萬永紅
摘 要:隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,城市的交通也發(fā)生了翻天覆地的變化,在一些大城市中,日常交通的負荷壓力越來越大,所以交通建設也成為社會發(fā)展的重要指標。在地面交通壓力逐漸增大的情況下。地鐵成為減輕城市地面交通壓力的主要辦法。我國的一些城市,如北京、廣州、深圳等地,也在逐漸的加快城市地鐵的建設。雖然地鐵在很大程度上緩解交通壓力,但是地鐵運行隨之而來的能耗也不可忽視。地鐵整個通風系統(tǒng)所消耗的能量,也達到了整個地鐵系統(tǒng)的45%。因此要想降低地鐵系統(tǒng)的整體能耗,就必須降低地鐵通風空調系統(tǒng)的能耗。文章通過對地鐵通風空調系統(tǒng)的分析和研究,提出從空調的設計到合理的布局,大溫差等措施具有良好的節(jié)水泵的變頻技術,動態(tài)節(jié)能可達到27%~28%,在很大程度上實現(xiàn)了地鐵通風空調系統(tǒng)的節(jié)能。
關鍵詞:地鐵;通風空調;系統(tǒng);節(jié)能;分析
由于地鐵自身具有速度快、效率高、載客量大等特點,地鐵已經(jīng)成為大城市中緩解城市交通壓力的重要手段。雖然我國的一些大城市已經(jīng)建立了比較發(fā)達的城市地鐵網(wǎng)絡,但是地鐵的發(fā)展和研究也還在不斷的深入。由于地鐵的網(wǎng)絡系統(tǒng)龐大,所以在運行能耗方面也引起了社會各界廣泛的關注。地鐵的通風空調系統(tǒng)是地鐵系統(tǒng)中非常重要的組成部分,在能耗方面也占了比較大的比例。因為在整個地鐵系統(tǒng)中,通風空調系統(tǒng)是非常龐大和復雜的,所以對能耗的影響也比較大。因此,要想減少地鐵通系統(tǒng)的能耗,就必須正視地鐵通風空調系統(tǒng)的能耗,必須科學合理的對通風空調系統(tǒng)進行全面的分析和探究,為地鐵通風空調系統(tǒng)的節(jié)能提供一些建議,從宏觀上減少整個國家的能耗。
1 通風空調系統(tǒng)能耗分析
地鐵通風系統(tǒng)的組成是比較龐大和復雜的,其主要部分包括列車隧道通風系統(tǒng)、車站候車室等公共區(qū)域通風空調系統(tǒng),車站設備管理房內的通風空調系統(tǒng),車站空調水系統(tǒng)。
1.1 列車隧道通風系統(tǒng)
列車隧道通風與空調系統(tǒng)是由兩部分呢組成的,一部分是區(qū)間隧道通風系統(tǒng),另一部分是車站隧道通風系統(tǒng)。區(qū)間隧道通風系統(tǒng),主要是在地鐵日常的運行中,對早晨列車開啟前和晚上列車停止后,隧道通風系統(tǒng)進行整體的全線的機械通風,在列車的正常運行中,主要就是通過隧道的活塞效應進行通風,以此來排除隧道內產生的熱量和潮濕,確保列車運行的隧道內溫度符合運行要求。當列車進站??炕蚬收贤\嚂r,隧道內能給列車提供一定的通風量,保證整列車的通風正常運行和空調設備正常運行。當列車是因為故障停車時,要及時的排除煙氣和控制煙氣流向,為乘客疏散和救援提供條件。
1.2 車站整體的通風系統(tǒng)
車站的大系統(tǒng)組成比較復雜,主要是空調、送風機、排煙機、風道等組成。當列車進行運行時,為乘客提供一個比較舒適的乘車環(huán)境。當車站內發(fā)生安全情況尤其是發(fā)生火災時,能夠及時的將煙霧排除。
1.3 車站通風小系統(tǒng)
車站通風小系統(tǒng),相對于車站大系統(tǒng)來說,組成幾乎相同,但是在作用上主要是為地鐵的工作人員服務,提供比較舒適的工作環(huán)境。以及為整體車站中的照明、設備、廣告、導向牌等提供能量。
對車站通風空調能耗的影響,主要因素是車站的客流量??土髁康淖兓瘜囌就L能耗的影響是十分大的,而且呈現(xiàn)正比的趨勢。例如每天地鐵客流量比較大的幾個時段,分別是早高峰和晚高峰。在這兩個時間段內,因為人流量比較大,所以車站通風空調的能耗比較高。而其他時間,相對來說人流量比較小,所以對車站內的能耗消耗比較少。除了客流量對通風空調系統(tǒng)的能耗有較大的影響之外,季節(jié)的變化也會對車站內的通風空調系統(tǒng)能耗產生一定的影響。所以要想在最大程度上使得車站排風系統(tǒng)節(jié)能,就必須采取一系列行之有效的辦法。
在客流量遠未達到設計額定值,空調系統(tǒng)在小負荷的情況下,如何根據(jù)實際負荷需求對風量、水量進行調節(jié),是空調系統(tǒng)節(jié)能的關鍵。
2 通風空調系統(tǒng)節(jié)能策略
