王明坤（天津市地下鐵道運(yùn)營(yíng)有限公司,天津　300222）

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地鐵環(huán)控系統(tǒng)變頻技術(shù)的應(yīng)用

王明坤
（天津市地下鐵道運(yùn)營(yíng)有限公司,天津300222）

摘 要：當(dāng)今地鐵處于發(fā)展的高峰期，地鐵環(huán)控系統(tǒng)如何保證在正常運(yùn)營(yíng)以及不影響乘客舒適度情況下，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，是目前研究的熱點(diǎn)，縱觀當(dāng)代地鐵環(huán)控系統(tǒng)，大多的系統(tǒng)中采用變頻技術(shù)，使用變頻能夠提高地鐵環(huán)控系統(tǒng)的運(yùn)行效率，從而達(dá)到節(jié)能減排的要求；其次在地鐵環(huán)控系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)，包括通風(fēng)風(fēng)機(jī)、排熱風(fēng)機(jī)、回排風(fēng)機(jī)、組合式空調(diào)機(jī)組等采用變頻技術(shù)進(jìn)行控制，可以激發(fā)環(huán)控系統(tǒng)的巨大潛力，在地鐵環(huán)控系統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)提高運(yùn)行效率并節(jié)能降耗的同時(shí)，能夠有效提升地鐵運(yùn)營(yíng)的乘客體驗(yàn)。本文在介紹地鐵環(huán)控系統(tǒng)的組成以及結(jié)構(gòu)的同時(shí)，將變頻技術(shù)在地鐵環(huán)控中的應(yīng)用做了介紹。

關(guān)鍵詞：環(huán)控系統(tǒng)；通風(fēng)空調(diào)；變頻；應(yīng)用

1　地鐵環(huán)空系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1結(jié)構(gòu)與組成

地鐵環(huán)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，包括通排風(fēng)以及空調(diào)等設(shè)備，例如負(fù)責(zé)通排風(fēng)的各類風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥以及空調(diào)系統(tǒng)的組合式空調(diào)機(jī)組、水冷冷水機(jī)組、風(fēng)冷冷水機(jī)組等，在地鐵環(huán)控系統(tǒng)的隧道風(fēng)機(jī)、排熱風(fēng)機(jī)以及組合式空調(diào)機(jī)組中使用的變頻器，內(nèi)置具有功率因數(shù)校正功能的整流器，同時(shí)內(nèi)置逆變器，還具有其他各種功能作用的控制電路，由MCU根據(jù)變風(fēng)量需求的設(shè)計(jì)方案對(duì)環(huán)控系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行控制，環(huán)境溫度、多聯(lián)機(jī)信息以及室內(nèi)機(jī)的通信同樣也主要依靠該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。壓縮機(jī)與風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，無(wú)位置傳感器矢量是控制功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，在高溫、高壓、密封運(yùn)行空間中能夠盡量減少其影響，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)排風(fēng)以及空調(diào)制冷按照環(huán)境溫度控制要求運(yùn)行。

1.2設(shè)計(jì)要求

地鐵環(huán)控設(shè)計(jì)首先是要保證正常運(yùn)行期間，乘客的舒適度，而在此基礎(chǔ)上，我們要分析車(chē)站公共區(qū)域的熱濕負(fù)荷變化規(guī)律，確定出相應(yīng)的風(fēng)機(jī)變頻轉(zhuǎn)速變化規(guī)律，針對(duì)上述要求，可編程控制器PLC可以選作環(huán)控系統(tǒng)的關(guān)鍵控制單元，環(huán)控控制系統(tǒng)的一般要求，一、地鐵正常運(yùn)行時(shí)對(duì)車(chē)站公共區(qū)域以及隧道進(jìn)行排熱排濕，保證車(chē)站內(nèi)乘客舒適度的同時(shí)，隧道內(nèi)的熱濕負(fù)荷也要符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范。此外，對(duì)于隧道環(huán)控通風(fēng)以及車(chē)站的環(huán)控空調(diào)系統(tǒng)，如各種送、排風(fēng)機(jī)、排熱風(fēng)機(jī)以及各自的聯(lián)動(dòng)裝置和風(fēng)閥以及組合式空調(diào)機(jī)組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等都要求相應(yīng)的IO接口，該接口能夠與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，將設(shè)備狀態(tài)和信息傳輸?shù)奖O(jiān)控設(shè)備中。

2　變頻技術(shù)在環(huán)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1節(jié)能降耗

