地铁通风空调系统节能情况阐述

蔡卫廷

摘 要：本文首先提出地铁通风空调系统的构成，然后阐述了地铁通风空调系统节能措施，主要包括地铁通风空调集成系统、空气-水空调系统、集中供冷技术，最后基于优化地铁通风空调系统设计、优化地铁通风空调系统控制方案，以此来论述地铁通风空调系统节能的具体应用，通过不断分析旨在不断提高地铁通风空调系统的运行效率，同时满足节能效果的本质需求，仅供参考。

关键词：地铁;通风空调系统;节能;措施

目前，我国能源形势比较严峻化，为了确保我国中长期能源供需的高度平衡，节约能源和提高能源利用效率是至关重要的。出自于国内资源、国际资源可获量的分析，中国必须要注重能源利用效率的提升，确保与经济增长水平高度一致。针对于地铁通风空调系统能耗，在整个地铁系统能耗中占据着重要的地位，其在整个地铁能耗的占比最高可达35%左右。而地铁车站通风空调系统用电量，在地铁车站总用电量的 比例可达70%。在能耗及能源价格的双重影响下，明显增加了地铁运营成本，而且对于地铁运营企业的经济效益也产生了极大的影响。基于此，应加强最新科技成果的应用，满足节约能源的需求，将有限能源的作用充分发挥出来，不断提高地铁运营成本的控制水平，并在整体上为国民经济建设的发展助益。由此可以看出，开展地铁通风空调系统节能工作非常有必要。

一、地铁通风空调系统的构成

（一）隧道通风系统

对隧道通风系统进行划分，车站隧道排风系统、区间隧道通 风系统为重要的构成内容。其中，针对于后者，其构成主要包括风道、消声器、隧道风机等，在其作用方面，可以给予全部线路的机械通风强有力的扶持，尤其在早上列车出发 前等。在正常运行过程中，在活塞反应的作用下，可以有效消除隧道内的多余湿热，以此来防止隧道内温度出现异常现象。在列车在隧道内发生停滞的形势下，适当通风量应向停滞区域进行输送，最大程度地确保列车空调器等设运转的正常性。而相比于区间隧道通风系统，车站隧道排风系统的构成部分与其差异并不大，在其应用设备中，排热风机占据着主导的地位。分析其作用，主要是指在列车进站时，可以迅速消除空调设备产生的多余热量。此外，面对火灾情况的出现，可以给予车站排除烟雾相应的协助作用。

（二）大系统

一般来说，运风机、配合式空调机组阀门等为其重要的构成。在其正常运转过程中，可以将较为舒适化的环境提供给乘客。面对火灾事故的发生，大系统可以顺利排出烟雾，并实现适量的迎面风速的供给，以此来对乘客予以正确疏导，确保疏散的及时性。

（三）小系统

借助小系统的支持，可以给予列车人员的工作环境得以保证，并确保设备的正常运作。在发生火灾事故以后[1]，借助小系统，可以及时隔离起火点与烟雾，或确保烟雾的顺利排出。

（四）蒸发式冷凝系统

在该系统中，冷却介质主要包括空气与水，并在水分蒸发的作用下，可以消除或带走制冷剂的冷凝热量。一般来说，借助水泵，可以使冷却水实现向冷凝管组上部喷嘴的顺利传送，并实现在冷凝排管外表面的均匀喷洒，促使薄水膜的形成。而且高温气态制冷剂会进入到冷凝排管组上部，其熱量的吸收主要借助于管外冷却水来进行。在水蒸气的部分水蒸发的同时，还有诸多会向下部集水盘中进行均匀流出，以此来给予供水泵循环利用一定的支持。

二、地铁通风空调系统节能措施

（一）地铁通风空调集成系统

目前，地铁通风空调集成系统的出现，可以使减小机房面积、降低设备投资等一系列需求得到满足，而且与通风、空调、火灾工况也有着密切的联系。对该系统的思路进行分析，可以密切整合现有的区间隧道事故通风系统、车站公共区通风空调系统，在设备、风道等共同使用的作用下，使两种系统融为一体，统一好处理各种工况下的需求，确保通风空调系统的构建具有形式简单、功能齐全等优势。而且电动可开启式大型表冷器等空气处理设备也得到了广泛应用，最大程度地保证系统功能。相比于传统系统，对于集成系统来说，其通风空调机房、土建风道面积至少可以降低5000m2左右。此外，借助风机变频技术的应用，与节能目标也是高度一致的。相比于传统闭式系统，集成系统各车站的年运营费用可以节省数万元。

（二）空气-水空调系统

现如今，全空气系统，在地铁通风空调系统中享有较高的影响力。但是该系统也存在着一定的缺陷，也就是风管、空调机房所占用的地下空间较大，一定程度上明显增加土建成本;此外，集中处理的空气在长距离输送中，其输送效率并不高，冷量损失比较严重化。对此空气-水空调系统应运而生。针对于该系统，通过对暗挖车站的结构特点的应用，风机盘管往往在拱形结构上部进行布置，空调冷水在盘管进行送入，新风则借助专用风管，实现向车站的顺利送入。基于通风工况，可以为新风送入车站公共区提供极大的便捷;基于空调工况，新风在与回风混合后，再向风机盘管进行送入，以此来为冷却处理提供支持，最后向车站公共区实现顺利传送。其中，在行车隧道的排水明沟，如果引入风机盘管的凝结水，在蒸发冷却方式的作用下，对于降低隧道温度具有极大的帮助。目前，该系统已经实现了广泛应用，通风空调机房面积会得到不断降低，车站结构断面会减小至5Om2，满足土建投资的节约化需求。换言之，该系统不仅可以使运营能耗得到有效控制，而且还可以防止运行费用出现浪费新安详。但是相比于传统全空气系统，风机盘管系统在安装维修和清洗方面，其工作量较大，而且系统控制的复杂性特点显著。空气-水空调系统的车站断面示意图如图1所示：

