地铁车站机电设备系统节能设计措施研究

地铁车站机电设备系统节能设计措施研究

唐波,王海娟

武汉地铁运营有限公司

摘要：地铁交通出行具有快速、便捷的特征，已成为人们出行的主要方式。然而地铁车站也是能耗大户，主要体现在列车牵引用电和车站各种设备设施用电两大方面，因此各项节能设计与技术在地铁中也被广泛应用。本文对车站机电设备系统节能设计措施相关内容进行了研究。

关键词：地铁车站；机电设备系统；节能设计；节能技术

引言

截止2022年7月，武汉地铁开通线路9条，运营车站282座。据不完全统计，车站设备用电量约站运营总用电量的48.5%，本文以武汉地铁为例，分析能耗点，并结合现场管理，提出相应技术措施及管理措施，实现设备的节能运行。

1地铁车站机电设备系统节能设计的重要性分析

1.1地铁机电设备系统运行的电量消耗规模大

在地铁运行期间，机电设备系统能耗点主要为通风空调、车站照明、扶（垂）梯、给排水及消防、弱电系统（通信、信号、FAS等）。以武汉地铁7号线（24座车站）为例，2022年上半年度全线仅照明用电即有520万度，单站平均每月消耗电量3.6万度，规模较大，其它设备设施用电情况相比类似。基于此，需采用合理的节能设计措施，来有效降低机电设备系统运行的能源消耗量。在武汉地铁工程实践中，已经逐渐广泛使用变频控制技术、智能照明技术等，来对机电设备系统的能源消耗进行控制，取得明显成效。

1.2改善地铁运行期间机电设备系统的资源浪费现象

    在地铁机电设备系统中，自动扶梯、中央空调、风机等，都是重要的能耗设备，在传统运行设计模式下，存在24小时连续运转的情况，造成明显的资源浪费。而地铁车站的乘客流量是处于动态变化的形式，在不同时间段呈现客流高峰、平峰、低峰态势。这样看来，在非高峰时段，部分服务设备设施的开启存在优化空间，且随着移动支付等新兴技术的成熟引用，TVM、AGM等可根据现场客流情况优化开启。

2地铁车站机电设备系统节能设计措施的应用

2.1地铁机电设备变频节能技术设计措施

武汉地铁11号东段工程建设时，自动扶梯及通风空调系统充分应用了变频节能技术，照明系统采用了智能照明系统，实现了节能目标。根据测算，有效将电能的消耗量较未使用该技术的相同体量车站降低了约30%，下面进行具体说明。

2.1.1自动扶梯设备的变频节能技术措施设计

主要为变频技术使用，实现无级调速、实时监测、故障报警、自动保护等功能。在变频模式下，能够自动感应扶梯上是否有乘客，然后对运行模式和速度进行调节。根据有无乘客使用扶梯，主动调节扶梯运行速度：当无乘客时，转换为节能模式运行，让扶梯处于“待机”状态；当有乘客使用电梯时，电梯自动平稳加速，满足使用需求。武汉11号地铁线东段工程中有219台自动扶梯设备，单台设备运行总功率不低于5000W，应用变频技术后有在不改变服务平直的情况下，有效降低了总功率值，取得一定经济效益。

2.1.2通风空调系统节能技术措施设计

地铁车站通风空调系统分大系统（公共区通风空调及排烟系统）、小系统（设备管理区通风空调及排烟系统）、隧道通风及排烟系统和空调制冷循环水系统四个部分。通常来说，车站通风空调系统运转都根据预先设定的时刻表来控制开启和关闭，具有实时监测、故障报警、应急控制等功能。武汉地铁11号线东段工程的通风空调系统应用变频技术实现了节能效果，根据智能传感器来对车站内的温度水平进行实时监测，与车站温度标准值进行对比、计算，进而对通风空调设备运行速率进行调节，保证能量消耗在合理范围。按照设计要求，换气次数为5次/h，新风比大于10%，变频技术措施设计的能源节约效率大于70%，节能成效明显。

2.1.3地铁车站排热风机设备的节能设计措施应用

根据设计，武汉地铁车站排热风机每天的运行时长约为20个小时，标准车站设置数量为2台，额定风量为50m³/s，额定压力为650Pa，额定功率为55kW，主要负责对车站的温湿度和二氧化碳浓度进行调控。大功率电机长时间运行时能耗较大，基于此，在地铁运行时通常只开启车站一端的排热风机来实现节能降耗。选取2022年6月份测试温度、二氧化碳浓度水平以及排热风机年能耗水平相关数据，发现在节能设计模式运行下，日均节省电能约27740kwh，相关曲线如下图2所示。

图1 车站的温度、二氧化碳浓度随时间变化

2.1.4地铁车站照明系统节能设计措施应用

根据照明节能设计，武汉地铁11号线东段配置了智能照明系统，将车站照明分区、分时控制：（1）预设白天节能模式、夜间模式和停运模式三种整体照明控制模式，按时刻表自动运行；（2）将站厅、站台、出入口、广告等照明划片，予以单独局部控制；（3）考虑时令与天气变化因素，根据现场需求，车站工作人员可手动设置新的时刻表，并立即生效。2016年至今，武汉地铁已分批逐步对轨道交通2号线、4号线及3号线公共区照明灯具进行优化改造，节电效果明显。

3 结语

城市低碳出行中，轨道交通扮演了重要角色，分担公共交通客运总量比例越来越大。地铁车站机电设备系统的节能设计措施应用，能够深化绿色环保理念，助力绿色发展，并将节电管理工作落到实处，利于轨道交通产业健康可持续发展。

参考文献

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