地铁通风空调系统节能环保的优化设计分析与研究

2022-10-29杨秩勋

建筑与装饰 2022年20期

杨秩勋

广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州 510000

引言

在当今社会，随着经济水平的不断提高，加快了城市化进程，进一步推动城市轨道交通事业的发展，且在城市轨道交通建设这方面，地铁成为一项重点建设项目。地铁属于是一种地下交通工具，具有非常多的特点，除了安全准时以外，还非常便捷，最重要的一点就是避免增加城市交通压力。由于地铁处于特殊环境，所以有必要提高地铁工程环境质量。这就需要工作人员意识到对地铁通风空调系统进行建设管理的重要性，并采取有效的措施实施，而且还应加强对地铁通风空调系统的应用，调节好地铁车站内温度和湿度，及时的更换空气，同时还应具有节能意识，加强对地铁通风空调系统节能设计。

1 地铁通风空调节能改造的必要性

一般地铁车站会坐落在地下，且无论是它建筑空间还是外部空间是封闭的，因为列车和车上的乘客避免不了热量的产生，致使地下车站和隧道内具有较高温度。就当前国内地铁的情况来看，在车站和隧道空间内，为实现对其风速和温度、湿度以及空气质量的优化，通常会通过空调设备将其实现。但近年来，随着各地轨道交通事业不断的发展，逐步地扩大交通网络规模，同时还增加车站的数量，增加轨道交通总体运营的能耗量，且这从某种意义上来讲很容易存在能耗问题。所以，应高度重视节能问题，并采取有效的措施，加强对地铁通风空调系统节能改造，逐步的实现地铁通风空调系统节能优化设计。

2 地铁通风空调系统的结构

通常，车站通风空调系统和隧道通风空调系统作为地铁通风空调系统最主要组成部分，且不管是站内空气参数还是站内湿热负荷，随着不断变化，通过对变频调节空气处理机组的应用，便于对转速调节，改变送风量。其中，公共区通风空调和制冷空调系统、制冷空调循环水系统作为车站通风空调系统最主要包括部分。对于隧道通风空调系统而言主要分为两个系统，一个系统是车站区间通风系统；另一个是区间隧道通风系统等。除此之外，为促使地铁通风系统更好地运行，除了会涉及空调机组、水泵等设备以外，还会涉及排风机和回排风机等设备，且随着系统不断运行，只要通过送风静压箱，站台和站厅就能实现送风，但在混风静压箱处理期间，应注重对回排风机的应用，并通过空调新风机，实现对新风井通风控制。

3 地铁空调系统的功能

对于地铁空调系统进行分析，在不同状况下存在状态不同，其具有差异性，但均能让自身起到的作用得到充分发挥。下面本文就地铁空调系统的功能详细的进行阐述：首先，正常运行期间功能，在确保地铁处于良好运行状态的基础之上，不管是车厢内部空气还是隧道内部空气，从某种意义上来讲处于的是隔绝状态，而且在地铁实际运行的过程中，无论是其带来空气压力还是热量主要在隧道里面集中，这时就能够充分发挥出通风空调系统起到的作用，且该系统还非常关键，除了能把多余的热量排出以外，还能促进隧道内部空气的流通，促使设备处于良好的运行，使其列车能稳定运行，因为在这方面提供了优质的条件；其次，列车阻塞运行期间功能，在地铁实际运行期间如果遇到突发情况，会将其在隧道上停靠，这种情况很有可能致使阻塞，最重要的一点就是不利于隧道内部空气更好地流通，一定程度上会降低列车侧壁和气流摩擦阻力，还会提高列车内部温度，所以这就需要加强对通风空调系统的应用，使其能更好地调节其温度，进一步提高乘客舒适度；最后，地铁出现火灾时性能，通常地铁处于闭塞地下环境，一旦发生火灾会有烟雾产生，乘客为能及时地离开，会通过隧道这一路径，所以，为让地铁空调体系起到的作用得到充分发挥，使其能具有良好的逃生线路逃生，确保其质量，应及时地抽离烟雾，避免进一步蔓延，威胁到乘客财产生命安全。

4 地铁通风空调系统节能设计的有效措施

4.1 变频调速控制节能

变频调速技术属于节能控制中的一种，如今已经逐渐渗透在自动化控制领域中，并得到广泛的应用，且如果负荷变化得比较快，还可引入这种变频调速技术。对于地铁通风空调系统而言其具有一定复杂性，且需要不断启动电机，可以说非常的频繁，但这种情况并不利于延长电机使用寿命，还会使用大量能量，出现消耗问题。变频调速技术在地铁通风空调系统中非常的关键，且对于风机开启数量，这一技术根据空气的质量能明确下来，而且在实现对地铁内部环境控制基础之上，避免增加风机开启台数，尽可能地减少些，达到节能目的。在确保通风空调系统处于良好运行状态同时，加强对变频调速技术的应用，一定程度上，使得难以确定下控制工作得到优化，还能更好地控制一些设备，尤其是回风机、排风机、组合式空调机组，逐步的实现对这些设备控制[1]。

