地铁暖通空调节能分析

地铁暖通空调节能分析

刘春华

深圳市地铁集团有限公司运营总部

摘要：地铁车站中央空调主要分大系统，小系统，水系统。大系统主要是车站公共场所的空调通风设施，小系统主要是一些设备管理用房的空调通风系统，水系统则指的是冷水机组、冷却泵、冷却塔等耗能设备。当前能耗问题比较严峻，在地铁列车在运行往来过程中，暖通空调节能问题必然会导致暖通空调运行成本的增加。本文就地铁空调节能存在的问题进行分析，并提出改进策略。

关键词：地铁；暖通空调节能；问题；措施

1工程概况

某地铁线路横穿市区南北，暖通空调系统应用效应模拟和仿真计算等方法，给出设计选型的基础数值，并按功能进行划分。地铁车站车站大部分都是全封闭空间，机电设备、照明和乘客等散热势必会延长空调期。因此，该线采用了开闭式系统，典型的闭式系统风量和风温模拟图，区间隧道风量约为89.3m3/s，其中大约65%左右的风量在区间上下行两区间内循环，而仅有35%左右流入车站。区间隧道温度控制在30℃左右。

2地铁暖通空调系统的节能问题

2.1空调系统有待改进

伴随着地铁技术的不断完善，地铁暖通空调系统也得到了进一步改善。目前我国地铁暖通空调系统仍旧有待改进，尤其是在空气运输和调控过程中，所消耗的能源非常大，不仅如此，还严重影响了地铁暖通空调系统的运行效率，所以，改进暖通空调已为必然趋势。

2.2节能设计管理的问题

暖通空调的系统设计对其节能效果有着非常重要的影响作用，但是在具体的操作过程中，很多设计部门和工作人员严重忽视了节能效果。与此同时，由于地铁暖通空调是一个系统的、长期的工程。但是设计周期相对较短，这就使得很多技术性的问题无法及时有效地解决，再加上设计过于注重数量，而在一定程度上忽视了设计质量。地铁暖通空调节能设计管理中存在一些实际性的问题，所以在运行过程中，不可避免地会造成能源消耗，而且就目前的状况现实，能源消耗已经严重超过了国家的相关标准，尤其是地铁中的暖通空调系统能耗占据了总能耗的较大比例。随着各种新技术和节能设计方案不断涌现，各个新技术及方案均有有优势和不足之处，因此在各种设计方案中根据实际寻找一个合理的节能方案，成为了节能设计管理中的主要问题之一。

2.3技术参数设置不合理

地铁的正常运行也无法与暖通空调系统相分离，暖通空调能够为地铁运行输入新鲜空气，起到净化空气的作用。地铁暖通空调系统在运行过程中，应该结合实际情况进行技术参数设置，我国的地铁暖通空调系统在设置技术参数的过程中，还是缺乏一定的科学性和合理性，尤其是在温度和湿度等方面，这会导致地铁暖通空调系统消耗过多的能量，同时还会对乘客的身体造成不良的影响，对人体的健康形成严重的威胁。

2.4暖通空调系统运行管理不足

地铁暖通空调系统在运行过程中的管理，根据实际的情况制定出及时性、有效性的应对策略，发现系统中存在的不足，加以改进，不仅是节能的关键所在，同时也是有效提高地铁暖通空调系统运行效率的重要途径。操作人员业务水平的管理不完善，岗位责任的落实不明确等现象，都会加剧了能源消耗。

3地铁暖通空调系统节能问题的改进措施

3.1合理调整技术参数，确定空调负荷取值

在地铁车站和区间隧道内，列车是影响环境的主要干扰源，列车闸瓦摩擦发热，列车空调产生热量都是地铁内的主要热源。列车的往来导致地铁站台内热环境周期性变化，这就要求深入了解其变化过程以及站台内的温度分布，应用效应模拟和仿真计算等方法，给出设计选型的基础数值，适当降低空调负荷。地铁内空调负荷主要来源于列车运行过程中散发的热量，乘客人体的散热量，照明等设备的散热量，以及出入口带来的新风负荷。

对于列车运行散热量，还没有公开性的计算公式，现有的列车参数也不齐全，因此只能参照国外资料的相关参数值，通过计算，所得结果有明显差异，差异比约为12%。

3.2加强防火安全管理

地铁设计主要是为了缓解交通压力，因此其是一个人流量较大的封闭性空间。在地铁安全事故中，防火安全隐患风险发生的几率是非常高的，如果发生安全事故，安全逃生通道就会受到限制，因此，必须做好安全保护措施，同时还要进行检查，并做好防范措施，避免发生危险。而地铁采用开放式的系统设置，其隧道和区间是相通的，所以列车的数量、速度和参考技术都会对内部环境变化造成直接性的影响，进而直接影响轨道交通安全，引发安全事故。而采用封闭式的系统设置，车站和区间是单独分开，自成体系，因此在其中一方受到限制和威胁时，另一方可以及时进行处理，从而降低安全风险。加强防火安全管理，还需要建立完善的防火系统装置，适当增加通风口，在显眼的地方标明逃生通道和灭火装置设置，以此确保乘客安全疏散。

