地铁环控系统变频技术的应用

2016-12-01王明坤天津市地下铁道运营有限公司天津300222

山东工业技术 2016年3期

王明坤（天津市地下铁道运营有限公司,天津　300222）

地铁环控系统变频技术的应用

王明坤
（天津市地下铁道运营有限公司,天津300222）

摘要：当今地铁处于发展的高峰期，地铁环控系统如何保证在正常运营以及不影响乘客舒适度情况下，达到节能降耗的目的，是目前研究的热点，纵观当代地铁环控系统，大多的系统中采用变频技术，使用变频能够提高地铁环控系统的运行效率，从而达到节能减排的要求；其次在地铁环控系统的各个运行环节，包括通风风机、排热风机、回排风机、组合式空调机组等采用变频技术进行控制，可以激发环控系统的巨大潜力，在地铁环控系统的低压配电系统提高运行效率并节能降耗的同时，能够有效提升地铁运营的乘客体验。本文在介绍地铁环控系统的组成以及结构的同时，将变频技术在地铁环控中的应用做了介绍。

关键词：环控系统；通风空调；变频；应用

1　地铁环空系统的结构组成与设计要点

1.1结构与组成

地铁环控系统的结构组成，包括通排风以及空调等设备，例如负责通排风的各类风机、风阀以及空调系统的组合式空调机组、水冷冷水机组、风冷冷水机组等，在地铁环控系统的隧道风机、排热风机以及组合式空调机组中使用的变频器，内置具有功率因数校正功能的整流器，同时内置逆变器，还具有其他各种功能作用的控制电路，由MCU根据变风量需求的设计方案对环控系统的设备进行控制，环境温度、多联机信息以及室内机的通信同样也主要依靠该系统实现。压缩机与风机的驱动控制系统中，无位置传感器矢量是控制功能实现的关键，在高温、高压、密封运行空间中能够尽量减少其影响，实现通风排风以及空调制冷按照环境温度控制要求运行。

1.2设计要求

地铁环控设计首先是要保证正常运行期间，乘客的舒适度，而在此基础上，我们要分析车站公共区域的热湿负荷变化规律，确定出相应的风机变频转速变化规律，针对上述要求，可编程控制器PLC可以选作环控系统的关键控制单元，环控控制系统的一般要求，一、地铁正常运行时对车站公共区域以及隧道进行排热排湿，保证车站内乘客舒适度的同时，隧道内的热湿负荷也要符合相关设计规范。此外，对于隧道环控通风以及车站的环控空调系统，如各种送、排风机、排热风机以及各自的联动装置和风阀以及组合式空调机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔等都要求相应的IO接口，该接口能够与PLC控制系统进行实时通信，将设备状态和信息传输到监控设备中。

2　变频技术在环控系统中的应用

2.1节能降耗

当今时代国家提倡可持续发展，地铁环控系统采用变频技术能够实现国家能源的可持续利用，同时利用微型计算机进行智能控制，可以实现地铁环控系统对负载的自动适应和调整，拉高供电电网的功率因数，有效降低能耗。将变频技术应用到环控供水系统中，水泵扬程与供水流量的需求也可以得到最大程度满足，供水系统中的节水器，调节水泵转速与管道水流量的同时，代替传统的阀门功能，还能够达到节能降耗的目的。环控系统中的变频器技术，可以利用网络对地铁内的设备能耗进行实时监控，最终可以形成对不同设备用电的数据分析，并将其进行对比，改变控制方法以及程序，在远程就可以实现故障报警，可以有效减少变频设备的故障发生率，因此可以减少设备因为故障而导致的能源的浪费，确保地铁安全运行的同时，实现节能减排的目的。

2.2地铁热湿负荷的智能控制

地铁公共区域的热湿负荷是随着客流量、列车运行图以及气候不断变化的一个变量，首先我们要确定上述这行因素引起负荷的波动规律，进而根据这个波动规律我们可以计算出车站公共区域逐时通风量，而利用变频系统中的温湿度变送器数据，可以对环控系统中风道的进风以及排风的风量进行检查和计算，可以根据上述数据对通风空调的系统模式进行定期变更，这样可以保证地铁公共区域内的热湿负荷处于正常范围。

2.3对环境保护有利

变频技术引入地铁环控系统中，可以实现对环境的有效保护，在降低环境污染的同时，可以实现有效的节能降耗。针对环保节能的要求，在环控的变频设计中，需要将水系统的变流量做相应的改造，这样在有效节约电能的同时，同时改造后可以使通风空调等设备在最优的状态下开启通风制冷模式，这样做的结果同时顺应国家节能的号召。此外利用变频技术可以实现对空调水系统，包括冷却塔等的水资源的节约，从而能够在变流量模式下进行控制，空调水系统中含有很多种类的腐蚀性生物，在流速较低的状况下对水管的材质具有很大的影响，变流量的控制策略中的冷水机组，利用特殊物质进行改造，这样的吸收式冷水机组，能够确保水系统在变流量的情况下运行，实现节能环保的目的。此外还可以降低系统中设备故障的发生。

2.4提高环控系统设备的寿命

利用地铁内相关风管和水管传感器的数据分析，可以得到环境控制所需要的各种参数，在环控系统中采用变频技术，利用微型计算机对系统进行智能控制，可以实现地铁环控系统对负载的自动适应和调整，拉高供电电网的功率因数，有效降低能耗，同时减小通风空调系统的机械磨损，电机的使用寿命也可以得到延长；另外地铁环控系统采用变频技术，还便于工人对环控设备进行维修，同时变频技术可以对电流限幅、过压失速以及短路、过压等实现保护，降低电能以及水资源的消耗，节电器的软启动功能也能够较好的实现，同时空调水流量也可以得到有效调节，减少冲击的发生。