許飛西安市地下鐵道有限責(zé)任公司

西安地鐵機(jī)電設(shè)備環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能探討

許飛
西安市地下鐵道有限責(zé)任公司

摘要：通過對西安地鐵二號線環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行情況的掌握，以及西安地鐵環(huán)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，結(jié)合西安地鐵運(yùn)營現(xiàn)狀與西安的氣候特性，分析了車站環(huán)控各系統(tǒng)的節(jié)能情況，并針對設(shè)備實(shí)際運(yùn)行，對環(huán)控系統(tǒng)在運(yùn)營工作中提出了幾點(diǎn)節(jié)能想法，主要通過調(diào)整設(shè)備運(yùn)行模式、減少設(shè)備運(yùn)行、降低設(shè)備運(yùn)行頻率，從而達(dá)到環(huán)控設(shè)備節(jié)能的效果，同時(shí)滿足地鐵客運(yùn)服務(wù)工作。

關(guān)鍵詞：環(huán)控系統(tǒng)；模式；調(diào)整；空調(diào)機(jī)組；節(jié)能

引言

交通的需求不斷擴(kuò)大，由此地下軌道交通成為城市發(fā)展的趨勢。在修建地鐵當(dāng)中需要大量的系統(tǒng)設(shè)備，包括信號、通信、機(jī)電等，其中機(jī)電設(shè)備在地鐵中起著至關(guān)重要的服務(wù)作用，保障地鐵車站具有良好的工作環(huán)境，同時(shí)機(jī)電設(shè)備也會產(chǎn)生很大的能耗，目前節(jié)能是整個(gè)地鐵運(yùn)營當(dāng)中應(yīng)當(dāng)考慮的重大問題。本文將對地鐵機(jī)電設(shè)備環(huán)控系統(tǒng)合理利用實(shí)現(xiàn)節(jié)能問題進(jìn)行分析。

1　西安地鐵環(huán)控系統(tǒng)簡介

1.1大系統(tǒng)：是指為車站公共區(qū)提供通風(fēng)兼防排煙系統(tǒng)，主要應(yīng)用在車站公共區(qū)。

1.2小系統(tǒng)：是指為車站設(shè)備區(qū)、管理用房提供通風(fēng)兼防排煙系統(tǒng)，主要應(yīng)用在車站內(nèi)各設(shè)備房間，及車站管理用房處。

1.3隧道通風(fēng)系統(tǒng)：是指為車站區(qū)間隧道提供通風(fēng)兼防排煙系統(tǒng)，主要應(yīng)用在全線隧道區(qū)間、上下行站臺區(qū)域內(nèi)。

1.4冷水系統(tǒng)：是指供給車站大、小系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組所用水，而設(shè)置的制冷系統(tǒng)。主要為各車站區(qū)域提供空調(diào)制冷作用。

2　西安地鐵機(jī)電設(shè)備環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能分析

地鐵運(yùn)營期間，車站機(jī)電設(shè)備不間斷運(yùn)行，是產(chǎn)生能量的大戶，對于地鐵機(jī)電設(shè)備的環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能有以下幾點(diǎn)想法：

2.1環(huán)控大系統(tǒng)

（1）方案一功率設(shè)定：西安地鐵環(huán)控大系統(tǒng)設(shè)備空調(diào)機(jī)組運(yùn)行頻率全線90多臺機(jī)組為16至49.9HZ不等。

一、調(diào)整環(huán)控大系統(tǒng)設(shè)備，將每臺空調(diào)機(jī)組的工作頻率設(shè)定為16HZ變頻運(yùn)行，并每臺空調(diào)機(jī)組可以進(jìn)行頻率調(diào)整；二、將空調(diào)機(jī)組16HZ頻率設(shè)定為默認(rèn)值，每次啟動(dòng)大系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，不論執(zhí)行模式，還是手動(dòng)操作，都為16HZ的頻率運(yùn)行；三、空調(diào)機(jī)組可以在運(yùn)行當(dāng)中遠(yuǎn)方進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)換不同的頻率；四、能夠從變頻直接轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行，空調(diào)機(jī)組不停機(jī)。西安地鐵設(shè)置了分散的供冷方式，空調(diào)機(jī)組設(shè)置為16HZ可以完全滿足地鐵通風(fēng)需求，減少設(shè)備大功率運(yùn)行，從而降低能耗。