當(dāng)今時(shí)代國(guó)家提倡可持續(xù)發(fā)展，地鐵環(huán)控系統(tǒng)采用變頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)家能源的可持續(xù)利用，同時(shí)利用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能控制，可以實(shí)現(xiàn)地鐵環(huán)控系統(tǒng)對(duì)負(fù)載的自動(dòng)適應(yīng)和調(diào)整，拉高供電電網(wǎng)的功率因數(shù)，有效降低能耗。將變頻技術(shù)應(yīng)用到環(huán)控供水系統(tǒng)中，水泵揚(yáng)程與供水流量的需求也可以得到最大程度滿足，供水系統(tǒng)中的節(jié)水器，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速與管道水流量的同時(shí)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的閥門(mén)功能，還能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的。環(huán)控系統(tǒng)中的變頻器技術(shù)，可以利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)地鐵內(nèi)的設(shè)備能耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，最終可以形成對(duì)不同設(shè)備用電的數(shù)據(jù)分析，并將其進(jìn)行對(duì)比，改變控制方法以及程序，在遠(yuǎn)程就可以實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警，可以有效減少變頻設(shè)備的故障發(fā)生率，因此可以減少設(shè)備因?yàn)楣收隙鴮?dǎo)致的能源的浪費(fèi)，確保地鐵安全運(yùn)行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

2.2地鐵熱濕負(fù)荷的智能控制

地鐵公共區(qū)域的熱濕負(fù)荷是隨著客流量、列車(chē)運(yùn)行圖以及氣候不斷變化的一個(gè)變量，首先我們要確定上述這行因素引起負(fù)荷的波動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而根據(jù)這個(gè)波動(dòng)規(guī)律我們可以計(jì)算出車(chē)站公共區(qū)域逐時(shí)通風(fēng)量，而利用變頻系統(tǒng)中的溫濕度變送器數(shù)據(jù)，可以對(duì)環(huán)控系統(tǒng)中風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)以及排風(fēng)的風(fēng)量進(jìn)行檢查和計(jì)算，可以根據(jù)上述數(shù)據(jù)對(duì)通風(fēng)空調(diào)的系統(tǒng)模式進(jìn)行定期變更，這樣可以保證地鐵公共區(qū)域內(nèi)的熱濕負(fù)荷處于正常范圍。

2.3對(duì)環(huán)境保護(hù)有利

變頻技術(shù)引入地鐵環(huán)控系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的有效保護(hù)，在降低環(huán)境污染的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能降耗。針對(duì)環(huán)保節(jié)能的要求，在環(huán)控的變頻設(shè)計(jì)中，需要將水系統(tǒng)的變流量做相應(yīng)的改造，這樣在有效節(jié)約電能的同時(shí)，同時(shí)改造后可以使通風(fēng)空調(diào)等設(shè)備在最優(yōu)的狀態(tài)下開(kāi)啟通風(fēng)制冷模式，這樣做的結(jié)果同時(shí)順應(yīng)國(guó)家節(jié)能的號(hào)召。此外利用變頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)，包括冷卻塔等的水資源的節(jié)約，從而能夠在變流量模式下進(jìn)行控制，空調(diào)水系統(tǒng)中含有很多種類的腐蝕性生物，在流速較低的狀況下對(duì)水管的材質(zhì)具有很大的影響，變流量的控制策略中的冷水機(jī)組，利用特殊物質(zhì)進(jìn)行改造，這樣的吸收式冷水機(jī)組，能夠確保水系統(tǒng)在變流量的情況下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。此外還可以降低系統(tǒng)中設(shè)備故障的發(fā)生。

2.4提高環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備的壽命

利用地鐵內(nèi)相關(guān)風(fēng)管和水管傳感器的數(shù)據(jù)分析，可以得到環(huán)境控制所需要的各種參數(shù)，在環(huán)控系統(tǒng)中采用變頻技術(shù)，利用微型計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，可以實(shí)現(xiàn)地鐵環(huán)控系統(tǒng)對(duì)負(fù)載的自動(dòng)適應(yīng)和調(diào)整，拉高供電電網(wǎng)的功率因數(shù)，有效降低能耗，同時(shí)減小通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)械磨損，電機(jī)的使用壽命也可以得到延長(zhǎng)；另外地鐵環(huán)控系統(tǒng)采用變頻技術(shù)，還便于工人對(duì)環(huán)控設(shè)備進(jìn)行維修，同時(shí)變頻技術(shù)可以對(duì)電流限幅、過(guò)壓失速以及短路、過(guò)壓等實(shí)現(xiàn)保護(hù)，降低電能以及水資源的消耗，節(jié)電器的軟啟動(dòng)功能也能夠較好的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)空調(diào)水流量也可以得到有效調(diào)節(jié)，減少?zèng)_擊的發(fā)生。

3　結(jié)束語(yǔ)

變頻技術(shù)在地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的使用，可以控制風(fēng)機(jī)進(jìn)行分級(jí)運(yùn)行，按照不同時(shí)間段的需求進(jìn)行連續(xù)變頻運(yùn)行，在降低地鐵電力以及水資源能耗的同時(shí)，使系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命得到了延長(zhǎng)，能量轉(zhuǎn)化效率也得到了有效提高，在環(huán)控系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大的作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能減排的目的。

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作者簡(jiǎn)介：王明坤（1987-），男，助理工程師，主要從事：地鐵環(huán)控系統(tǒng)檢修及故障診斷工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.077