蔡衛(wèi)廷

摘 要：本文首先提出地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成，然后闡述了地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施，主要包括地鐵通風(fēng)空調(diào)集成系統(tǒng)、空氣-水空調(diào)系統(tǒng)、集中供冷技術(shù)，最后基于優(yōu)化地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)控制方案，以此來論述地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的具體應(yīng)用，通過不斷分析旨在不斷提高地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時(shí)滿足節(jié)能效果的本質(zhì)需求，僅供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵;通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng);節(jié)能;措施

目前，我國能源形勢比較嚴(yán)峻化，為了確保我國中長期能源供需的高度平衡，節(jié)約能源和提高能源利用效率是至關(guān)重要的。出自于國內(nèi)資源、國際資源可獲量的分析，中國必須要注重能源利用效率的提升，確保與經(jīng)濟(jì)增長水平高度一致。針對于地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗，在整個(gè)地鐵系統(tǒng)能耗中占據(jù)著重要的地位，其在整個(gè)地鐵能耗的占比最高可達(dá)35%左右。而地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用電量，在地鐵車站總用電量的 比例可達(dá)70%。在能耗及能源價(jià)格的雙重影響下，明顯增加了地鐵運(yùn)營成本，而且對于地鐵運(yùn)營企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也產(chǎn)生了極大的影響?；诖?，應(yīng)加強(qiáng)最新科技成果的應(yīng)用，滿足節(jié)約能源的需求，將有限能源的作用充分發(fā)揮出來，不斷提高地鐵運(yùn)營成本的控制水平，并在整體上為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展助益。由此可以看出，開展地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能工作非常有必要。

一、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成

（一）隧道通風(fēng)系統(tǒng)

對隧道通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行劃分，車站隧道排風(fēng)系統(tǒng)、區(qū)間隧道通 風(fēng)系統(tǒng)為重要的構(gòu)成內(nèi)容。其中，針對于后者，其構(gòu)成主要包括風(fēng)道、消聲器、隧道風(fēng)機(jī)等，在其作用方面，可以給予全部線路的機(jī)械通風(fēng)強(qiáng)有力的扶持，尤其在早上列車出發(fā) 前等。在正常運(yùn)行過程中，在活塞反應(yīng)的作用下，可以有效消除隧道內(nèi)的多余濕熱，以此來防止隧道內(nèi)溫度出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。在列車在隧道內(nèi)發(fā)生停滯的形勢下，適當(dāng)通風(fēng)量應(yīng)向停滯區(qū)域進(jìn)行輸送，最大程度地確保列車空調(diào)器等設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)的正常性。而相比于區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)，車站隧道排風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成部分與其差異并不大，在其應(yīng)用設(shè)備中，排熱風(fēng)機(jī)占據(jù)著主導(dǎo)的地位。分析其作用，主要是指在列車進(jìn)站時(shí)，可以迅速消除空調(diào)設(shè)備產(chǎn)生的多余熱量。此外，面對火災(zāi)情況的出現(xiàn)，可以給予車站排除煙霧相應(yīng)的協(xié)助作用。

（二）大系統(tǒng)

一般來說，運(yùn)風(fēng)機(jī)、配合式空調(diào)機(jī)組閥門等為其重要的構(gòu)成。在其正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可以將較為舒適化的環(huán)境提供給乘客。面對火災(zāi)事故的發(fā)生，大系統(tǒng)可以順利排出煙霧，并實(shí)現(xiàn)適量的迎面風(fēng)速的供給，以此來對乘客予以正確疏導(dǎo)，確保疏散的及時(shí)性。

（三）小系統(tǒng)

借助小系統(tǒng)的支持，可以給予列車人員的工作環(huán)境得以保證，并確保設(shè)備的正常運(yùn)作。在發(fā)生火災(zāi)事故以后[1]，借助小系統(tǒng)，可以及時(shí)隔離起火點(diǎn)與煙霧，或確保煙霧的順利排出。

（四）蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中，冷卻介質(zhì)主要包括空氣與水，并在水分蒸發(fā)的作用下，可以消除或帶走制冷劑的冷凝熱量。一般來說，借助水泵，可以使冷卻水實(shí)現(xiàn)向冷凝管組上部噴嘴的順利傳送，并實(shí)現(xiàn)在冷凝排管外表面的均勻噴灑，促使薄水膜的形成。而且高溫氣態(tài)制冷劑會(huì)進(jìn)入到冷凝排管組上部，其熱量的吸收主要借助于管外冷卻水來進(jìn)行。在水蒸氣的部分水蒸發(fā)的同時(shí)，還有諸多會(huì)向下部集水盤中進(jìn)行均勻流出，以此來給予供水泵循環(huán)利用一定的支持。

二、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

（一）地鐵通風(fēng)空調(diào)集成系統(tǒng)

