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摘要：以成都地鐵為例，根據(jù)地鐵通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的特點及運行狀況，從設(shè)備管理方面分析了地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中大系統(tǒng)、水系統(tǒng)、多聯(lián)機系統(tǒng)的節(jié)能措施，為車站制定合理的節(jié)能措施提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地鐵；通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；設(shè)備；節(jié)能

0引言

近年來，我國地鐵快速發(fā)展，截至2018年底，建成投運地鐵的城市已達(dá)35個，運營線路達(dá)百余條[1]。然而，地鐵系統(tǒng)設(shè)備多、運行時間長、能耗大，因此提高地鐵運行的經(jīng)濟性迫在眉睫。地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是地鐵的重要組成部分，也是耗能大戶。據(jù)統(tǒng)計，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗約占地鐵車站總損耗的50%[2]。因此，在現(xiàn)有通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)運行方式及設(shè)備狀態(tài)，在地鐵運營過程中提出合理有效的節(jié)能措施，降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗，對地鐵節(jié)能有非常重要的意義。本文以成都地鐵為例，詳細(xì)闡述和分析了地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運營設(shè)備管理的節(jié)能措施。

1地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)又叫環(huán)控系統(tǒng)，是指機械設(shè)備通過智能控制運行，實現(xiàn)對地鐵車站溫度、濕度等環(huán)境因素的調(diào)節(jié)，滿足設(shè)備及人員生產(chǎn)生活要求的設(shè)備組合。主要由隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（簡稱“大系統(tǒng)”）、車站設(shè)備及管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（簡稱“小系統(tǒng)”）、車站空調(diào)水系統(tǒng)（簡稱“水系統(tǒng)”）、多聯(lián)機系統(tǒng)組成[3-6]。隧道通風(fēng)系統(tǒng)主要為區(qū)間隧道進(jìn)行通風(fēng)換氣，隧道風(fēng)機設(shè)置于兩端車站，根據(jù)運營需求在每月早晚通風(fēng)時開啟，平時通過列車運行時產(chǎn)生的活塞風(fēng)來降低隧道內(nèi)的溫度[7-9]。大系統(tǒng)的服務(wù)對象為車站公共區(qū)，包含組合式空調(diào)機組、回/排風(fēng)機等大功率設(shè)備，能耗較大。小系統(tǒng)的服務(wù)對象為車站設(shè)備區(qū)，設(shè)備功率較小，運行狀態(tài)穩(wěn)定。水系統(tǒng)含冷水機組、冷卻塔、水泵等設(shè)備。成都地鐵空調(diào)季長達(dá)5個月左右，能耗較大。多聯(lián)機作為冗余系統(tǒng)設(shè)置于車站控制室、信號設(shè)備室、弱電綜合機房等重要設(shè)備房，管理靈活。本文主要探討車站大系統(tǒng)、水系統(tǒng)及多聯(lián)機系統(tǒng)的節(jié)能措施。

2地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行原則

成都地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行大概分為3個階段：過渡季、空調(diào)季及非空調(diào)季。過渡季：每年4月15日～5月14日，10月15日～10月31日。在此時間段內(nèi)，各車站的大、小系統(tǒng)均執(zhí)行通風(fēng)模式，水系統(tǒng)設(shè)備處于熱備狀態(tài)，具備隨時投用功能?？照{(diào)季：每年5月15日～10月14日。車站開啟冷源系統(tǒng)，由于大、小系統(tǒng)共用冷源，因此為保證設(shè)備管理用房的溫度，冷源系統(tǒng)24h運行，且大、小系統(tǒng)均執(zhí)行焓值模式。非空調(diào)季：車站大、小系統(tǒng)均執(zhí)行通風(fēng)模式，冷源系統(tǒng)關(guān)機。