（三）集中供冷技术

一般来说，散供冷、集中供冷的供冷方式，为地铁车站空调水系统的重要构成，这主要是根据空调系统冷源设置的不同集中程度进行划分的。现阶段，对于分散供冷方式，在地铁车站中有着较大的影响力，其技术的成熟较高。但是在集中供冷实践应用过程中，集中供冷开始在地铁通风空调系统中越来越盛行。对于集中供冷来说，主要是指对全线地铁车站不同的区域进行准确划分，将一个集中制冷站应用在每个区域内，借助集中制冷站，将低温冷水提供给该区域内多个地铁车站的空调系统。通过对分散供冷进行对比，集中供冷可以对制冷设备等予以集中设置，以此来对制冷机房数量和 占地面积予以很好地控制，使冷却塔分站设置问题不再成为困扰，以免影响到城市景观效果，其技术优势不容忽视。但是冷水由于输送距离较远，明确提出了对保温材料、管道工艺的要求，输送能耗较为显著，并且在输送反应方面，与时效性要求并不相符，对此加强自动控制管理为首要的任务。

三、地铁通风空调系统节能的具体实践应用

以南通市某一地铁线路为例，作为一大试验线，对于地铁建设技术创新提出了明确的要求，多种创新技术得到了广泛应用，如u形梁预埋槽道技术、光伏发电技术等，其中，光伏发电技术广泛应用在车辆段及高架站屋顶。为了将节能减排更好地落实下去，其具体做法主要包括：

（一）优化地铁通风空调系统设计

1.合理布置空调系统

基于规划视角，对于设计人员来说，应对机房、排风系统的位置进行合理设置，以此来作为机房与排风口位置通风顺畅的扶持。而且应将地铁负荷的特征利用起来，合理安排空调 系统，最大程度地避免风管直角弯的形成，确保空调设备的正确选择。同时，应从地铁线路、车站附近情况出发，确保空调系统布设的高度合理，充分彰显出通风空调的作用与优势。

2.大温差送风

其中，应对设备管理用房的送分温差予以适度增加。在加大送风温差以后，可以使送风量得到减少，从而将通风空调系统的运行、投资费用控制在合理范围内。但是如果电气用房或车站变电的发热量较大[2]，既要确保电气设备空载不结露，也要对确保加大送风温差的合理性。

（二）优化地铁通风空调系统控制方案

1.智能化系统控制

在智能化系统控制中，温度控制、节能减排等内容占据着重要的位置，通过集中融合节能技术与变频技术，可以确保地铁通风空调系統运行效果的稳步提升。在车站公共区域的通风空调系统中，CO2浓度探测器、温湿度传感器等具有较高的应用价值，而且瞬时客流密度值在控制系统中的输入，可以实现模拟信号向数字信号的顺利转变，并实现向计算机内的顺利传输，在计算机中的实时控制程序的扶持下，数据在数据库中的录入，并基于打印图表的形式进行输出。同时，变频器根据电压或电流的输入变化，以此来对风机输出进行实时化调整，从而不断强化风机的转速控制水平，以此来更好地控制地铁通风空调系统风量。基于此，可以确保送风量的调节与风量需求的变化高度一致，而且也有助于节能效果的提升。

2.风机变频节能控制

对于传统的风机调节来说，在调节风机风量方面，主要借助阀门来进行，并借助更改系统阻力，以此来为调节风量提供一定的依据。基于节能化视角，该方式并不可取，极容易导致浪费情况的出现。分析其原因，主要由于其在无形中，会造成一部分功出现增大趋势。现如今，该方式在小型风机中的适用性较强。但是如果风机功率较大，借助更改风机性能 曲线这一方式，可以为风机风量的调节提供极大的便捷。通常来说，进口导流器调节、改变风机的转速等，对于改变风机性能缺陷具有极大的帮助，对于进口导流器调节、改变叶片的宽度等方式，对于机械部件的要求较高，而改变风机转速的方式，仅仅需要改变电机输入的电压和电流即可，以此来保证调节作用，所以这一方式在改变风机性能曲线的应用价值较高。

四、结束语

从以上论述可以看出，针对于降低地铁通风空调系统，其能源消耗工程不容忽视，对此应对地铁通风空调系统的构成予以高度了解，将设计专业和建筑专业等协作力度提升上来，积极渗透节能减排意识，实现与整体通风空调系统设计的紧密融合，而且也要不断优化地铁通风空调系统控制方案，在根源上确保地铁通风空调系统节能效果的稳步提升。

参考文献：

[1]周卫民， 陈皓， 韩瑞萍，等.昆明地铁6号线站台层空气及车厢运营前卫生检测分析[J].中国卫生产业， 2020， 17（13）：3.

[2]秦骜， 袁艳平， 蒋福建.地铁车站通风空调系统生命周期CO_（2）排放量研究[J].城市轨道交通研究， 2021， 24（10）：5.

[3]徐新华.武汉某地铁站通风空调控制系统升级节能改造分析[J].暖通空调， 2019， v.49;No.365（11）：62-67.