目前，地鐵通風(fēng)空調(diào)集成系統(tǒng)的出現(xiàn)，可以使減小機(jī)房面積、降低設(shè)備投資等一系列需求得到滿足，而且與通風(fēng)、空調(diào)、火災(zāi)工況也有著密切的聯(lián)系。對該系統(tǒng)的思路進(jìn)行分析，可以密切整合現(xiàn)有的區(qū)間隧道事故通風(fēng)系統(tǒng)、車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，在設(shè)備、風(fēng)道等共同使用的作用下，使兩種系統(tǒng)融為一體，統(tǒng)一好處理各種工況下的需求，確保通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)建具有形式簡單、功能齊全等優(yōu)勢。而且電動(dòng)可開啟式大型表冷器等空氣處理設(shè)備也得到了廣泛應(yīng)用，最大程度地保證系統(tǒng)功能。相比于傳統(tǒng)系統(tǒng)，對于集成系統(tǒng)來說，其通風(fēng)空調(diào)機(jī)房、土建風(fēng)道面積至少可以降低5000m2左右。此外，借助風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)的應(yīng)用，與節(jié)能目標(biāo)也是高度一致的。相比于傳統(tǒng)閉式系統(tǒng)，集成系統(tǒng)各車站的年運(yùn)營費(fèi)用可以節(jié)省數(shù)萬元。

（二）空氣-水空調(diào)系統(tǒng)

現(xiàn)如今，全空氣系統(tǒng)，在地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中享有較高的影響力。但是該系統(tǒng)也存在著一定的缺陷，也就是風(fēng)管、空調(diào)機(jī)房所占用的地下空間較大，一定程度上明顯增加土建成本;此外，集中處理的空氣在長距離輸送中，其輸送效率并不高，冷量損失比較嚴(yán)重化。對此空氣-水空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。針對于該系統(tǒng)，通過對暗挖車站的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的應(yīng)用，風(fēng)機(jī)盤管往往在拱形結(jié)構(gòu)上部進(jìn)行布置，空調(diào)冷水在盤管進(jìn)行送入，新風(fēng)則借助專用風(fēng)管，實(shí)現(xiàn)向車站的順利送入?；谕L(fēng)工況，可以為新風(fēng)送入車站公共區(qū)提供極大的便捷;基于空調(diào)工況，新風(fēng)在與回風(fēng)混合后，再向風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行送入，以此來為冷卻處理提供支持，最后向車站公共區(qū)實(shí)現(xiàn)順利傳送。其中，在行車隧道的排水明溝，如果引入風(fēng)機(jī)盤管的凝結(jié)水，在蒸發(fā)冷卻方式的作用下，對于降低隧道溫度具有極大的幫助。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，通風(fēng)空調(diào)機(jī)房面積會(huì)得到不斷降低，車站結(jié)構(gòu)斷面會(huì)減小至5Om2，滿足土建投資的節(jié)約化需求。換言之，該系統(tǒng)不僅可以使運(yùn)營能耗得到有效控制，而且還可以防止運(yùn)行費(fèi)用出現(xiàn)浪費(fèi)新安詳。但是相比于傳統(tǒng)全空氣系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)在安裝維修和清洗方面，其工作量較大，而且系統(tǒng)控制的復(fù)雜性特點(diǎn)顯著?？諝?水空調(diào)系統(tǒng)的車站斷面示意圖如圖1所示：

（三）集中供冷技術(shù)

一般來說，散供冷、集中供冷的供冷方式，為地鐵車站空調(diào)水系統(tǒng)的重要構(gòu)成，這主要是根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)冷源設(shè)置的不同集中程度進(jìn)行劃分的?，F(xiàn)階段，對于分散供冷方式，在地鐵車站中有著較大的影響力，其技術(shù)的成熟較高。但是在集中供冷實(shí)踐應(yīng)用過程中，集中供冷開始在地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中越來越盛行。對于集中供冷來說，主要是指對全線地鐵車站不同的區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確劃分，將一個(gè)集中制冷站應(yīng)用在每個(gè)區(qū)域內(nèi)，借助集中制冷站，將低溫冷水提供給該區(qū)域內(nèi)多個(gè)地鐵車站的空調(diào)系統(tǒng)。通過對分散供冷進(jìn)行對比，集中供冷可以對制冷設(shè)備等予以集中設(shè)置，以此來對制冷機(jī)房數(shù)量和 占地面積予以很好地控制，使冷卻塔分站設(shè)置問題不再成為困擾，以免影響到城市景觀效果，其技術(shù)優(yōu)勢不容忽視。但是冷水由于輸送距離較遠(yuǎn)，明確提出了對保溫材料、管道工藝的要求，輸送能耗較為顯著，并且在輸送反應(yīng)方面，與時(shí)效性要求并不相符，對此加強(qiáng)自動(dòng)控制管理為首要的任務(wù)。