3地鐵車站大系統(tǒng)的節(jié)能措施

車站大系統(tǒng)直接服務(wù)于乘客，車站開通運營前開啟，運營結(jié)束后關(guān)閉。

3.1調(diào)整車站大系統(tǒng)開關(guān)時間

車站大系統(tǒng)的作用是控制公共區(qū)的溫度和濕度，為乘客提供舒適的乘車環(huán)境[10-11]。但個別車站客流量很小，運營時間內(nèi)過早或過晚車站已基本無乘客，此時若大系統(tǒng)開啟，會浪費大量能源。以成都地鐵某站為例，7月時大系統(tǒng)早上7點開啟、晚上10點關(guān)閉。由于早上7點及晚上10點左右已基本無乘客，為此，車站8月調(diào)整為早上8點開啟、晚上9點關(guān)閉，大系統(tǒng)運行時間縮短2個小時。根據(jù)抄錄數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)平均每站8月的環(huán)控能耗比7月減少341kW•h/天。因此，地鐵車站可根據(jù)車站客流量及室外溫度，分階段合理制定大系統(tǒng)開關(guān)時間。

3.2大系統(tǒng)模式選擇

大系統(tǒng)通風(fēng)工況設(shè)有3種模式（D5、D6、D7）：D5模式指車站A、B端組合式空調(diào)機組和回排風(fēng)機均開啟；D6模式指開啟A端組合式空調(diào)機組和B端回排風(fēng)機；D7指開啟B端組合式空調(diào)機組和A端回排風(fēng)機。設(shè)置3種模式的目的是便于車站值班人員根據(jù)車站A、B端客流量及各出入口的客流情況，選擇適當(dāng)模式以節(jié)省大系統(tǒng)能耗。以某車站為例。A端的組合式空調(diào)機組及回排風(fēng)機都為變頻運行，1個小時耗能約45kW•h，若一天運行5個小時，耗能225kW•h。若執(zhí)行D6或D7模式，則每站可節(jié)能225kW•h/天。因此，車站可在高峰時段執(zhí)行D5模式，其余時段根據(jù)出入口客流量等實際情況執(zhí)行D6或D7模式。

4地鐵車站水系統(tǒng)的節(jié)能措施

4.1適時調(diào)整冷水機組參數(shù)

冷水機組的能效比（COP值）隨著冷水出水溫度的提高而提高，因此在滿足工藝要求的前提下，在機組電機允許范圍內(nèi)盡量采用較高的出水溫度，對于節(jié)約主機運行能耗具有重要意義[12-13]。冷水機組的出水溫度會影響主機能耗，在相同工況下，出水溫度每提高1℃，機組可節(jié)能約4%。以成都地鐵某車站為例，室外溫度基本相同時，若冷凍水出水溫度為6℃，電表抄錄的冷水機組能耗約為2933kW•h/天，將冷凍水出水溫度調(diào)至11℃后，冷水機組能耗約為2664kW•h/天，冷源能耗約節(jié)省269kW•h/天。綜上可知，設(shè)備專業(yè)管理人員在日常巡檢過程中，根據(jù)室外溫度及冷水機組狀態(tài)，在保證冷水機組運行安全平穩(wěn)的前提下，可適當(dāng)調(diào)整機組相應(yīng)參數(shù)，以降低機組能耗。

