刍议如何做好地铁空调水系统运行中的节能

周伟

摘 要：随着我国经济的快速发展以及城市化进程的不断加快，对于城市的基础公共交通提出了严峻的考验，各地都加快了兴建地铁的速度用以缓解城市交通压力。在城市地铁系统中，地铁空阔水冷系统是地铁系统中的重要组成部分，其主要是为地铁空调系统提供冷却以保持地下通风系统的温度，整个空调水冷却系统是由冷水机组、水泵、冷却塔等设备组成。由于冷水机组需要长期运行且每一车站为了确保冷却效果至少需要配置两台冷水机组，极大的增加了地铁冷水机组的能耗。文章在总结分析冷却设备各机组设备种类及能耗的基础上提出了如何对地铁冷水机组进行节能调节。

关键词：地铁空调；冷却水系统；节能

前言

随着我国经济的快速发展，对于能源的需求在逐年增加，同时能源的消耗及浪费现象也原来越严重，地铁作为公共交通体系中的重要一环，在城市中发挥着重要的作用。其中，地铁中的冷却系统是地铁中的耗能大户，为了响应国家对于节能提效的号召，需要对地铁冷却系统中所使用的各个设备进行耗能分析，并就如何对各设备进行节能调节进行介绍。

1 地铁空调水冷机组的节能

现今在地铁空调系统中所使用的水冷机组多采用的是螺杆式的水冷机组，为了达到节能增效的目的需要对水冷机组在运行时进行负荷调节。其中，地铁空调系统冷水机组所采用的螺杆式制冷机组使用简单、制冷量较大、结构简单且设备本身所带来的振动较小无需采用较强的地基，同时，可以根据制冷的实际需求进行10%-100%的制冷调节。一般情况下，地铁空调系统冷水机组都不会在满负荷功率下进行工作。对于地铁空调系统冷水机组的制冷量的调节是通过装置在螺杆式冷水机组中的压缩机滑阀来进行控制的，滑阀采用的是电动自动调节模式，可以根据控制来进行精确调节。在地铁空调系统冷水机组进行工作时，其依靠的是压缩机的压缩来进行制冷的，其内部具有一定的内压力比，当此内压力比接近或达到外压力比时，整个地铁空调系统冷水机组的工作效率最高，所消耗的能耗比最低。所以，为了使得地铁空调系统冷水机组处于最为经济的运行状况，需要调节机组的内容积使其内压力比达到或靠近外压力比。

1.1 地铁空调系统冷水机组起动特性

在地铁空调系统冷水机组运行的过程中，每小时最多允许启停6次，同时在每一次启停的过程中，为了保证压缩机内的油顺利供给和回油需要将每次压缩机的运行时间控制在5分钟以内，在启停地铁空调系统冷水机组时，对于制冷循环中的高、低压侧需要进行反复调整实现均压。通过对地铁空调系统冷水机组运行状态进行分析后发现，其从启动到稳定压力运行的时间在2分钟以内，从而可以计算出这一过程中所浪费的能量约为3%左右，相较于空冷设备，地铁空调系统冷水机组能够实现较大的冷交换率。

1.2 做好地铁空调系统冷水机组的维保

由于地铁空调系统冷水机组是长期处于工作状态，因此做好对其的维保工作是十分重要。在地铁空调系统冷水机组长时间使用后，其内部的管路会由于以下的原因导致热交换效果变差：（1）在进行水冷交换时水中所含有的钙、硅类盐类矿物质附着在水冷机组内部的管路中，在内部形成一层硬壳，阻碍了热交换，从而增加了能源的浪费。（2）水中所含有的藻类、微生物等形成的黏性物质和尘埃混合后沉淀吸附在地铁空调系统冷水机组的热交换系统中。（3）氯离子等腐蚀性离子形成的热交换器本身的腐蚀生成物等也会阻碍地铁空调系统冷水机组的热交换效果，从而增加了能源的浪费。