3.3调整地铁内部温度与湿度

暖通空调系统的舒适性主要是通过空气的温度和湿度，以及对人体的辐射而得以体现的。人体对空调的反应主要是通过环境因素共同作用所产生的结果。以前的空调只能够对空气的湿度和温度进行测定，但是仅有环境的温度是远远不够的。空调系统辐射的强弱对人体而言有着致命的伤害，所以必须具备一定的检测功能，一旦辐射超过标准，但人体并不知晓的情况，长期作用会直接导致人体的致癌率上升。但是如果没有其他监测，在环境温度的变化下，空调也不能够进行适当地调节和控制，人自然就会感觉到不舒适，然后再调节空调温度，就会凸显出空调的不方便性。但是空调本身具有监测功能且能够进行自动调控，那么人就不会感到不舒适，从而长期处于这样舒适的环境下，这样的暖通空调系统势必会倍受社会各界和乘客的青睐。

3.4改善地铁内部空调保温功能

就暖通空调系统而言，必须要加强对空调负荷维护的高度重视，也就是积极维护结构的保温性，应该做到空调设备使用导热性能一般的材料，以此避免造成热量损失，因此，不能使用劣质的材料，为了实现长远发展，应该在购置空调时，既要切实考虑价格的差异，又要考虑空调的功耗、材料的优劣和质量的好坏，采取一些科学合理、行之有效的措施，有效改善地铁内部温度的适度性和平稳性。

3.5引用新型节能暖通空调系统

调系统的机械设备能过正常有序的运行，避免疲劳运行，从而有效降低地铁暖通空调系统发生故障的频率，并全面提升暖通空调系统机械设备的寿命。不过，新型的节能暖通空调系统应该加强对环境评价指标和设备指标的设置和选择，确保设备标准设置的合理性，只有这样，才能在实现节能的同时，有效促进地铁暖通空调系统的运行效率。

3.6加强冷热回收利用，最大限度地利用可再生能源

目前，地铁暖通空调系统运行过程中的冷热回收研究成果屡见不鲜，如空调系统中的排风全热回收设备等，都是对地铁暖通空调系统的冷热回收的有效利用，在很大程度上提高了暖通空调系统能源的有效利用率。不仅如此，们还应该在开发新能源和可再生能源上积极努力，推广各种新能源。地铁暖通空调系统利用的主要是不可再生能源，这样无可避免地会导致不可再生资源的损耗，还会造成严重的生态环境破坏，所以必须积极开发系能源和可再生能源，以此有效减轻能源压力。

3.7变频调速控制节能

车站设备管理用房空调通风系统（小系统）的容量比较小，采用变频调速意义不大，而制冷空调循环水系统（水系统）中冷冻机所具有的负荷自动调节功能可以有效对水系统进行调节，达到节能的效果。大系统一般采用定风量一次回风全空气系统在车站两端的环控机房及风道中分别布置2台组合式空调箱，2台回/排风机和1台空调新风机，其中空调新风机的功率较小一般为4kW，可以不考虑变频，因此主要考虑组合式空调箱和回/排风机的变频调速即可。

3.8风阀控制新风量节能

根据地铁的有关数据客流量一般在一天的早上6：30～8：30和下午5：00～7：00期间，即上下班高峰期最大均超过全天平均流量的50%，尤其是在早上7：30时达到最大值所以控制环控系统夏季的新风量使其适应客流量的变化可以达到节能的目的。就目前的运行模式看新风量由新风风机提供是固定的，而空调设备的装机容量是按远期最大小时客流量配备的由于每天每个小时的客流量都在变化若按装机容量运行势必造成能源的浪费。因此在新风的控制方面就需要通过风阀的开启程度来控制。

4结束语

综上所述，伴随着我国社会经济的快速发展，地铁交通行业也得以迅速发展，并逐渐成为了城市的主要交通工具，不仅节省了城市空间，还在很大程度上为人们的出行提供了方便。而在地铁交通运行过程中，暖通空调系统占据着非常重要的地位，其不但能够为乘客提供完善的乘车条件，还能够有效避免地铁火灾等带来的排烟问题。不仅如此，地铁节能问题备受社会各界关注，在未来的不断发展过程中，必须坚持以节能为主进行改进和完善。

参考文献

[1]邵洪岩.节能技术与暖通空调系统的发展[J].黑龙江科技信息.2016（19）.

[2]董文涛.基于绿色理念应用于暖通空调系统中的探讨[J].科技与创新.2016（13）.

[3]柯仲明.暖通空调系统节能设计探讨[J].低碳世界.2016（13）.