王偉

昆明地鐵運(yùn)營有限公司 云南昆明 650000

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，地鐵中的通風(fēng)系統(tǒng)消耗能源所占比例大約是地鐵運(yùn)行消耗總能源的50%。由此可得，控制地鐵能源消耗的最關(guān)鍵一步就是優(yōu)化完善地鐵的通風(fēng)系統(tǒng)。針對(duì)我國目前所使用的地鐵通風(fēng)系統(tǒng)中所存在的問題進(jìn)行探討和論述，還根據(jù)我國目前的能源管理情況進(jìn)行分析和調(diào)整，利用一系列方式對(duì)節(jié)能進(jìn)行改進(jìn)，所有的措施都是為了節(jié)能減排和提高地鐵運(yùn)行帶來的效益[1]。

1 我國目前所使用的地鐵通風(fēng)系統(tǒng)能源消耗的具體情況

1.1 建立地鐵通風(fēng)系統(tǒng)機(jī)制

（1）開式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)是應(yīng)用機(jī)械或”活塞效應(yīng)”的方法使地鐵內(nèi)部與外界交換空氣，利用外界空氣冷卻車站和隧道。①活塞通風(fēng)當(dāng)列車的正面與隧道斷面面積之比(稱為阻塞比)大于0.4時(shí)，由于列車在隧道中高速行駛，由于活塞作用使列車正面的空氣受壓，形成正壓，列車后面的空氣稀薄，形成負(fù)壓，由此產(chǎn)生空氣流動(dòng)?；钊L(fēng)量的大小與列車在隧道內(nèi)的阻塞比、列車行駛速度、列車行駛空氣阻力系數(shù)、空氣流經(jīng)隧道的阻力等因素有關(guān)。因此對(duì)于全部應(yīng)用活塞風(fēng)來冷卻隧道的系統(tǒng)來說，應(yīng)計(jì)算活塞風(fēng)井的間距及風(fēng)井?dāng)嗝娉叽?，讓換氣量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。②機(jī)械通風(fēng)當(dāng)活塞式通風(fēng)不能滿足地鐵除余熱與余濕的要求時(shí)，要設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。車站通風(fēng)一般為橫向的送排風(fēng)系統(tǒng)；區(qū)間隧道一般為縱向的送排風(fēng)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)具備排煙功能。區(qū)間隧道較長時(shí)，宜在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井。對(duì)于當(dāng)?shù)貧鉁夭桓?，運(yùn)量不大的地鐵系統(tǒng)，可設(shè)置車站與區(qū)間連成一起的縱向通風(fēng)系統(tǒng)，從而提高車站環(huán)境通風(fēng)效果。

（2）閉式系統(tǒng)。閉式系統(tǒng)使地鐵內(nèi)部基本上與外界大氣隔斷，僅供給滿足乘客所需的新鮮空氣量。車站一般采用空調(diào)系統(tǒng)，而區(qū)間隧道的冷卻是借助于列車運(yùn)行的”活塞效應(yīng)”攜帶一部分車站空調(diào)冷風(fēng)來實(shí)現(xiàn)。這種系統(tǒng)多用于當(dāng)?shù)刈顭嵩碌脑缕骄鶞囟雀哂?5℃、且運(yùn)量較大、高峰時(shí)間內(nèi)每小時(shí)的列車運(yùn)行對(duì)數(shù)和每列車車輛數(shù)的乘積大于180的地鐵系統(tǒng)[2]。在過渡季節(jié)，因車站與地鐵沒有隔開，地鐵內(nèi)的空氣由于列車活塞效應(yīng)通過站臺(tái)門上部及車站乘客上下車的車門，最后通過站端的活塞風(fēng)井與外界進(jìn)行通風(fēng)換氣，通過這一功能，車站不需要開啟通風(fēng)，在某一程度上節(jié)約了成本，降低了耗能。

1.2 通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行控制方面的不足

通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行控制方面包含較多的技術(shù)性問題，如風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速控制策略、風(fēng)水聯(lián)動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)等，這些技術(shù)的合理運(yùn)用可以使暖通空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)要求。但在實(shí)際工作中，通風(fēng)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)沒有得到重視，而且從事空調(diào)檢修保養(yǎng)的工作人員缺乏專業(yè)水平，從而讓設(shè)備狀態(tài)達(dá)不到最佳運(yùn)行狀態(tài)，而導(dǎo)致地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)耗能浪費(fèi)，居高不下。