以上这些物质附着在地铁空调系统冷水机组的内壁中极大的影响了地铁空调系统冷水机组的热交换效果，增加了水冷机组的耗电量。因此，需要每年对其内壁使用清洗剂在其内部进行循环清理。此外，为了确保地铁空调系统冷水机组的冷却效果，减少能源的消耗需要对地铁空调系统冷水机组中的压缩机、电源、膨胀阀的开度、水量、制冷剂量等进行定期的检查，确保其处于正常工作的状态，减少能源的浪费，从而实现节能。

2 地铁空调系统中水泵的节能

2.1 水泵的运行性能曲线

水泵的运行性能曲线所反应的是水泵在一定的转速下其流量和水泵的其他一些性能参数之间的关系，为了使得水泵处于一个较为良好的工作状态，需要依靠水泵的运行性能曲线来对其进行特性分析。为了达到节能的效果应当在水泵的阀门全部处于关闭状态时其功率最小。

2.2 地铁空调系统水泵的节能调节

水泵是地铁空调系统中使用较多的一种设备，其能耗的多少直接影响到地铁空调系统能耗的高低，为了控制水泵的能耗，需要对其采用较为合理的调节方式，控制其能源消耗。控制地铁空调系统水泵能耗的方式主要从以下几个方面进行：（1）离心水泵是依靠圆盘的离心力来将水甩出来实现其目的。因此，要达到降低水泵能耗的目的应当在扬程较高的水泵中使用转速较高且叶轮直径较小的水泵，而在扬程较高时则可以采用多级泵的方式，同时对于叶轮需要控制其表面的粗糙度，减少其与水流之间的摩擦。（2）还可以从减少容积损失的方面入手，一是，较小动、静间隙形成的泄漏流动的过流界面；二是，设法增加泄漏流道的流动阻力。（3）减少地铁空调系统中的水流的流动性损失。

3 地铁空调系统中的冷却塔的节能控制

地铁空调系统中所使用的冷却塔是一种使用水作为冷却循环剂，实现冷却系统与空气的热交换从而降低冷却介质水温的目的，在冷却塔的工艺设计中其各种设计参数如流量、进出水温度、湿球温度、干球温度等的确定决定了冷却塔的造价和能耗的规模。当冷却塔的入水或出水的温度一定时，其冷却能力随着室外温度的降低而随之提高。在冷却塔的实际运行过程中，冷却塔的出水温度与室外温度是联动的，即冷却塔的室外温度降低时，其出水口温度也随之降低，而整个冷却塔的热负荷则保持不变。因此，冷却水温度是随之变化的，冷却塔入口水温不能维持不变。相反，当室外温度变低时，热负荷变小，冷却水温度也不会上升，对于冷却水的冷却温度也无需冷却到室外温度下，其最终是在比标准设计温度条件低的温度下达到了平衡，温差范围变小，冷却塔的部分负荷效率也比全负荷时低。

冷却塔是地铁空调系统中重要的耗能设备，为了做好对于冷却塔能耗的控制，做好对于冷却塔的风机控制是十分必要的，通过使用实践表明，可以通过变频控制技术来控制冷却风机的转速来使得冷却塔的出水侧温度在超出所设定温度2℃-3℃的情况下，使得冷却塔的出水侧温度仍能满足冷却所需的控制在32℃以内，从而达到节省能耗的目的。

冷却塔是依靠以水为介质进行热交换来实现对于水的降温的，当冷却塔较长时间使用后，各种杂物等附着在热交换材料上堵塞其正常的热交换将会严重降低其使用效率，增加能源的消耗。在进行热交换时，空气流过水模充填材料的水流表面时，水分蒸发浓缩会在热交换材料表面留有水垢、杂质等堵塞空气流通的通道，降低空气的流动速度与流动量，极大的影响热交换材料的热交换率。为了保证冷却塔的通风量，需要做好对冷却塔的维护管理，做好对于水的处理和排污等工作。

4 结束语

地铁空调系统是地铁中重要的通风及冷却设备，同时其也是地铁中重要的能耗设备，在城市公共交通体系中地铁发挥着重要的作用。同时由于通过的客流量较大也对地铁空调系统提出了较为严峻的考验。文章在分析地铁空调系统中各组成设备的基础上对各设备如何处于较为高效的能耗情况下进行了分析介绍。

参考文献

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