地铁通风空调节能控制策略探讨

张俊

ZHANG Jun

（上海宝信软件股份有限公司）

(Shanghai Baosight Software Co., Ltd.)

1　引言

随着城市轨道交通网络化运营时代的到来，地铁的能耗问题同时引起了各个地铁城市的密切关注，因此地铁如何节能是需要迫切解决的实际问题，其中地铁车站通风空调系统是地铁运营的主要能耗之一。当车站的建筑结构和空调工艺确定后，则需要根据建筑结构和空调工艺以及车站冷负荷的规律通过控制系统来实现节能，因此对地铁车站通风空调系统进行节能控制，对地铁节能具有重要意义。

2　空调水系统节能控制

地铁车站的冷水机组可根据冷冻机供/回水温度，控制其启停台数，（LD=（检测的冷冻水回水温度-检测的冷冻水供水温度）/（设计的冷冻水回水温度-设计的冷冻水供水温度），则其控制工况如下表1所示。

表1　冷水机组运行工况

冷冻水泵可根据冷冻水供回水的温差值设定值来进行频率控制，冷冻泵的节能控制如图1所示意。

同时对当前设定温差判断和计算是开一台泵变频运行节能，还是同时开两台泵变频运行节能。

图1　冷冻泵的节能控制

3　空调通风系统节能控制

车站公共区域通风空调可根据每天的运营时间定时控制启停，利用空调系统冷惯性特性，进行最优化启停节能控制，可通过二分法寻优启动和停止时间，如图2所示。

可见最优启停控制不仅可以节能用于预冷的能量，更主要的是由于推迟启动和提前停止空调需要，缩短了其运行时间而节省动力耗电。既满足车站温度的控制需求，又节约了空调系统的能耗。

空调系统根据车站回风焓值、车站室外焓值、车站室外温度、车站设计送风温度来判断进行工况的控制，其控制工况如下表2所示。

表2　空调系统根据车站情况控制表

在空调工况运行下，当检测到的回风温度小于设定的回风温度时，说明车站负荷减少,先利用风机变频器调小风量再关小电动二通阀减少组合式空调器的冷冻水量。当检测到的回风温度大于设定的回风温度时，说明车站负荷增大，先利用风机变频器调大风量再开大电动二通阀增加组合式空调器的冷冻水量，车站通风空调系统节能控制如图3所示意。

图3　车站通风空调系统节能控制

图4　排热风机的节能控制

4　隧道通风系统节能控制

隧道通风系统在早间启运和晚间停运时，可定时控制或以区间温湿度和二氧化碳浓度作为控制依据，执行区间隧道通风。

正常运营时，结合地铁列车运行对数并根据隧道温度控制对排热风机进行变频调节控制，如图4所示.

5　总结

从本文可以看出要降低地铁通风空调系统的能耗可以从效率η，功率P ，时间t三方面着手考虑，但这里需要指出的是地铁通风空调统的节能是在满足地铁车站环境需求的基础之上的节能，如果说在不满足地铁运营需要的节能而关闭环控系统使乘客感到不舒服，是失去环控节能的意义。因此W能耗是满足地铁运营需要必须消耗的最少能量，铁通风空调节能控制即是通过效率η，功率P，时间t三个参数的优化组合满足地铁的运营需求。

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