地铁机电设备环控系统节能探讨

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摘要：通过对西安地铁二号线环控系统运行情况的掌握，以及西安地铁环控系统的设计，结合西安地铁运营现状与西安的气候特性，分析了车站环控各系统的节能情况，并针对设备实际运行，对环控系统在运营工作中提出了几点节能想法，主要通过调整设备运行模式、减少设备运行、降低设备运行频率，从而达到环控设备节能的效果，同时满足地铁客运服务工作。

关键词：环控系统；模式；调整；空调机组；节能

引言

交通的需求不断扩大，由此地下轨道交通成为城市发展的趋势。在修建地铁当中需要大量的系统设备，包括信号、通信、机电等，其中机电设备在地铁中起着至关重要的服务作用，保障地铁车站具有良好的工作环境，同时机电设备也会产生很大的能耗，目前节能是整个地铁运营当中应当考虑的重大问题。本文将对地铁机电设备环控系统合理利用实现节能问题进行分析。

1西安地铁环控系统简介

1.1大系统：

是指为车站公共区提供通风兼防排烟系统，主要应用在车站公共区。

1.2小系统：

是指为车站设备区、管理用房提供通风兼防排烟系统，主要应用在车站内各设备房间，及车站管理用房处。

1.3隧道通风系统：

是指为车站区间隧道提供通风兼防排烟系统，主要应用在全线隧道区间、上下行站台区域内。1.4冷水系统：是指供给车站大、小系统空调机组所用水，而设置的制冷系统。主要为各车站区域提供空调制冷作用。

2西安地铁机电设备环控系统节能分析

地铁运营期间，车站机电设备不间断运行，是产生能量的大户，对于地铁机电设备的环控系统节能有以下几点想法：

2.1环控大系统

（1）方案一功率设定：

西安地铁环控大系统设备空调机组运行频率全线90多台机组为16至49.9HZ不等。一、调整环控大系统设备，将每台空调机组的工作频率设定为16HZ变频运行，并每台空调机组可以进行频率调整；二、将空调机组16HZ频率设定为默认值，每次启动大系统设备时，不论执行模式，还是手动操作，都为16HZ的频率运行；三、空调机组可以在运行当中远方进行手动转换不同的频率；四、能够从变频直接转换为工频运行，空调机组不停机。西安地铁设置了分散的供冷方式，空调机组设置为16HZ可以完全满足地铁通风需求，减少设备大功率运行，从而降低能耗。

（2）方案二时间调整：

根据地铁环控系统运行工况，分为三种情况：每年5月1日至9月30日为空调季节，10月1日至10月31日、4月1日至4月30日为过渡季，其它时间为非空调季节。由于西安气候的温差变化，早晚温度较低，其余时间段温度偏高的特性，利用这样的气候、温差现象，不同时间，执行更合理的通风模式，并且设定时间表，按照时间如实启动不同的通风模式，这样更节省了能耗，并能满足乘客的通风需求。

（3）方案三季节模式：

空调季节当中车站冷水系统开始工作，并且提供冷量，具有空调功能，车站内环控大系统就可以执行小新风模式。过渡季节中结合现场实际，当气温较高时，启动冷水执行小新风模式，当室外气温适宜时，关闭冷水执行全新风模式。非空调季节车站停止冷水，只执行环控大系统，使车站具有通风效果，也可根据现场情况，灵活调整通风，改变风机运行频率，或关闭部分风机等；尤其秋、冬季，是一个多风的季节，室外具有很强的风力，大系统执行“只排不送”的通风方式，关闭空调机组，开回排风机，保持车站内处于负压状态，外界的新风进入车站内，送到公共区，然后通过楼梯口送入站台层，可以实现车站内的新风获取，节省能耗。

2.2环控小系统

西安地铁车站小系统按照设计，分为空调季全新风和小新风、通风工况三种模式，可以根据季节变化调整小系统的通风方式，在不同的季节开启不一样的通风模式。空调季节小系统具有两种通风模式选择，空调季全新风和小新风，由于空调季节车站开启冷水系统，向车站提供冷源，从而可以减少送风量，执行空调季小新风模式，向对应区域进行通风，满足设备的需求，如果出现高温异常天气情况，可以转换为空调季全新风模式，增大车站送风量，同时调整冷水系统，减少冷水系统运行功率。

2.3隧道通风系统

隧道通风系统由每个地下站站内的四台隧道风机、两台轨道排热风机和区间设置的射流风机组成。按照设计每天运营开始和结束运行半个小时，为隧道内进行通风换气；轨道排热风机按照设计是每天运营开始至结束开启运行，主要排除站台轨行区的活塞风及列车制动产生的热量。根据目前的运行情况，可以相对减少隧道风机和轨道排热风机的开启及运行时间，从而达到节能效果。全线隧道风机可在运营初期每周开启一次，每次分段开启隧道风机，避免全线同时启动产生较大能耗，每次运行20min，只在运营开始前执行早通风，前期可以不运行晚通风，工作人员还可根据实际情况安排每天开启的隧道风机数量。轨道排热风机运营初期空调季7:00-21:30运行，非空调季节停运；其余时间7:00-21:30间歇开启。

2.4冷水系统

在列车运营结束后，车站大系统已经停运，所有冷源全部供给车站小系统，由此可以减少冷水系统的运行及工作频率，控制冷机开启数量，车站夜间只运行一台冷水机组，其余冷水机组停止运行，运营期根据客流及室外环境温度选择合适的时机开启停运冷水机组。运营期间可以根据客流变化，以及早晚高峰、平峰、低峰时间段，结合温差现象，调整冷水系统的运行状态，控制冷水系统的二通阀开度，改变车站的冷源供给情况。在客流高峰期保持原有冷水系统设计运行状态，不进行调整；客流平峰与低峰可以对冷水系统进行运行调整，调节冷水系统的二通阀开度值，使开度值减小，甚至在低峰期可以减少冷水机组的开启数量，这样就能够节省大部分能耗。

3结语

机电系统设备在地铁运营当中大力应用，尤其地铁环控系统在地铁运营中担当服务于乘客的重大作用，但是这些机电系统设备中的环控系统也是运营工作中的能耗大户。怎样做好节能、更合理的使用环控系统，以及既能满足环境需求，又能为乘客提供舒服的服务，更能达到节能的效果，需要进一步的研究与分析，还需要不断的运营积累经验。通过西安地铁近几年的运营现状，环控系统的节能主要可以通过调整设备的运行模式及设备开启数量，以及利用外界自然条件来达到控制。

参考文献:

[1]胡文伟.城市轨道交通概论.北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

[2]钱以明.高层建筑空调与节能.上海：同济大学出版社，1990.

作者：许飞 单位：西安市地下铁道有限责任公司