（2）方案二時(shí)間調(diào)整：根據(jù)地鐵環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行工況，分為三種情況：每年5月1日至9月30日為空調(diào)季節(jié)，10月1日至10月31日、4月1日至4月30日為過渡季，其它時(shí)間為非空調(diào)季節(jié)。由于西安氣候的溫差變化，早晚溫度較低，其余時(shí)間段溫度偏高的特性，利用這樣的氣候、溫差現(xiàn)象，不同時(shí)間，執(zhí)行更合理的通風(fēng)模式，并且設(shè)定時(shí)間表，按照時(shí)間如實(shí)啟動(dòng)不同的通風(fēng)模式，這樣更節(jié)省了能耗，并能滿足乘客的通風(fēng)需求。

（3）方案三季節(jié)模式：空調(diào)季節(jié)當(dāng)中車站冷水系統(tǒng)開始工作，并且提供冷量，具有空調(diào)功能，車站內(nèi)環(huán)控大系統(tǒng)就可以執(zhí)行小新風(fēng)模式。過渡季節(jié)中結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，當(dāng)氣溫較高時(shí)，啟動(dòng)冷水執(zhí)行小新風(fēng)模式，當(dāng)室外氣溫適宜時(shí)，關(guān)閉冷水執(zhí)行全新風(fēng)模式。非空調(diào)季節(jié)車站停止冷水，只執(zhí)行環(huán)控大系統(tǒng)，使車站具有通風(fēng)效果，也可根據(jù)現(xiàn)場情況，靈活調(diào)整通風(fēng)，改變風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，或關(guān)閉部分風(fēng)機(jī)等；尤其秋、冬季，是一個(gè)多風(fēng)的季節(jié)，室外具有很強(qiáng)的風(fēng)力，大系統(tǒng)執(zhí)行“只排不送”的通風(fēng)方式，關(guān)閉空調(diào)機(jī)組，開回排風(fēng)機(jī)，保持車站內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，外界的新風(fēng)進(jìn)入車站內(nèi)，送到公共區(qū)，然后通過樓梯口送入站臺層，可以實(shí)現(xiàn)車站內(nèi)的新風(fēng)獲取，節(jié)省能耗。

2.2環(huán)控小系統(tǒng)

西安地鐵車站小系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)，分為空調(diào)季全新風(fēng)和小新風(fēng)、通風(fēng)工況三種模式，可以根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整小系統(tǒng)的通風(fēng)方式，在不同的季節(jié)開啟不一樣的通風(fēng)模式。

空調(diào)季節(jié)小系統(tǒng)具有兩種通風(fēng)模式選擇，空調(diào)季全新風(fēng)和小新風(fēng)，由于空調(diào)季節(jié)車站開啟冷水系統(tǒng)，向車站提供冷源，從而可以減少送風(fēng)量，執(zhí)行空調(diào)季小新風(fēng)模式，向?qū)?yīng)區(qū)域進(jìn)行通風(fēng)，滿足設(shè)備的需求，如果出現(xiàn)高溫異常天氣情況，可以轉(zhuǎn)換為空調(diào)季全新風(fēng)模式，增大車站送風(fēng)量，同時(shí)調(diào)整冷水系統(tǒng)，減少冷水系統(tǒng)運(yùn)行功率。

2.3隧道通風(fēng)系統(tǒng)

