地铁车站通风空调系统节能模式探讨

楼灿灿

摘  要： 随着我国城市化进程的加快，城市边界不断扩张，大量人口流向城市，导致各大城市交通拥挤。为了缓解城市交通，各大城市都加大了地 铁工程项目的建设。地铁已经成为了人们日常出行中重要的交通方式，推进了铁路线路的发展，也造成了能耗的增加。  在地铁运营中，地铁通风空调系 统占据了能源消耗的较大比例，也关系着地铁运行中的总体能耗。因此，必须要加大对地铁通风空调系统的能源消耗分析，利用能源节约措施有效实现 地铁运行的可持续发展。

关键词：地铁车站;空调系统;节能模式

引言： 地铁普遍修建在城市的地下，为了有效保障地铁的正常运营， 给予乘客舒适的乘车感觉，必须要确保地铁内部空间的环境质量。因此必 须要加大对地铁车站内部通风空调系统的安装，有效实现车站内部温度和 湿度的调节，并加大通风，促进地鐵车站内部的空气流通[1]。但是，由于 地铁车站内空调系统运营中会消耗大量的能源，在我国北方城市，通风空 调系统能耗占地铁总能耗的30% ，而在南方城市，该比例高达50% ，因此 有必要对地铁车站内通风空调系统进行改造，有效实现地铁通风空调系统 的能源节约，减少列车运行中产生的资源消耗。

1 地铁站通风空调系统的作用

第一，增加地铁内的通风量。当地铁在隧道中运行时，通风空调系 统能够为地铁提供一定的通风量，不仅能够保障地铁内各种设备的正常运 行，还能够满足乘客正常出行体验。第二，能够迅速排烟。当地铁站发生 火灾以后，通风空调系统是最有效的排烟手段，并且能够为乘客提供充足 的新鲜空气，保障乘客能够撤离到安全区域。第三，提供基础保障。通风 空调系统的运用能够满足车站设备正常运行的温湿度要求，从而保障地铁 能够正常的运行。

2 当前地铁暖通空调系统的能耗存在的问题

2.1  针对地铁通风空调运行管理的效果不佳

在地铁车站通风空调系统中主要需要考虑到能耗拆分问题，其中所 涉及到的管理对象包括了空调机组、大系统风机、冷水机组、冷冻水泵、 冷却水泵、冷却塔以及隧道风机等。在车站通风空调系统中，空调机组大 系统风机与冷机是两大最主要能耗设备，二者（空调机组大系统风机、冷 机）共同消耗能耗 79%以上。但许多地铁通风空调都存在运行管理效果不 佳情况，特别是冷冻水泵与冷却水泵占据了约 20%的车站通风空调系统总 能耗，这与冷机和空调机组能耗相比偏大。针对该部分节能工作的重点不 在于降低冷冻水泵与冷却水泵能耗，而在于通过冷冻水泵与冷却水泵进行 冷机与空调机组调节，有效降低调节运行管理过程，优化管理效果[2]。是 否能做到管理到位的关键在于地铁车站中是否安装分项计量系统，是否能 获得各个分系统的实际运行能耗。这里需要根据功率时间法进行估算，把 握车站节能重点，有效提高冷机和大系统风机运行效率。同时降低冷机与 大系统风机的能耗水平。

2.2  变频技术应用存在问题

在地铁通风空调运行过程中，想要有效实现节能减排的目标，就必 须要加大对变频技术的合理应用。由于车站的温湿度以及新风量的变化， 大多数时间内系统的总需求风量小于系统设计风量，根据现场环境参数实 时调节各类变频风机频率，可以节约部分风机能耗。但是在实际的技术操 作中仍然需要加大注意，首先，对地铁通风空调变频技术的操作人员进行 严格筛选，确保技术人员具备专业的变频器技术操作能力和操作经验，同 时定期对变频器进行检查和测试，防止变频器因积灰和受潮而出现故障。 其次，随着科学技术的不断发展，需要合理调整地铁通风空调中变频器的 运行功率，并适当对应用技术进行更新。比如说，针对运营时段客流高峰 期，平峰期，低谷期，可以对变频设备设置不同的频率，从而达到节能的 目的。为了有效实现能源的节约，工作人员需要加大对变频器的散热，确 保变频器能稳定运行，为地铁车站通风空调系统的节能减排提供依据。