4.2 轨道排风机节能

随着地铁工程不断的建设，有必要采取有效的措施设计通风空调系统，并结合远期最不利工况做好计算，这时轨道排风机非常的重要，调节变频运行时间和运行频率是轨道排风节能设计的重点。具体需要做好以下几个方面：首先，在实际调节的过程中，需要了解地铁列车运行初、近、远期等工况；然后，依据列车的具体位置，调节隧道排风机运转速度，而且在列车进站的过程中，应提高其转速，并在出站时降低；最后，为保障隧道内部温度能够达到地铁运行的相关要求，适当调整排风机运行的时间，且在实际调整的过程中还应根据实际温度，避免排风机在实际运行时产生大量负荷，进而达到节能目的[2]。

4.3 注重对具有节能价值通风空调系统设备应用

为促进地铁通风空调系统建设，达到节能目的，在实际建设期间有必要加强对节能设备的应用，同时还应加强对空调设备节能评价标准的研究，确保能合理的设置设备节能评价值与限定值。详细的来讲，其限定值设置这方面，主要结合的是节能评价值，进一步达到节能目的，使其获得良好效果。对于地铁车站空调，由于考虑到具有较大负荷，再加上设备在实际运行期间其功率比较大，还会发生大量的能耗，所以要想促使地铁车站空调设备处于良好的运行状态，有必要加强对限定值较大空调系统设备的应用，同时还应逐步地实现对节能评价设备的应用，并合理的配置。

组合式空调机组、回排风机、小新风机、变风道组合式空调器是大系统设备主要包括的部分。而且根据全新风通风工况得知，避免增加送风阻力，应将其减少，降低风机能耗，与此同时便于更好地使用制冷热交换器，延长使用的寿命。具体来讲，需要在无须制冷非空调过渡季节，按照相应的流程设置地铁通风空调系统，并合理地进行安装，还有应为新风无须通过制冷热交换器提供重要的保障，只要通过旁通风道就实现对风量输送即可。有必要加强对地铁车站大系统通风空调节能运行策略的研究，其中为更好地研究，可从多个方面入手，如新风量控制、变频控制、节能控制与节能新设备等，进而使其能达到节能目的，获得良好效果[3]。

4.4 新风量控制节能

经过相应的调查得知，在地铁全天平均量中，早晚高峰期的客流量占一半以上，为此，地铁在早晚高峰时段负荷量比较大，与此同时，其他时段客流量也很有可能发生一定变化。在进行通风空调系统设计的过程中，对于空调机组设置，具体设置的过程中如果根据地铁客流量的最大量，那么从某种程度上来看，虽然能促使系统处于良好的运行状态，但很容易增加消耗量[4]。基于此，要想实现对通风空调系统设计，在实际设计期间有必要从地铁全天平均负荷数据入手，不仅要做好相应的统计，还应全面分析，且还可把一些系统纳入其中，尤其是前端反馈系统和变频调速系统，因为它们能起着重要的作用，如加强对前端反馈系统的系统，除了能及时收集信息之外，还便于处理，最重要的一点就是能随时调整风阀，从而促进通风空调新风量的调节，还能更好地分析，其中这主要针对的是新风荷参数，为促进日后调节工作顺利的实施。所以，为实现对通风空调控制，有必要加强对新风控制，并将其作为主要的着手点，在进一步控制风阀开启，逐步实现对系统风量的调整，进而对于运行的实际需求，使其能更好地满足，实现节能。

4.5 优化地铁通风空调系统运行管理措施

为确保地铁通风空调系统处于良好的运行状态，需要进行相应的管理，并从多个方面入手实施，这就应注重地铁通风空调系统，在该系统中加强对公共区通风空调兼排烟系统、设备管理用房通风兼排烟系统、隧道通风兼排烟系统、空气制冷循环水系统的构建[5]。对于这些系统，为更好地设置和运行管理，在具体实施的过程中可从以下几个方面入手：一方面，应注重对内部空间闭塞系统的构建，并在地下部分进行，与外界空气交换实现对隧道构建，加强对车站通风亭口的应用，逐步的实现换气；另一方面，还应从地下线路内部入手，实现对内热源的构建，进一步促进地铁通风运行。

4.6 空调系统节能

在地铁通风空调系统中，水系统不仅会涉及冷水泵，还应根据最大负荷情况设计冷却水泵容量。通常在水系统具体运行时，所处于的是低负荷运行的状态，这时可借助变频器等设备，实现对水流量的调节，以达到节能目的。除此之外，空调水系统流量调节主要的原理就是对恒压差数据分析，这时为进行设计，可从恒压差参数入手，这样便于分析前端反馈数据，而且如果前端反馈数据大于恒压差设计参数，水系统水流量比最大允许值的水流量大，应进一步调节反馈数据，具体可采取以下几点措施：先关闭压差旁统阀，逐步实现对系统运行频率调节，进而避免提高排风机运作效率，将其降为最低，且如果空调送水量下降，使其压差数据与设定参数更加接近[6]。