2 地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

2.1 風(fēng)閥控制新風(fēng)量節(jié)能

根據(jù)地鐵的有關(guān)數(shù)據(jù)客流量一般在一天的早上6：30-8：30和下午5：00-7：00期間，即上下班高峰期最大均超過全天平均流量的50%，尤其是在早上7：30時(shí)達(dá)到最大值所以控制環(huán)控系統(tǒng)夏季的新風(fēng)量使其適應(yīng)客流量的變化可以達(dá)到節(jié)能的目的。目前車站運(yùn)行模式看新風(fēng)量由新風(fēng)風(fēng)機(jī)固定提供的，通過風(fēng)閥的開啟程度來控制。因此可以根據(jù)客運(yùn)情況，由站上焓值量反映到中央系統(tǒng)控制風(fēng)閥開度，滿足車站新風(fēng)量供給。

2.2 變頻調(diào)速控制節(jié)能

在地鐵環(huán)控系統(tǒng)中由于車站設(shè)備管理用房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)（小系統(tǒng)）的容量較小采用變頻調(diào)速的意義不大，而制冷空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)（水系統(tǒng)）中冷凍機(jī)已具有負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)功能所以可不對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，另外隧道通風(fēng)系統(tǒng)（TVF系統(tǒng)）平時(shí)不運(yùn)行火災(zāi)排煙時(shí)全速運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)能潛力較小，也可以不作變頻考慮；而大系統(tǒng)一般采用定風(fēng)量一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)在車站兩端的環(huán)控機(jī)房及風(fēng)道中分別布置2臺(tái)組合式空調(diào)箱，2臺(tái)回/排風(fēng)機(jī)和1臺(tái)空調(diào)新風(fēng)機(jī)，其中空調(diào)新風(fēng)機(jī)的功率較小一般為4kW，可以不考慮變頻，因此主要考慮組合式空調(diào)箱和回/排風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速即可。換句話說，變頻調(diào)速技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行，根據(jù)地鐵內(nèi)部的空氣質(zhì)量來選擇地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，一方面，不僅保證了地鐵內(nèi)部空氣的質(zhì)量，滿足最基本的環(huán)境需求。另一方面，還控制了地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)能源消耗的總量，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2.3 空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能

車站空調(diào)水系統(tǒng)一般采用定水量系統(tǒng)，即冷水機(jī)組和水泵的水量不變?cè)谀┒嗽O(shè)備（組合式空調(diào)箱等）設(shè)置電動(dòng)二通閥，在供回水干管或集水器和分水器之間設(shè)置壓差調(diào)節(jié)閥，通過改變水流量來適應(yīng)空調(diào)區(qū)域負(fù)荷的要求可以達(dá)到節(jié)能的目的。通過對(duì)離心式螺桿式和活塞式冷水機(jī)組在部分負(fù)荷運(yùn)行是否穩(wěn)定，是否節(jié)能等的比較認(rèn)為：低負(fù)荷時(shí)不會(huì)發(fā)生喘振COP值居中且負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大（20%-100%）的螺桿式機(jī)組適合于地鐵[3]。

2.4 冰蓄冷集中供冷站

在國內(nèi)地鐵設(shè)計(jì)中一般是每個(gè)車站單獨(dú)設(shè)置制冷站，并采用螺桿式制冷機(jī)組。而集中制冷站是利用大型冷水機(jī)組生產(chǎn)冷水通過輸水管路輸送到各個(gè)分散用戶，這樣可以節(jié)約每個(gè)用冷單位的制冷設(shè)備和機(jī)房面積，合理調(diào)配各單位的用冷負(fù)荷，從而提高冰蓄冷集中供冷站的作用。

3 結(jié)語

地鐵通風(fēng)系統(tǒng)中最重要的組成之一就是空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，所以相關(guān)單位要給予地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的能源消耗量足夠的重視，如果不能針對(duì)能源消耗的問題進(jìn)行足夠的關(guān)注，那么地鐵通風(fēng)系統(tǒng)所消耗的能源對(duì)于社會(huì)的資源來說是一筆不小的損耗，這就不利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。