很多，再結(jié)合地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷設(shè)計小水泵，始終保持變頻運行狀態(tài)。實際情況證明，合理調(diào)節(jié)變水量，能讓水泵的使用能耗得到最大限度的降低。

（3）建立組合式機(jī)組。在設(shè)備管理房內(nèi)安裝多臺運行機(jī)組，且將小容量機(jī)組變頻合理的應(yīng)用到地鐵車站近期運行內(nèi)，而在地鐵車站的遠(yuǎn)期運行中則主要利用大容量機(jī)組和多臺機(jī)組來進(jìn)行變頻協(xié)調(diào)。

（4）空調(diào)系統(tǒng)間歇運行。通過對大多數(shù)乘客在地鐵站感到舒適的平均溫度進(jìn)行調(diào)查，并在車站安裝溫度傳感器。當(dāng)?shù)罔F站溫度達(dá)到規(guī)定值，通風(fēng)空調(diào)機(jī)組收到信號后自動停止運行;當(dāng)?shù)罔F車站內(nèi)的溫度低于或高于規(guī)定溫度時，通風(fēng)空調(diào)機(jī)組自動開啟制冷或制熱運行模式。

1.3 建立蓄冷（熱）空調(diào)系統(tǒng)

在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置合理的冷熱源系統(tǒng)方案，以此保證系統(tǒng)的安全性、適用性、耐久性，有效降低投資成本。

1.3.1 蓄熱空調(diào)系統(tǒng)

水源熱泵這種中小型熱泵機(jī)組主要是將低位熱能作為一種重要能源，其節(jié)能效果較好。通過將水源熱泵與電制冷空調(diào)進(jìn)行比較，兩者的投資成本較為接近，并且具有調(diào)節(jié)合理、運轉(zhuǎn)靈活便利的特點。其中，在冬季供暖中，供水熱泵系統(tǒng)主要使用水源熱泵冷卻或加熱，并根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載特性在水源熱泵中分配，再結(jié)合各個區(qū)域的實際情況安裝控制機(jī)組進(jìn)行制冷或者制熱，讓房間余熱通過傳向到側(cè)換熱器或者從水側(cè)吸收熱量，整個封閉循環(huán)中的雙水通道直接將水側(cè)的熱交換器連接到并聯(lián)環(huán)路上，使得剩余的熱可以通過輔助加熱和去除裝置釋放。

1.3.2 蓄冷空調(diào)系統(tǒng)

為了保證地鐵車站用電的均衡性，可借助冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)降低車站的高峰用電負(fù)荷壓力，在用電低谷時進(jìn)行蓄冰，高峰時段不需要再使用電進(jìn)行融冰釋冷，可直接使用電平段制冷機(jī)進(jìn)行制冷，這樣不但能有效解決供電高峰期的電力不足問題，而且還能降低制冷機(jī)的功率和運行費用。

2 結(jié)語

通過在地鐵車站的通風(fēng)窗改造過程中，不改變站臺門設(shè)備的結(jié)構(gòu)，盡量保證接口的簡單性，則能夠在一定程度上預(yù)見地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果。隨著通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能模式的優(yōu)化，充分利用活塞風(fēng)的節(jié)能優(yōu)勢，并結(jié)合廣大乘客和工作人員對溫度舒適度的感受，為地鐵車站通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能模式改造項目提供可參考的資料。

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