2.3  能源利用不合理

地铁站通风空调系统能源利用不合理主要体现在两个方面：第一， 没有充分利用自然冷源。地铁站常常利用空调系统进行通风换气，但是当 室内外存在小温差的情况下利用空调系统，所消耗的能源与引入的冷量相 比，很显然是得不偿失。第二，高品位能未得到合理利用。地铁站内的热 源主要来自机械运行和客流量，但是地铁站内的热量并没有得到回收利用，另外还需要消耗高品位电能，从而造成能源的利用不合理。

3 地铁通风空调系统的节能措施

3.1  利用活塞风

活塞风井将区间隧道与室外的风亭连接起来，而迂回风道则主要指 的是隧道上、下行线之间的通道。这两个通道是地铁区间隧道结构的重要 组成部分，在地铁环控的通风系统换气过程中发挥着重要作用。夏季，地 铁列车在进站过程中，冷空气容易受到活塞风的正压影响，所以需要将地 铁站进出口的热空气排放到室外，这样将会在一定程度上给地铁车站通风 空调系统造成较大的能源浪费。同时，当列车驶离车站时，车站内的冷空 气很容易受到负压的影响，这时当室外的空气通过地铁站进出口进入车站 内，便会让地铁车站内的冷负荷增大。地铁车站的通风空调系统在冬季受 到活塞风影响时会导致整个车站内的热负荷增加，而为了消除活塞风对地 铁车站热湿环境的影响，可以采用迂回风道和活塞风井。其中，在列车进 站时间段会产生活塞风，而一部分风将会流入另一行线，发挥分流卸压的 作用[3]。隧道中的另外一部分热量则可借助活塞风带出室外，让地铁车站 通风空调系统能够保持正常的运行状态。但是，地铁车站通风空调系统在 夏季则需要采取控制隧道内温度的措施，夜间通常需要利用通风井降低隧 道内的温度，这样白天可以借助活塞风将冷量带到车站内，可有效降低地 铁车站内的冷负荷和通风负荷。

3.2  变频调速在通风系统中的应用

地铁通风空调的节能措施中应用最为普遍的就是变频调速大系统的送 风机和回排风机根据室内负荷的变化不断调整风机转速，这样一方面可以 节约风机电耗，另一方面可以使室内温度控制精度更高。变频调速技术可 以有效实现与风机的互联，利用监测得到的结果，选择不同的运行模式， 即送排结合模、只送不排、只排不送三种模式，从而控制风机的启动数 量。这也就是说地铁通风空调内部应用的变频调速技术原理就是适当减少 或增加风机的开启台数，让地铁通风空调运行时，满足内部的环境需求， 又能够实现最少的风机开启，进而达到对风量的合理控制，促进通风空调 运行的节能[4]。地铁通风空调系统的设计和施工有效确保了地铁车站运行 中的环境质量提升，为乘客的乘车舒适感奠定了良好基础。

3.3  有效控制空调水系统的水量

水系统是地铁站通风空调系统的子系统之一，对水系统的水量进行合 理的控制，能够显著降低空调系统的能耗。当前地铁站通风空调系统中所 使用的冷却水泵是根据空调运行的最大负荷设计的，而冷却水泵无论是容 积率还是功率都还有一定的余地，因此地铁站通风空调系统一直处于低负 荷状态运行，所以可以通过控制水系统的水量而达到节约能耗的目的。

结束语： 总而言之，通风空调作为地铁运营中的重要组成部分，是有 效保障地铁环境质量提升和满足人们乘车舒适感的必要系统， 因此，在当前 的地铁通风空调系统运设计和施工时，必须要针对实际能源消耗情况进行 合理设计、施工及改造，提出恰当的能源消耗降低措施，有效推进地铁的良好发展，实现能源节约。

参考文献：

[1]孙勇，郑建彬，杨平文.地铁站通风空调系统节能改造方案研究[J].暖通空调， 2020，49（10）：32-37.

[2]何志康，朱培根，涂江峰， 田义龙，赵振江.地铁站通风空调系统能耗测试与 分析[J].制冷与空调（四川），2020，26（04）：345-348.

[3]赵礼正.地铁通风空调系统节能措施研究[J].山东工业技术，2020（04）：51.

[4]曾逸婷，赵蕾.地铁车站环境热舒适与通风空调系统节能策略研究进展[J]. 铁道标准设计，2020，63（3）：178-183.

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