地铁通风空调系统智能化控制和节能探究

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1、地铁通风空调系统智能化控制和节能探究　　【摘要】地铁的快捷和方便，使得其成为我国大型城市解决日益紧张的交通问题的主要方式。目前，我国各大城市都在积极发展地铁项目，为城市的迅速发展解决交通问题。地铁系统的日常运行，需要消耗大量的能源，而通风空调系统在地铁的日常运行中，其能源消耗占到地铁系统总能源消耗的40％以上。本文介绍了地铁车站通风空调系统的组成、原理、特征等，指出了常规的地铁通风空调系统控制方案的不足之处，提出了更为优化的控制模型。本文提出采用智能化控制地铁通风空调系统设备运行的观点，根据负荷的变化，实时控制系统设备的运行，节约运行费用，降低系统能耗。给出了地铁车站通风空调系统节能优化控

2、制思路，提出了一种优化控制方案。【关键词】地铁通风空调系统；智能化控制；节能一、引言7地铁运营的直接成本近40％是电费，而其中50％是环控系统消耗，因此环控系统的节能尤为重要。而传统的地铁空调通风系统中的大型风机、空调箱、水泵等设备，采用单一的固定频率运行，不能根据地铁车站负荷的变化进行自动调节，耗费了大量的能源。因此，如何采用先进的技术对空调通风系统中的大型风机、空调箱、水泵等设备进行智能控制，有效地降低地铁空调通风系统的运行成本，成为地铁节能领域的一个重要的课题。同时地铁车站通风空调系统能耗约占整个地铁车站能耗的50％以上，因而减少通风空调系统能耗对地铁车站节能十分重要。根据地铁空调负

3、荷的变化特点，对地铁通风空调系统风机采用变频节能技术进行了研究。二、有关地铁通风空调系统的相关概念1、地铁空调系统概念所谓的地铁空调系统主要用于控制地下空间中空气的温度、湿度、空气质量以及空气的流速。在正常运行期间，提供舒适的人工环境，满足顾客以及乘务人员的生理以及心理需求；当列车停留在隧道时，为区间提供通风，短时间内为车厢提供可接受的环境，确保列车正常运行。同时地铁空调系统能提供必要的空气温度、湿度与洁净度，保持地铁设备的正常运转[1]。2、地铁通风空调系统组成地铁车站通风空调系统由大系统、小系统和水系统构成，三部分组成一个有机的整体，共同作用完成车站环境参数的自动调节。大系统和小系统负

4、责车站公共区和设备管理用房的通风、排风以及车站温湿度的控制等。水系统为车站空调系统提供冷源，使组合空调机组完成热交换过程，从而实现地铁车站温度调节。3、地铁通风空调系统原理7在地铁运营时，空调新风机负责向站内输送新风；回排风机负责站内排风；组合空调机组兼具送风和制冷两个方面的功能。组合空调通过冷冻水回路和空调水系统相连，将制冷后带有设备热负荷的冷冻水通过冷冻泵输送到空调水系统的冷水机组，冷水机组通过热交换将冷冻水热量转移到冷却水，通过冷却水回路和冷却塔将热量排放到大气中。同时冷水机组将热交换后形成的冷源(不带热负荷的冷冻水)回馈到空调机组以便站内制冷。另外，地铁列车在进站、停站、出站时都会

5、产生大量的热量，这些热量不仅对列车车体造成损害，也会使隧道内的温度升高而危及隧道设备的安全，隧道通风系统利用列车运行时产生的活塞风和站台下或轨道顶的排热风机将这部分热量排出。4、对地铁通风空调系统的要求7地铁环境的特点决定了地铁通风空调系统必须满足以下要求[2]：列车正常运行情况下排除余热余湿，为乘客创造一个往返于地面街道至地铁列车内的过渡性热舒适环境。对列车各种设备和管理用房按工艺和功能要求提供一定的温度、湿度条件及舒适性条件或通风换气次数。列车阻塞在区间隧道时，向阻塞区间提供一定送风量，保证列车空调冷凝器正常工作，维持车厢内乘客能接受的热环境。当发生火灾事故时，提供迅速有效的排烟手段，

6、向乘客提供必要的新风量，形成一定的迎面风速，引导乘客安全迅速撤离。三、地铁通风空调系统节能的重要性随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，大中城市交通阻塞情况也日益严峻，地面交通的发展已远远不能满足人们的需要。地铁作为一种迅速、快捷的地下交通方式，可以有效地缓解地面交通压力、降低地面噪声、减少城市污染，带来显著的社会效益和经济效益。因而它已成为各国缓解城市交通压力、降低环境污染的首选交通工具[3]。随着世界城市地铁的迅速发展，地铁环境控制问题也愈来愈引起人们的关注。地铁列车的运动引起的活塞风使车站通道和站台上的乘客要忍受较高风速的干扰。列车产生的大量散热以及客流量增高使地铁内温度逐

7、年升高。单纯依靠地铁活塞风的自然通风和隧道土壤的蓄热来吸收热量已不能有效地达到排热目的，必须采用合适的通风空调方式和设备，将这些热量及时带走，以保证地铁内乘客的舒适和地铁的正常运营[4]。四、新型智能化环控通风空调系统本项目采用闭环负反馈的控制原理对车站公共区的温度、7湿度进行自动调整与控制。首先，按环境控制的工艺要求，在站厅、站台的不同部位共安装了多套温湿度探测器，对其采集的数据加权平均后，作为车站公共区的环境温度、湿