地铁车站通风空调系统节能模式探讨

地铁车站通风空调系统节能模式探讨

莫先富

南宁轨道交通集团有限责任公司运营分公司，广西 南宁 530000

摘要：随着城市地铁建设数量和建设里程的不断增加，地铁能耗开始备受关注。地铁车站是地铁系统中人员集散和设备布置的主要场所，与其他地下建筑物所不同的是车站内部的人流量变化较大，空调系统的能耗较大，在地铁运营过程中，地铁车站空调系统是车站内能耗的主要来源，其用电量占车站总用电量的40%-50%。而车站空调系统耗电量主要来源于地铁车站的大功率空调设备的长时间运行。车站空调系统的能耗大小与车站内负荷有着直接的关系。因此文章重点就地铁车站通风空调系统节能模式展开分析。
关键词：地铁车站；通风空调系统；节能模式
1 引言

通风空调系统是地铁工程中的重要系统，地铁正常运营时，它为乘客和工作人员提供一个适宜的空气环境。火灾等紧急情况时，它具备防灾排烟、通风功能，保障人身和财产安全。同时，通风空调系统也是地铁各系统中的能耗大户。有统计表明，通风空调系统能耗约占整个地铁用电负荷的40%。因此，如何在通风空调系统的设计、运行模式等环节上进行进一步的优化，找到一些可行的节能措施和途径，对地铁的经济运行具有十分重要的意义。

2 地铁站空调通风系统概述
地铁是一项比较庞大的地下工程，在应用以及施工的过程当中，对于环境质量的要求比较高，提高地铁车站通风空调系统，确保乘客在出行时感觉到舒服。加强对于湿度的控制，有效干预风速，地铁的通风空调系统在运行的过程当中需要消耗大量的能源，地铁运行所需电能有一大部分都是因为空调系统运行消耗的，长此以往就会造成大量的能源浪费。故此，设计出节能的地铁车站通风空调系统非常重要。空调大系统、水系统、小系统是空调组成系统当中的三部分，可以有效地对车站内的温度和湿度进行调节，合理的将相应的参数控制，以便于可以提高车站内的通风水平。水系统控制车站内的制冷效应，组合空调机可以对室外的新风进行处理，确保地铁内部具有良好的通风条件。地铁车站内部散热主要是通过水流动的方式，水流动能够充分的将热量散入到外界环境当中。为了保障地铁车站的环境质量，需要合理的对空调通风系统进行优化与完善，有效地改善地铁车站的空气质量，提升乘客在乘坐地铁时的舒适感。

3 通风空调对象分析
3.1系统组成
地铁车站通风空调系统主要分为四个方面，分别是隧道通风系统、公共区域的通风系统、设备管理的通风系统、车站空调水系统。隧道系统主要是指列车在运营的过程中解决隧道中通风换气的问题，与车站中空调水系统没有关联，并且隧道内的风机除了早晚需要使用以外基本都是静止状态，排热风机是通过列车的数量来进行调节的，具有定值性的特点。系统中常用的空调虽然和水相关，但是由于长期处于封闭状态，并且功率普遍偏小，在实际控制中相比较大系统的会更容易操作。大系统的服务对象一般都是服务于车站公共区的乘客，对乘客进行直接性服务，并且设备数量繁多并且功率相对较大，无论是在节能方面还是舒适程度上，都需要空调具备一个安全稳定的运行状态。
3.2水系统节能环节
水系统作为冷源的基本保障，其节能的主要设备有冷冻泵、冷却泵、冷水机、二通调节阀等，其中通风系统冷源的阀门是依靠二通调节阀来进行控制的，因此二通调节阀开度的大小将决定通风系统的最终冷量大小。调节效果影响的因素有众多，其中通风系统管路以及水系统管路的设计都会造成一定的影响。
3.3风系统节能环节
       通风系统是处于空调末端的一个设备，其需要节能的主要对象有调节风阀、空调风机等。大系统通风的一般情况下，空调与非空调的工况基本都是由水系统的运行而决定的。火灾工况是不能进行节能调节的。停运模式是指在列车收车以后就会将空调系统中所有耗能设备关闭运转。

4 地铁车站通风空调系统节能模式
        4.1隧道通风系统
        早晚运行：早间运营前和夜间收车后区间隧道通风系统在一定条件下进行一定时长的全线纵向机械通风，此时中间风井、活塞风阀、车站隧道通风系统均关闭，通风完毕后打开所有活塞风阀和中间风井。
        正常运行：列车正常运行时，车站隧道通风系统投入运行而区间隧道通风系统停止运行。在一般区间隧道内利用活塞作用通过活塞风井进行通风换气排除区间隧道的余热余湿；在设有中间风井的区间隧道，开启区间隧道中间风井，利用列车活塞作用，通过车站两端的活塞风井和区间隧道中间风井进行通风换气，排除区间隧道的余热余湿。
        车站隧道通风系统变频运行，通过隧道内的温度传感器，根据列车运行情况， 由监控系统根据隧道内空气温度，控制变频器对车站隧道排风机进行变频调节，使隧道内温度满足设计要求。
        4.2公共区通风系统
        在正常运营时段，大系统采用焓值控制，根据季节变化设有空调季节小新风工况、空调全新风工况和非空调全通风工况三种基本运行模式；夜间列车停止运营后，停止大系统及其水系统的运行。

        空调季节小新风工况：当站外空气焓值大于车站内空气焓值时，空调系统采用小新风加一次回风运行，回风循环使用。大系统组合式空调器、回排风机采用变频运行，可根据站内负荷情况进行变频调节。
        空调季节全新风工况：当站外空气焓值小于或等于车站内空气焓值且站外空气温度大于空调设计送风温度时，采用全新风空调运行，空调器处理室外新风后送至空调区域，排风全部排出车站。大系统组合式空调器、回排风机采用变频运行，可根据站内负荷情况进行变频调节。
        非空调季节工况：当站外空气温度小于空调设计送风温度时，关闭水系统中对应大系统末端的电动蝶阀，外界空气不经冷却处理直接送至空调区域，排风则全部排出车站。
        夜间运行工况：夜间收车后停止车站空调大系统及其对应水系统的运行。
        4.3设备管理用房通风空调系统
        设置空调的设备管理用房优先采用全空气一次回风系统，且具备小新风、全新风和全通风三种运行工况；管理用房设置全空气系统困难时，可采用风机盘管加小新风的空调形式。对只设通风系统的房间全年按设定的通风模式运行。

5 结语

地铁通风空调车站的设计不仅要保证通风和空调的质量和安全性，更重要的是要降低能耗。结合可持续发展理念，优化车站通风空调设计体系，提高能源的整体利用效率，明确具体的节能设计措施，确保通风的整体效果，减少了地铁空调的节能设计及不必要的环境污染和浪费。对可持续发展作出重大贡献。

参考文献
[1]王彬.轨道交通工程通风空调系统常见施工质量问题探究[J].安徽建筑,2020,27(12):116-117.
[2]缪健进.上海轨道交通地下车站蒸发冷凝技术的应用研究[J].大众标准化,2020,(22):207-209.