三、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的具體實(shí)踐應(yīng)用

以南通市某一地鐵線路為例，作為一大試驗(yàn)線，對于地鐵建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新提出了明確的要求，多種創(chuàng)新技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，如u形梁預(yù)埋槽道技術(shù)、光伏發(fā)電技術(shù)等，其中，光伏發(fā)電技術(shù)廣泛應(yīng)用在車輛段及高架站屋頂。為了將節(jié)能減排更好地落實(shí)下去，其具體做法主要包括：

（一）優(yōu)化地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.合理布置空調(diào)系統(tǒng)

基于規(guī)劃視角，對于設(shè)計(jì)人員來說，應(yīng)對機(jī)房、排風(fēng)系統(tǒng)的位置進(jìn)行合理設(shè)置，以此來作為機(jī)房與排風(fēng)口位置通風(fēng)順暢的扶持。而且應(yīng)將地鐵負(fù)荷的特征利用起來，合理安排空調(diào) 系統(tǒng)，最大程度地避免風(fēng)管直角彎的形成，確?？照{(diào)設(shè)備的正確選擇。同時(shí)，應(yīng)從地鐵線路、車站附近情況出發(fā)，確保空調(diào)系統(tǒng)布設(shè)的高度合理，充分彰顯出通風(fēng)空調(diào)的作用與優(yōu)勢。

2.大溫差送風(fēng)

其中，應(yīng)對設(shè)備管理用房的送分溫差予以適度增加。在加大送風(fēng)溫差以后，可以使送風(fēng)量得到減少，從而將通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行、投資費(fèi)用控制在合理范圍內(nèi)。但是如果電氣用房或車站變電的發(fā)熱量較大[2]，既要確保電氣設(shè)備空載不結(jié)露，也要對確保加大送風(fēng)溫差的合理性。

（二）優(yōu)化地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)控制方案

1.智能化系統(tǒng)控制

在智能化系統(tǒng)控制中，溫度控制、節(jié)能減排等內(nèi)容占據(jù)著重要的位置，通過集中融合節(jié)能技術(shù)與變頻技術(shù)，可以確保地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效果的穩(wěn)步提升。在車站公共區(qū)域的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，CO2濃度探測器、溫濕度傳感器等具有較高的應(yīng)用價(jià)值，而且瞬時(shí)客流密度值在控制系統(tǒng)中的輸入，可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的順利轉(zhuǎn)變，并實(shí)現(xiàn)向計(jì)算機(jī)內(nèi)的順利傳輸，在計(jì)算機(jī)中的實(shí)時(shí)控制程序的扶持下，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的錄入，并基于打印圖表的形式進(jìn)行輸出。同時(shí)，變頻器根據(jù)電壓或電流的輸入變化，以此來對風(fēng)機(jī)輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)化調(diào)整，從而不斷強(qiáng)化風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制水平，以此來更好地控制地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量?；诖?，可以確保送風(fēng)量的調(diào)節(jié)與風(fēng)量需求的變化高度一致，而且也有助于節(jié)能效果的提升。

2.風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能控制

對于傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)來說，在調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量方面，主要借助閥門來進(jìn)行，并借助更改系統(tǒng)阻力，以此來為調(diào)節(jié)風(fēng)量提供一定的依據(jù)?；诠?jié)能化視角，該方式并不可取，極容易導(dǎo)致浪費(fèi)情況的出現(xiàn)。分析其原因，主要由于其在無形中，會(huì)造成一部分功出現(xiàn)增大趨勢?，F(xiàn)如今，該方式在小型風(fēng)機(jī)中的適用性較強(qiáng)。但是如果風(fēng)機(jī)功率較大，借助更改風(fēng)機(jī)性能 曲線這一方式，可以為風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)提供極大的便捷。通常來說，進(jìn)口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)、改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等，對于改變風(fēng)機(jī)性能缺陷具有極大的幫助，對于進(jìn)口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)、改變?nèi)~片的寬度等方式，對于機(jī)械部件的要求較高，而改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式，僅僅需要改變電機(jī)輸入的電壓和電流即可，以此來保證調(diào)節(jié)作用，所以這一方式在改變風(fēng)機(jī)性能曲線的應(yīng)用價(jià)值較高。

四、結(jié)束語

從以上論述可以看出，針對于降低地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，其能源消耗工程不容忽視，對此應(yīng)對地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成予以高度了解，將設(shè)計(jì)專業(yè)和建筑專業(yè)等協(xié)作力度提升上來，積極滲透節(jié)能減排意識(shí)，實(shí)現(xiàn)與整體通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的緊密融合，而且也要不斷優(yōu)化地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)控制方案，在根源上確保地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果的穩(wěn)步提升。

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