隧道通風(fēng)系統(tǒng)由每個(gè)地下站站內(nèi)的四臺隧道風(fēng)機(jī)、兩臺軌道排熱風(fēng)機(jī)和區(qū)間設(shè)置的射流風(fēng)機(jī)組成。按照設(shè)計(jì)每天運(yùn)營開始和結(jié)束運(yùn)行半個(gè)小時(shí)，為隧道內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)換氣；軌道排熱風(fēng)機(jī)按照設(shè)計(jì)是每天運(yùn)營開始至結(jié)束開啟運(yùn)行，主要排除站臺軌行區(qū)的活塞風(fēng)及列車制動(dòng)產(chǎn)生的熱量。根據(jù)目前的運(yùn)行情況，可以相對減少隧道風(fēng)機(jī)和軌道排熱風(fēng)機(jī)的開啟及運(yùn)行時(shí)間，從而達(dá)到節(jié)能效果。全線隧道風(fēng)機(jī)可在運(yùn)營初期每周開啟一次，每次分段開啟隧道風(fēng)機(jī)，避免全線同時(shí)啟動(dòng)產(chǎn)生較大能耗，每次運(yùn)行20min，只在運(yùn)營開始前執(zhí)行早通風(fēng)，前期可以不運(yùn)行晚通風(fēng)，工作人員還可根據(jù)實(shí)際情況安排每天開啟的隧道風(fēng)機(jī)數(shù)量。軌道排熱風(fēng)機(jī)運(yùn)營初期空調(diào)季7:00-21:30運(yùn)行，非空調(diào)季節(jié)停運(yùn)；其余時(shí)間7:00-21:30間歇開啟。

2.4冷水系統(tǒng)

在列車運(yùn)營結(jié)束后，車站大系統(tǒng)已經(jīng)停運(yùn)，所有冷源全部供給車站小系統(tǒng)，由此可以減少冷水系統(tǒng)的運(yùn)行及工作頻率，控制冷機(jī)開啟數(shù)量，車站夜間只運(yùn)行一臺冷水機(jī)組，其余冷水機(jī)組停止運(yùn)行，運(yùn)營期根據(jù)客流及室外環(huán)境溫度選擇合適的時(shí)機(jī)開啟停運(yùn)冷水機(jī)組。運(yùn)營期間可以根據(jù)客流變化，以及早晚高峰、平峰、低峰時(shí)間段，結(jié)合溫差現(xiàn)象，調(diào)整冷水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，控制冷水系統(tǒng)的二通閥開度，改變車站的冷源供給情況。在客流高峰期保持原有冷水系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行狀態(tài)，不進(jìn)行調(diào)整；客流平峰與低峰可以對冷水系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)冷水系統(tǒng)的二通閥開度值，使開度值減小，甚至在低峰期可以減少冷水機(jī)組的開啟數(shù)量，這樣就能夠節(jié)省大部分能耗。

3　結(jié)語

機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備在地鐵運(yùn)營當(dāng)中大力應(yīng)用，尤其地鐵環(huán)控系統(tǒng)在地鐵運(yùn)營中擔(dān)當(dāng)服務(wù)于乘客的重大作用，但是這些機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備中的環(huán)控系統(tǒng)也是運(yùn)營工作中的能耗大戶。怎樣做好節(jié)能、更合理的使用環(huán)控系統(tǒng)，以及既能滿足環(huán)境需求，又能為乘客提供舒服的服務(wù)，更能達(dá)到節(jié)能的效果，需要進(jìn)一步的研究與分析，還需要不斷的運(yùn)營積累經(jīng)驗(yàn)。通過西安地鐵近幾年的運(yùn)營現(xiàn)狀，環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能主要可以通過調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行模式及設(shè)備開啟數(shù)量，以及利用外界自然條件來達(dá)到控制。

參考文獻(xiàn):

[1]胡文偉.城市軌道交通概論.北京：中國勞動(dòng)社會保障出版社，2009.

[2]錢以明.高層建筑空調(diào)與節(jié)能.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1990.