地铁环控系统回风风量节能控制研究

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1、中文图书分类号：TP273+.5密级：公开UDC：621.3学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：地铁环控系统回风风量节能控制研究论文作者：王思宇学科：控制工程指导教师：高学金副教授论文提交日期:2016年6月UDC：621.3单位代码：10005中文图书分类号：TP273+.5学号：S201202140密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：地铁环控系统回风风量节能控制研究英文题目：RESEARCHONENERGYSAVINGCONTROLOFRETURNAIRVOLUMEINSUBWAYENVIRONMENTALCONTROLSYS

2、TEM论文作者：王思宇领域：控制工程研究方向：通风空调系统节能控制申请学位：工程硕士专业学位指导教师：高学金副教授所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2016年6月2日授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：王思宇日期：2016年6月1日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京

3、工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：王思宇日期：2016年6月1日导师签名：高学金日期：2016年6月1日摘要摘要随着我国经济的高速发展以及城市化进程的不断推进，作为一种快速、稳定和舒适的交通工具，地铁在全国各大城市的建设如火如荼。由于地铁列车运动产生的热量、地铁车站内设备散发的热量以及人体自身的热量扩散到地铁车站内，使得地铁车站内的温度不断升高，会对地铁乘客的舒适性造成很大的影响。在夏季，通风降温仅仅依靠活塞风带来的

4、外部空气是远远不够的，地铁车站内的空气环境调节应利用地铁环控系统的控制来实现。虽然地铁环控系统对改善地铁车站内的空气质量有着十分重要的作用，但其日益增长的能耗，以及不断攀升的能源价格，致使地铁的运营成本不断增大，对地铁运营企业的经济效益造成严重的影响。根据地铁运营能耗的相关数据，地铁环控系统能耗占地铁运行总能耗的25%~35%。因此，研究地铁环控系统的节能方法与控制策略，是十分紧迫和必要的。本文的主要研究成果如下：（1）对Fluent软件的仿真模拟研究，往往仅能针对地铁车站内的温度场和流体场，难以实现对地铁环控系统的在线控制。而对于Trnsys软件的仿真模拟研究，虽然可以实现对地铁环控系统

5、的在线监控，但由于它是在假设地铁车站内空气是均匀分布的前提下，将地铁车站看作一个空气节点，无法有效的仿真模拟出地铁车站内的真实环境。因此本文提出Fluent-Trnsys联合仿真模型，利用Fluent软件模拟地铁车站内的流体分布和温度分布，Trnsys软件模拟地铁车站环控系统的设备及其控制，结合两个软件的不同优势，对地铁环控系统进行仿真模拟。（2）对地铁车站现阶段定频控制策略以及一种常用的节能控制策略变频控制策略进行了深入的分析。针对变频控制策略中回风风阀始终处于常闭状态所导致的能源浪费问题，提出基于二氧化碳浓度的回风风量控制策略。以北京某高校地铁实训平台为仿真对象，使用Fluent-Tr

6、nsys联合仿真模型对定频控制策略、变频控制策略以及基于二氧化碳浓度的回风风量控制策略进行了实验对比。实验结果表明与定频控制策略和变频控制策略相比，基于二氧化碳浓度的回风风量控制策略具有较好的控制效果和节能效果。（3）实现基于二氧化碳浓度的回风风量控制策略的PLC程序和组态监控界面。以北京某高校地铁实训平台为实验对象，把变频控制策略作为对照实验，检验基于二氧化碳浓度的回风风量控制策略的控制效果和节能效果。其实验结果表明，与变频控制策略相比，基于二氧化碳浓度的回风风量控制策略可以在保证地铁车站内人员舒适度的前提下，取得显著的节能效果。-I-北京工业大学工程硕士专业学位论文关键词：地铁环控系统

7、；回风风量；节能；二氧化碳；风阀-II-AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomyandthecontinuousprogressoftheurbanizationprocess,asafast,stableandcomfortablemeansoftransportation,likearagingfireinsubwayconstructionint