【摘 要】根據(jù)變頻的原理，建立地鐵站變頻控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一套完整的智能控制算法，并編寫(xiě)控制程序。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)測(cè)試結(jié)果，計(jì)算變頻控制的節(jié)能效果，以達(dá)到推廣目的。

【關(guān)鍵詞】變頻 節(jié)能 地鐵環(huán)控 智能控制

一、引言

為了有效平衡地鐵車(chē)站區(qū)間內(nèi)的環(huán)境溫度，就需要環(huán)境控制系統(tǒng)內(nèi)安裝較大容量的風(fēng)機(jī)，但同時(shí)大量設(shè)備投入使得地鐵運(yùn)營(yíng)整體的能耗費(fèi)用增加，制約了地鐵運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能。盡管地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)構(gòu)造并不復(fù)雜，但針對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能實(shí)施還是面臨一定的困難，其中最要表現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行中的地鐵環(huán)控系統(tǒng)不能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映及調(diào)節(jié)地鐵車(chē)站區(qū)間內(nèi)的各項(xiàng)環(huán)控參數(shù)。針對(duì)這些情況，本文結(jié)合國(guó)外一些經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)前我國(guó)經(jīng)驗(yàn)內(nèi)的地鐵環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行參考實(shí)現(xiàn)智能控制，既達(dá)到節(jié)能效果又不會(huì)降低旅客的舒適度。

二、系統(tǒng)架構(gòu)與設(shè)備

針對(duì)環(huán)控系統(tǒng)采用自動(dòng)化智能控制對(duì)地鐵車(chē)站內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行有效控制，同時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率，有效降低風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的能耗。環(huán)控自動(dòng)控制系統(tǒng)如圖2-1所示。

當(dāng)前上海地鐵4號(hào)線的浦電路地鐵站現(xiàn)場(chǎng)已裝有自動(dòng)變頻柜裝置有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)地鐵區(qū)間內(nèi)環(huán)境的變頻控制，變頻柜上裝有LCM-920智能計(jì)量表。另外，在車(chē)站內(nèi)裝有至少20個(gè)以上的傳感器進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控和反映。公共區(qū)布置的溫濕度及二氧化碳傳感器離地面垂直高度2m，隧道內(nèi)布置的溫濕度傳感器安裝在上排熱風(fēng)口。測(cè)試中使用的電機(jī)有排熱風(fēng)機(jī)（55kW）、回排風(fēng)機(jī)（15kW）和組合式空調(diào)箱（37kW）。風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速控制需要專門(mén)的變頻器，目前選用的是施耐德電氣公司的ATV71系列變頻器。

三、方案

通過(guò)對(duì)浦電路地鐵車(chē)站的變頻控制測(cè)試，主要通過(guò)記錄該車(chē)站內(nèi)公共區(qū)域內(nèi)的包括溫度、濕度、二氧化碳濃度等各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，實(shí)時(shí)的對(duì)地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的排熱風(fēng)機(jī)、回排風(fēng)機(jī)和組合式空調(diào)箱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，同時(shí)，再對(duì)環(huán)境參數(shù)及風(fēng)機(jī)頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。通過(guò)對(duì)以上各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析，可以有效的針對(duì)地鐵環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行較為有效的節(jié)能控制措施和方案，也能取得實(shí)際的節(jié)能效果。

四、數(shù)據(jù)與節(jié)能效果

通過(guò)一系列的綜合測(cè)試，對(duì)地鐵站內(nèi)的溫度、濕度、站內(nèi)二氧化碳濃度、風(fēng)機(jī)頻率、風(fēng)機(jī)電度數(shù)等進(jìn)行采集來(lái)反映相關(guān)節(jié)能效果。其中。風(fēng)機(jī)包括排熱風(fēng)機(jī)、回排風(fēng)機(jī)和組合式空調(diào)箱。測(cè)試期間全天24小時(shí)記錄數(shù)據(jù)。測(cè)試中設(shè)置三臺(tái)風(fēng)機(jī)的變頻范圍為30～50Hz。

測(cè)試期間，根據(jù)變頻柜上LCM-920智能監(jiān)測(cè)裝置的顯示，記錄了每天消耗的電度數(shù)。三臺(tái)風(fēng)機(jī)每天消耗的電度數(shù)如表4-1所示。

如果不考慮上海梅雨季節(jié)濕度太大的因素，那么回排風(fēng)機(jī)和組合式空調(diào)箱也將運(yùn)行在30Hz附近，那么節(jié)能率將達(dá)到78%左右。

五、結(jié)論

通過(guò)對(duì)浦電路站的測(cè)試節(jié)能效果明顯，通過(guò)功率與頻率的三次方成比例對(duì)比，環(huán)控系統(tǒng)風(fēng)機(jī)頻率降低，能耗消耗明顯降低。在30Hz低頻運(yùn)行下，風(fēng)機(jī)節(jié)能率可達(dá)到78%左右。另外，針對(duì)測(cè)試中通過(guò)對(duì)各項(xiàng)環(huán)境溫度參數(shù)的記錄也并未造成對(duì)人產(chǎn)生不適的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]匡江紅，余斌.地鐵空調(diào)通風(fēng)環(huán)境控制系統(tǒng)的節(jié)能探討[J].能源研究和信息，2003（4）：218-222.

[2]王峰.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2007.

[3]Schneider Electric，Quantum PLC，Schneider Electric，2005.

作者簡(jiǎn)介：

遲亮亮（1985-），女，籍貫：遼寧沈陽(yáng)，助教，碩士學(xué)位，研究方向：物流。