地铁通风空调系统的优化控制

陈宜汉　姜林月

摘 要：地铁的通风空调是地铁运行的重要组成部分，是保障地铁正常运行以及顾客满意度和舒适度的重要指标。文章从地铁通风空调系统的概述出发，研究了相应的功能、原理等，对于当前地铁通风空调设计的模式进行详细的剖析，在问题导向下进行了相应的措施优化探索。

关键词：地铁；通风空调系统；优化控制

引言

随着经济社会的进一步发展，以及城市化城镇化的加速，城市交通尤其是地铁成为人们出行的重要方式和途径。地铁承载着大量的运输任务，地铁的设计以及相关服务意义重大。地铁通风空调便是其中最为重要的设计和相关的配套设施之一。

1 地铁通风空调系统概述

地铁通风空调的概述将从地铁通风空调的功能、组成、原理和特点几方面入手进行详细的阐述和了解，以及全面的认知，为进一步的优化设计提供理论基础。

1.1 地铁通风空调系统的功能

地铁空调是地铁内部的重要设备之一，担负着地铁内部环境的调节地铁内部环境，包括空气的温度、空气的适度、空气流速以及空气的压力和再平衡的重要作用。当列车被阻塞在一定的区间时，地铁空调系统会为其提供相应的通风量，保证列车在区间的正常运行，并保持较好的外部和内部的环境。当火灾发生时会及时进行环境的预警，为地铁的内环境提供适宜的循环平衡，补给新鲜的空气等。同时，也为其他设备的保养和运行提供较好的温度、湿度和空气压力和流速等条件。

1.2 地铁通风空调系统的组成

地铁通风空调系统主要是由四个部分组成，这四个部分中的前三个系统为风的系统，主要是进行相应的气体置换和流动。一是公共区域空调兼排烟系统，这个系统主要公共区域进行日常的空气流转置换，以及应急情况下尤其是发生火灾时进行烟气的排放等。二是设备管理用房空调兼排烟系统，这个主要地铁的主要控制室和设备管理用房的空气管理调节以及排烟的系统设置。三是隧道通风空调兼排烟系统，这个主要指的是在运行的隧道以及管道里进行的空气调节和排烟的系统设置等。四是空调冷水循环系统，这个主要是地铁空调支持系统。

1.3 地铁通风空调系统的原理

地铁车站通风空调系统由大系统、小系统和水系统构成，大系统和小系统负责车站公共区和设备管理用房的通风、排风以及车站温湿度的控制等。水系统为车站空调系统提供冷源，使组合空调机组完成热交换过程，从而实现地铁车站温度调节。

2 常见的地铁通风空调系统分析

2.1 闭式系统

20世纪70年代以来随着科学技术和人们生活水平的逐渐提高，地铁通风空调系统引入了空调制冷模式。闭式系统是一种常见的系统，这种系统主要有两种实现的途径。一种途径指的是集成模式，就是沿用传统的开放式风道系统，在排风道加入一个空气处理设备，也就是表冷器和过滤器，这种模式不需要专门的空调机房，所有的设备都设计在风道里。一种是常规模式，常规模式套用地面建筑空调设计原理，将地铁车站和区间环控制系统进行分割，区间采用的是机械通风系统，而地铁车站采用的是空调系统，这样就会使得降温和保温设计得到更大的优化。

2.2 开式系统

早期的地铁车站规模小、自动化程度低，一般采用开式地铁通风系统，而且区间和地铁站之间往往没有相应的机械通风系统。随着人们生活水平的提高，以及科学技术尤其是自动化技术的提升，单纯的活塞环通风技术已经不适应当前空调通风的要求地铁空调逐渐要求设置机械通风。在车站的两端设置风机，在正常运行情况下对于车站进行通风置换，在特殊情况下，对于空气调节进行应急预案和紧急处置。机械通风可以满足不同状况和不同通风置换的需要，使得通风系统的运行不留死角，但是机械通风系统需要进行风道的建设，因此土建的成本比较大。

2.3 屏蔽门系统

从国内外地铁线路和车站的建设经验出发，进一步优化和设计了屏蔽门系统，这就使得整个空调通风系统进入了新时代，在整个车站、站台以及隧道之间进行了区隔。屏蔽门系统适应了空调依赖季节地铁状态下，区间活塞风对于地铁区间温度和速度的干扰，有效降低空调的冷负荷，对于空调系统的运转还是比较有利的。但是屏蔽门系统将空调通风，系统中车站和隧道、站台之间进行人为的区隔，使得系统不能利用自然通风，只能使用机械通风。

3 地铁通风空调系统的优化设计措施

目前地铁通风空调系统设计还存在以下问题，一是系统设计复杂繁琐，在运行控制上还存在诸多不便；二是系统较为庞大、设备较多、占地面积较大，运行中存在实际的困难；三是系统的能耗较高，一般占到地铁运行总能耗的40%左右；四是在市区的通风进出口，在噪音处理、美观设计等方面存在协调难度较大的问题。

3.1 采用冷水机群群控系统

冷水机群群控指的是在运行的过程中，利用自动化控制技术，对于制冷站内部的相关设备进行相应的自动化设备处理，使得制冷站内部的设备能够达到高效运行。系统会采集各类的进出信号，实现交互式的远程控制，并根据实际的需要进行空调的调节和监控，使得整个系统处于低能耗、高效率的运行状态。近几年的北京地铁站使用了冷水机群群控系统，实现了空调系统的智能化监控，车站温度调节在适当的位置，改变了传统模式带来的资源耗费。

3.2 采用合适的空气净化器

在地铁空调通风系统中，空气净化器主要功能是进行空气的过滤和净化。当空气净化采的是空调静电净化技术时，一般采用的是电晕带电技术，使得空气的粉尘带上静电，利用库仑力的作用粉尘捕捉到集尘器上，通过粉尘的清降和清灰等达到除尘和净化空气的作用。静电净化技术对于可吸入微小颗粒、有机化物体、细菌微生物等一些杂质灰尘等有较好的净化作用，因为粉尘是细菌微生物的载体，因此变相具有除尘杀菌的作用，非常适用于灰尘较大的地铁中央空调中。

3.3 采用新型通风可调屏蔽门

屏蔽门系统适应了空调依赖季节地铁状态下，区间活塞风对于地铁区间温度和速度的干扰，有效降低空调的冷负荷，对于空调系统的运转还是比较有利的。由于传统系统模式将区间进行人为的分割，占地面积较大，所以可以采取新型通风可调屏蔽门，使得区间和车站进行风机合用，满足不同风量和风压的需要，将两者的设备完全设置在风道里。

4 结束语

现有的地铁通风空调系统在设置理念、资源利用和运营管理上可以采取相应的措施，进行相应的优化设计，已达到相应的完善地步。但由于受到地铁空间的相应技术的局限，一些地上建筑和空调自动化技术的结合还有待进一步开发。

参考文献

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