4.2冷凝器清洗

冷源系統(tǒng)能耗占通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗的50%，保持冷水機組高效運行是降低機組能耗的最好方法。冷凝器是冷水機組的主要換熱設(shè)備，其換熱效果的好壞將直接影響空調(diào)主機的制冷效率。尤其是冷凝器的循環(huán)冷卻水，由于與大氣相通及補充水水質(zhì)等問題，在冷凝器的換熱管內(nèi)壁會形成結(jié)垢和粘膜，使冷凝器的換熱效果惡化、系統(tǒng)制冷效率降低、運行能耗增加。雖然設(shè)置了電子水處理儀裝置，但空調(diào)季（5月15日～10月14日）冷源系統(tǒng)24h運行，冷凝器兩端端蓋及換熱管表面仍易結(jié)垢[14]，使換熱器換熱效果變差，嚴(yán)重影響冷水機組效率，增加主機能耗，如圖1、圖2所示。換熱器的污垢存留累積，一方面降低了換熱器的換熱效率和主機制冷效率，使空調(diào)主機的耗電量大大增加；另一方面污垢層的增加，加大了冷凝器壓力降，使得在制冷量需求量不變的情況下，需加大冷卻水流量，增加水泵能耗。因此，定期清洗換熱器污垢至關(guān)重要。在設(shè)備維保管理過程中，主要可采取以下措施：（1）冷水機組每年會檢修1次，年檢作業(yè)時，維保人員應(yīng)徹底清洗冷凝器，確保換熱效率；（2）在空調(diào)季，冷源系統(tǒng)運行，設(shè)備管理人員在巡檢時應(yīng)分析機組運行參數(shù)，適時清洗冷凝器，確保冷水機組高效運行；（3）在空調(diào)季，也可定期向冷卻水系統(tǒng)投放藥劑（阻垢劑、除藻殺菌劑等），減緩冷凝器結(jié)垢。

5多聯(lián)機系統(tǒng)的節(jié)能措施

5.1車站多聯(lián)機系統(tǒng)的使用管理

成都地鐵車站設(shè)備房的多聯(lián)機系統(tǒng)作為冗余系統(tǒng)[15]，在過渡季或特殊情況下設(shè)備房溫度較高時可開啟，平時禁止開啟。尤其當(dāng)冷源系統(tǒng)運行時，若再開啟設(shè)備房的多聯(lián)機，會造成能源的雙重浪費。針對車站設(shè)備房的多聯(lián)機，成都地鐵采取以下管理措施節(jié)能。（1）在非空調(diào)季，通過多聯(lián)機集控裝置將權(quán)限全部收回，使用單位無法操作，避免浪費能源。（2）在過渡季（4月15日～5月14日、10月15日～10月31日），下發(fā)多聯(lián)機權(quán)限至各設(shè)備房，當(dāng)設(shè)備房溫度較高時，屬地單位自行開啟多聯(lián)機制冷。（3）在空調(diào)季（5月15日～10月14日），通風(fēng)空調(diào)專業(yè)設(shè)備管理人員收回各設(shè)備房的多聯(lián)機系統(tǒng)部分權(quán)限，屏蔽制冷及制熱模式。由于成都夏季雨水較多，氣候潮濕，可能引起設(shè)備房結(jié)露現(xiàn)象。因此，當(dāng)設(shè)備房濕度過大時，屬地單位可自行開啟多聯(lián)機，執(zhí)行除濕模式。

5.2場段多聯(lián)機系統(tǒng)的使用管理

場段（車輛段、控制中心、停車場）的多聯(lián)機主要服務(wù)于辦公區(qū)域，在夏季和冬季使用時間長，運行能耗較高，使用單位應(yīng)注意：（1）冬季室內(nèi)氣溫高于10℃時禁止開啟多聯(lián)機；（2）多聯(lián)機冬季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置不得高于20℃，夏季不應(yīng)低于26℃；（3）開空調(diào)時不要開窗，下班后記得隨手關(guān)閉空調(diào)；（4）各使用單位定期自行清洗多聯(lián)機內(nèi)機濾網(wǎng)，以保證設(shè)備高效運行。

6結(jié)論

綜上所述，成都地鐵車站在既有通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過采取以下措施管理通風(fēng)空調(diào)設(shè)備，以降低能耗：（1）各車站根據(jù)車站客流情況適當(dāng)縮短大系統(tǒng)運行時間，合理切換大系統(tǒng)模式，實行“一車站一方案”的節(jié)能措施；（2）專業(yè)設(shè)備管理人員根據(jù)室外溫度及冷水機組狀態(tài)調(diào)整冷水機組參數(shù)，定期清洗冷凝器，確保冷源系統(tǒng)高效運行；（3）通過多聯(lián)機集控裝置，合理管理車站及場段多聯(lián)機系統(tǒng)的使用。

作者:李曉菲 冉航 單位:成都地鐵運營有限公司