浅谈地铁变频通风系统

浅谈地铁变频通风系统

朱守义

朱守义哈尔滨工大集团股份有限公司150001

摘要变频是一种先进的技术，在各种工程中采用变频技术可以实现节约能源，延长设备寿命，降低噪音，改善环境质量的目的。对地铁通风空调设备采用变频调节是一项重要的节能措施，节约运营成本，提高经济效益。

关键词地铁通风变频消音

地铁环控系统采用屏蔽门系统，因此车站采用空调/机械通风方式，区间隧道采用隧道通风方式。

整个环控系统由以下部分组成。区间隧道通风系统（隧道风机TVF系统）：隧道风机、推力风机、射流风机、风阀及防火阀。站台轨道排热通风系统（轨道排风机TEF系统）：轨道排风机、风阀以及防火阀。车站公共区空调、通风兼排烟系统（车站空调大系统）：组合空调机组、新风机、回排风机、排烟风机以及风阀。车站设备管理用房空调、通风兼排烟系统（车站空调小系统）：小空调柜机、风机、风阀以及防火阀。车站制冷空调水系统（空调水系统）：冷水机组、冷却塔、水泵以及水阀等管路附件。

1．变频通风系统介绍

目前国内大多数地铁车站通风空调系统是定流量系统。这种系统虽然简便，但是不能根据客流、气候的变化，有效调节能量供应、实现节能。从使用功能上分析，地铁车站通风空调系统要求的风量不是恒定的，随着天客流变化而是在不同时段有不同流量的输送要求。这就需要采用一定的技术手段，在不同时段供给不同流量，这种传输系统就是变流量系统。

近几年，通过变频技术降低地铁通风空调系统能耗已经成为各设计单位、业主的共识，但具体技术方案各不相同。按变频设备分类主要有两种，第一种是仅隧道通风系统中的排热风机变频，第二种是排热风机和大系统中回排风机、组合空调器都变频。按控制模式分类主要有两种，第一种是分时段控制，第二种是实时控制。

2．通风空调系统变频技术与节能性能分析

2.1通风空调系统变频技术方案分析

车站通风空调系统包括三个子系统：公共区通风空调系统（简称大系统）、设备管理用房通风空调系统（简称小系统）、冷冻水、冷却水系统。

大系统由组合式空调机组、回/排风机、空调新风机组成，约占整个车站通风空调系统总用电量的25%，但需全年运行，使用时间较长。车站冷负荷和空调系统风量是按远期晚高峰客流量运营条件来计算，并以此计算结果为依据进行车站制冷、空调、通风设备的选型设计，但初近期的客流量仅是远期客流量的1/3～1/2，因此所选设备的容量远远大于初近期的车站负荷。即使在远期，一天内随着客流和气候的变化，车站负荷也有较明显的变化。

采用变频调速进行调节，可以使空调风量与车站逐时负荷变化规律相一致，既满足车站公共区空调的要求又可以达到更好的节能效果。在过渡季节和冬季进行全通风工况运行时，由于空调水系统已经停止运行，此时车站空调系统的能耗就是空调风系统的能耗，采用变频调速技术后，可以使通风量根据车站客流的变化进行适时调节，最大限度地节约能源。但最小通风量的设定值应满足规范对车站换气次数的卫生要求和气流组织的要求。

2.2变频通风空调系统节能策略

从空调负荷分析，人员及新风负荷是系统节能的重点，这需要根据实际负荷需求对风量、水量进行调节。从系统运行耗电分析，风机、水泵等输配系统是车站节能的重点，也需要根据车站负荷变化调节风机、水泵等运行状态，降低运行费用。因此，空调系统的节能应综合考虑设计、运行的各个阶段。

车站设计时，本专业应积极配合建筑专业，优化风道、房间的布置。风井或机房位置应保证管路通畅，协调减少土建直角弯，最大限度的减少不合理的结构导致车站能耗加大的情况。通风空调系统的设计，应强化节能意识。设计师应充分结合地铁负荷特点，优化系统设置，尽量减小风管直角弯，合理科学选择空调设备，杜绝“大马拉小车”的现象。

在空调系统中冷冻水泵和冷却水泵的容量是按照车站最大设计负荷选定的，且留有余量。在实际使用中，空调系统大多处于低负荷运行状态，因此，采用变频器来调节水流量是减少能耗的有效途径。空调冷冻水泵的变频调速采用恒压差控制，可避免各空调系统之间的耦合关系，单个空调系统的调节不会影响其他空调系统。冷冻水泵的控制，采用集水器和分水器之间的旁通阀压差或最不利回路压差作为反馈值来调节冷冻水泵的运行频率。

3．总结：有关变频节能效果分析的问题，由于缺少车站全年通风空调系统的分析计算，变频节能效果的评价是不完整的，下一步将继续研究。工程实施后应对照实测数据验证理论计算的节能率。民用建筑中已有水系统和风系统同时采用变频技术的工程实例，如国内某机场通风空调系统采用风机优先变频的控制策略。实际运行节能效果不错，系统运行稳定。地铁车站通风空调系统是否适合采用此种方案仍需继续研究。另外，本文提出的组合控制策略需要在工程实践中验证。通过分析，地铁车站空调系统运行时根据实际负荷需求对风量、水量进行变频控制，以及不同季节采用不同的运行模式，都能起到良好的节能效果。同时，通过优化设计同样可以达到节能目的。然而，有效并全面降低地铁系统的能耗是一项艰巨的任务，需要各专业密切协作，节能意识更需要贯穿于整个设计过程当中。随着新型节能空调设备的不断发明，以及优化方案的不断开发，地铁节能前景必将更为广阔！

参考文献

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