地铁BAS系统节能控制方式研究

广州地铁设计研究院股份有限公司，广东 广州 510030

近十几年来，我国整体轨道交通的建设进程不断加快，各大城市地铁线路的开通与开展不仅有效缓解了城市交通的拥挤现象，提升了人们整体的出行速度，还在降低生态环境的污染程度方面起到了重要作用。从整体发展趋势来看，我国引入地铁技术的时间相对较晚，其中BAS系统这种极具技术性的系统在地铁线路的发展建设中没有得到很好的利用。随着近些年我国社会经济的腾飞，越来越多的地铁线路投入紧张的运营，渐渐地增加了BAS系统的应用，其在促进我国地铁建设事业可持续发展的过程中扮演着极其重要的角色，同时也缩短了与国际上发达国家的技术差距。文章以某城市地铁线路为研究案例，对地铁BAS系统的节能控制方式进行研究。

1 改变空调系统的运行模式

研究结果表明，环境控制系统目前主要是采取全空气系统的方式，以其为核心，由于具有一定的负荷特征，车站内风机的运行涉及较长的时间，再加上风机功率明显超过了普通空调系统风机的实际功率，这证明了地铁站内风机能耗水平较高。尤其是在早晚的客流高峰期内，地铁车站内的送风量也在不同的时间段达到最高的峰值，并且风机系统的定风量要求与实际的峰值风量一致，而在除客流高峰期以外的其他时段，地铁站内风机系统的风量需求较低，这就代表着地铁站内风机系统存在风量浪费的情况，因此需要对地铁站内的风量进行适当的控制，从而保证地铁站内风机的效率能够长期维持在良好的状态。笔者认为，应通过引入一些具有变频变风量性能的系统来作为地铁站内主要的空调系统运行方式，从而高效地对地铁站内的能源消耗进行科学合理的控制。在这一过程中，也要注意尽管引入了变频变风量性能的系统能够对地铁站内的大空调系统的能源消耗起到控制作用，但在舒适度与实际节能方面存在一定的弊端，这会引起地铁车站内结、站台层、站厅层等不同位置存在明显温差的问题。再加上一些地铁站本身建设在空气湿度较大的位置，还会引发凝露的现象，从而严重地影响到地铁乘客的舒适度，并埋下安全隐患。针对这种情况，笔者认为，应通过权衡地铁站内的空调系统的性能特征，从而制订出一套能够同时兼顾乘客舒适度和节能要求的控制方案。

2 空调风系统节能控制

空调风系统节能控制主要包括两个部分：（1）对风管电动风阀进行合理的控制。在一般情况下，通风系统通常都是设置在大系统的空调机组送风管位置，同时也在排风管与回风管等位置中进行调节阀的安装，从而通过单闭环的方式来起到控制的作用。此外，如一些公共区域中温度传感器在进行温度测量的过程中，其结构并未满足预期标准要求，代表着现阶段处于热负荷较低的运行状态，因此可以采取将新风阀与排风阀调小并将回风阀调高的方法，从而起到闭环的控制作用。另外，若测量温度超过具体的标准，则代表着热负荷进一步增加，在这种情况下，可以采取将排风阀与新风阀调大，同时将回风阀调小的措施，从而对整个系统起到合理管控的作用。在这一过程中，因为电动风阀的调节范围受到条件的限制，所以可以采取在末端进行快速调节的措施，来对风阀起到调节的作用，最终避免发生风机效率浪费的现象。（2）对机组频率器进行控制。笔者认为，可采取对节的措施实现送风量的合理化调整，这对有效末端温度进行合理管控起到重要的作用。通过设置变频器，也能够起到高效的节能作用。根据电动机系统中的相似原理，转速和功率三次方是一种正比的关系，因此在转速状态较低的过程中，转速和功率这两者之间所消耗的能量也进一步降低。在当前的发展阶段，机组变频的控制方案通常分为温差控制与静压调节等。

3 季节模式的控制方式

在一般情况下，季节模式的控制方式指的是结合了风机频率调节和风阀调节等的一种调节模式，该模式会根据季节的不同而自动完成变换，从而实现自动调节温度的目标。简单来说，夏季时，该系统会自动完成小新风模式的切换操作，通过采取这种措施来进一步降低站内冷量的不必要流失，从而起到节约能源的作用。同时，通过应用室内回风，还促进了站内空间的自动任务交换。在这一个环节中，BAS系统也会在一定程度上持续地将新风阀、回风阀、冷水机组等系统控制住，同时把部分回风自动排送到车站中，而部分回风还会和新风进行混合，通过表冷器冷却后传送到对应的位置，此时站内的最小新风量与空气质量息息相关。一般情况下，在空调季时，全新风模式在夏秋和春夏季节交替之间得到了广泛的应用，此时通过程序设定其具体的转换时间。处于全新风模式的状态下时，自动把排风阀和新风阀调到最大，同时也不需要借助站内回风阀来完成回风操作，这种情况下，新风阀就会自动作为新风进入表冷器的关键路径，同时在设备内部实现制冷操作，最终在公共区进行热交换操作之后再通过排风阀排出。

4 焓值自动控制模式

简单来说，焓值指的是空气中含有的全部热量，该数值主要是以干空气的单位质量为基准展开计算，同时单位质量物质的焓称为比焓，指的是湿度和温度两者之间的综合表现。在对BAS系统进行设计的过程中，首先要确认空气中的具体焓值，从而判断地铁车站内部的温度是否达标，如不达标则需要进一步将温度调整到最舒适的状态。在完成地铁站内的具体焓值后，还要确认其最终的使用模式，从而建立起一个最理想的运行模式，最终将能耗控制在最低范围内。BAS系统具体的结构组成如图1所示。并且，还可通过充分利用焓值的具体判定方式来起到良好的控制作用，这是提升更精准的控制水平的重要基础之一。与此同时，还可以灵活地根据外界具体的温度变化，随时对对应的控制模式进行灵活转换与调整操作，从而使最终的调控温度和时间表等数值更加科学，能够有效减少不必要的能源消耗。

图1 BAS系统基础结构示意图

5 合理调整系统冷水机组的运行台数

对于合理调整系统冷水机组的运行台数，相关部门需要注意在保证满足具体负荷需求的基础上，保证冷水机组能够保持良好的运行效率与质量。一般情况下，建议运用冷量对冷水机组运行台数实施控制。一般车站由2台大机组以及2台小机组组成，利用地铁BAS系统的内部程序来对运行时间段的方式进行合理控制，并延伸到地铁线路的非高峰与高峰阶段，对其展开严格管控，再根据实际情况适当调整冷水机组的运行台数，从而保证不同季节运行模式的自动调节及其管控效果良好，令整个BAS系统能够长时间保持理想的运行状态，这对降低能源损失率起到了重要的作用。

6 结束语

综上所述，文章对地铁BAS系统展开了深入的研究，从而更加精确地掌握了该地铁系统与相关系统的节能控制方式。在设计BAS系统的过程中，要明确掌握BAS系统的实际优势特征，从而在对系统内容进行深入研究的基础上，根据地铁线路的具体运行情况与实际需求，科学合理地利用BAS系统建立一套满足实际需求的地铁节能控制方案，最终促进地铁系统朝着节能化的方向持续发展。