從空調負荷分析,人員及新風負荷是系統(tǒng)節(jié)能的重點,這需要根據(jù)實際負荷需求對風量、水量進行調節(jié)。所以要想在最大程度上減少系統(tǒng)地鐵排風系統(tǒng)的能耗,就必須根據(jù)車站具體的情況來調節(jié)風機、水泵等地運行狀態(tài),以此來降低地鐵通風系統(tǒng)的能耗,實現(xiàn)地鐵通風空調系統(tǒng)的節(jié)能。
2.1 優(yōu)化設計階段的節(jié)能
在車站的設計時,應該立足于地鐵運行的實際情況,與其他設計專業(yè)合作進行整體設計,盡量的優(yōu)化風道、房間等的設置。在風井和機房位置的設置上,也好盡可能的保持路程的暢通,盡量的減少直角的設計,這樣就能在最大程度上減少了不合理的設計,減少了不必要的投入在后期的地鐵運行中,也能減少通風空調系統(tǒng)的耗能。
在地鐵通風空調系統(tǒng)進行設計時,就應該充分的考慮節(jié)能這一問題。地鐵設計人員應該盡可能的結合地鐵的實際負荷情況,優(yōu)化系統(tǒng)的位置,盡量的減少直角的設計,科學合理的選擇空調和通風設備,最大程度上的實現(xiàn)節(jié)能的目標。
2.2 風機變頻風量調節(jié)
因為地鐵的本質屬性是載客,所以地鐵在運行的過程中會呈現(xiàn)出很多的不穩(wěn)定性,所以在具體的空調設計中要根據(jù)不同情況下的地鐵運行載客情況進行計算。在客流量比較少的時候,來通過一些有效的方式減少地鐵系統(tǒng)的通風和空調系統(tǒng)流量、風量。當客流量比較大的時候,再通過一些手段來增強地鐵通風空調系統(tǒng)的負荷。而這種行之有效的方式就是采用變頻器,變頻器的使用,可以調控通風和空調系統(tǒng)的,變頻器的使用再最大程度上對地鐵通風空調系統(tǒng)進行調節(jié),減輕了能源的浪費,實現(xiàn)了資源的節(jié)約。
2.3 空調水系統(tǒng)流量調節(jié)
在空調系統(tǒng)中,對冷凍水泵和冷卻水泵的選擇,一般是根據(jù)地鐵車站的容量進行設計和采用的,一般都是按照車站的最大負荷來選擇的,并且還在一定程度上留有余地。但是根據(jù)現(xiàn)行車站的運行情況來看,地鐵的通風空調系統(tǒng)一般都處于低負荷的運行狀態(tài),因此要想在最大程度上減輕地鐵通風空調的能耗,采用變頻控制器是比較理想的方式,也是最為簡便和有效的方式。
2.4 采用不同的運行模式
上文提到季節(jié)的變化也會對地鐵通風空調系統(tǒng)產生影響,所以要盡可能的通過季節(jié)的變化來產生自然風等方式來減少地鐵通風空調的能耗。例如在夏季,天氣炎熱,空調能耗較高,這時就可以采用自然冷源來達到減少空調能耗的目的。
第一,空調小新風工況。當站外空氣焙值大于車站空調大系統(tǒng)回風空氣焙值時,空調系統(tǒng)采用小新風加一次回風運行。
第二,空調全新風工況。當?shù)罔F車站外的空氣焙值略小于車站的空調大系統(tǒng),并且站外的空氣溫度略大于地鐵空調送風溫度是,就可以采用全新的新空調系統(tǒng),經(jīng)過空調處理器處理后的新風送至空調區(qū)域,在最大程度上實現(xiàn)了地鐵通風空調節(jié)能的目的。
3 結語
經(jīng)過一系列的分析和研究之后發(fā)現(xiàn),地鐵車站通風空調系統(tǒng)可以根據(jù)不同時期的運行需求對風量和水量進行調整,并根據(jù)不同的季節(jié)需求進行相應的空調控制,這樣都能起到比較好的節(jié)能效果。除此之外還可以在地鐵的設計階段,就可以進行地鐵能耗的設計,盡量的采用設計方案對地鐵的通風空調系統(tǒng)進行科學合理的設計。雖然這些方式都能節(jié)省地鐵的能耗,但是在設計上也必須與其他相關專業(yè)相結合,將節(jié)能意識貫穿于整個設計階段。雖然現(xiàn)在地鐵空調通風系統(tǒng)設計比較先進,但是問題仍然存在,但是隨著科學技術的發(fā)展,地鐵通風空調系統(tǒng)也必然會有更為寬廣的空間。
參考文獻
[1] UB50157-2003,地鐵設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社, 2015(07):56-57.
[2] 朱穎心.水力網(wǎng)絡流動不穩(wěn)態(tài)過程的算法[J].清華大學學報,2015,5(29):32-33.
[3] 朱培根,朱穎心,李曉鋒.地鐵環(huán)控系統(tǒng)模擬與能耗分析[J].地下空間,2015,24(02):88-89
[4] 朱培根,朱穎心,李曉鋒.地鐵通風與熱模擬方案及其分析廠[J].流體機械,2014,32(11):45-46.