地鐵車站環(huán)控空調系統(tǒng)運營節(jié)能措施探討

1、地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)運營節(jié)能措施探討深圳市地鐵集團有限公司運營分公司 王憲 摘要 本文從地鐵環(huán)控系統(tǒng)設備管理的角度，在運行管理及設備改造方面，提出環(huán)控系統(tǒng)運營節(jié)能管理措施，對地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)設備節(jié)能管理具備借鑒價值。關鍵詞 地鐵；環(huán)控系統(tǒng)；運營節(jié)能；the discussion about energy saving measures of the environmental control system in the metro stations during operationshenzhen metro co.,ltd wang xian abstract from this aspect

2、which is about the administration of the environmental control system in the metro stations , a set of energy saving management measures that contains operation administration and the equipment modification is put forward in this paper, and it has reference value to the energy saving management of t

3、he environmental control system in the metro stations.keyword metro; environmental control system; energy saving during operation41 引言地鐵運營過程中，環(huán)控系統(tǒng)的用電量占了相當大的比重，根據深圳城市軌道交通節(jié)能技術現狀的調查，其用電量卻占到整個地鐵耗電量的25%35%。因此做為地鐵運營設備管理者，面對已投入使用的設備，如何在環(huán)控系統(tǒng)系統(tǒng)運行管理及設備改造等環(huán)節(jié)上進行進一步優(yōu)化，找到一些可行的節(jié)能措施和途徑將對地鐵的經濟運行具有十分重要的意義，也是實現地鐵交通系統(tǒng)運

4、營經濟效益化的重要因素。2 地鐵的環(huán)境控制需求2.1主要溫度控制要求如下表1：表1：地鐵主要環(huán)境控制要求表主要控制點控制溫度站廳、站臺公共區(qū)站臺26通信機械室25信號設備室25高壓室28低壓室28屏蔽門室28區(qū)間隧道402.2車站新風量控制要求公共區(qū)空調季新風量按12.6m /h.人計算，且空調系統(tǒng)新風量不小于總風量的10%；公共區(qū)非空調季新風量按30m /h.人計算，且車站換氣次數5次/h；設備管理用房新風量按30m /h.人計算，且新風量不小于總送風量的10%。3運行管理節(jié)能措施及效益3.1 大系統(tǒng)從地鐵列車運營06：30（首班車）23：00（尾班車）時段來看，最初大系統(tǒng)運行時間為5：30

5、23：30，即運營前提前半小時開機，尾班車到終點站清客后再停止大系統(tǒng)運行。經過對運營時段負荷分析發(fā)現，在車站負荷中，人員負荷及人員所需最小新風的負荷約占總負荷的43，是個變值，根據北京和南京地鐵的有關數據，總負荷的變化主要來自于客流量的變化，而客流量一般在一天的早上6：308：30和下午的17：0019：00期間，即上下班高峰期最大,因此，控制系統(tǒng)新風量，使其適應客流量的變化可以達到節(jié)能的目的【1】。對于車站，即使夜間停運后出入口關閉閘欄，空氣可自然對流，經過檢測二氧化碳濃度，能夠滿足空氣質量要求，且早晚開關站時，室外氣溫較低，站臺26的控制要求能夠達到，因此，無需提前開啟機組換氣和預降溫，根

6、據客流負荷的變化，我們將大系統(tǒng)運行時間調整為6：3011：00。3.2小系統(tǒng)地鐵車站小系統(tǒng)各設備房相對密閉，受運營行車和室外環(huán)境影響較小，熱負荷主要為新風負荷和設備散熱，相對穩(wěn)定。根據此特點，對降溫和通風要求相對較高的設備管理用房，如通信機械室、高低壓室、值班室等小系統(tǒng)需24小時開啟。對夜間無人的房間或不太重要的設備管理用房小系統(tǒng)實行間斷運行，即每日6：3023：30運行，其余時間停止運行，如環(huán)控機房、物業(yè)區(qū)等處系統(tǒng)。3.3水系統(tǒng)夜間停止大系統(tǒng)后，冷水機組長時間在低負荷狀態(tài)下運行，極大地浪費了能源。車站停運后，由于設備負載的降低，設備散熱量減少，同時，對于設備穩(wěn)定性的要求降低，因此，在空調季節(jié)

7、的非運營時段可考慮停止水系統(tǒng)運行，小系統(tǒng)轉為通風工況或停止運行。該種運行方式經測試，發(fā)現因設備房溫度可能低于室外空氣露點溫度，水系統(tǒng)停機后，設備房墻面、地板及設備表面出現凝露現象，造成設備故障。測試后未再采用該種方式。對于深圳地鐵二期工程，1號線、2號線小系統(tǒng)采用變頻式多聯(lián)機系統(tǒng)（vrv）做為冗余，那么夜間究竟是使用有變頻控制的冷水機組系統(tǒng)耗能少還是使用vrv系統(tǒng)直接供冷耗能少，經測試分析，在夜間停運后，關閉大系統(tǒng)和水系統(tǒng)，使用vrv系統(tǒng)對小系統(tǒng)供冷比開啟冷水機組對小系統(tǒng)供冷能夠達到節(jié)能的目的，節(jié)能率約為20%【2】，但全年個別氣候下，如果切換vrv供冷模式后是否還有結露的情況還有待進一步測試

8、觀察。3.4隧道通風系統(tǒng)早期隧道tvf風機每天執(zhí)行早晚通風模式，即在運營前及收車后各運行30分鐘，對隧道進行通風換氣，以保證隧道內的空氣品質及排除運營時段積聚在隧道內的熱量。同時，按設計要求，運營時段車站uo風機開啟，以排除列車進站時剎車及車載空調產生的熱量，抑制車站屏蔽門外區(qū)間隧道內空氣溫度升高。在運營管理過程，根據隧道結構滲漏水情況來看，深圳地下水水層位置低，地下隧道結構大部分位于含水層，能夠帶去隧道土層積聚的熱量。同時，列車行進過程產生的活塞風，能夠帶走隧道內空氣熱量，起到通風換氣作用。因此，我們將隧道tvf、uo風機運行改為每半月執(zhí)行一次早晚通風換氣模式。從05年開始改變運行模式至今，

9、根據區(qū)間隧道感溫光纖的溫度記錄數據來看，區(qū)間隧道無明顯溫升趨勢，夏季區(qū)間隧道溫度遠低于40，符合設計溫度要求，但后續(xù)隧道是否有溫升還有待持續(xù)觀察。3.5運行管理節(jié)能措施效益分析以華僑城站為例,電機的功率因數取0.85上述運行管理措施落實后每天能夠節(jié)省電量如下表2，具備可觀的效益。表2：華僑城站運行管理節(jié)電統(tǒng)計表系統(tǒng)名稱設備名稱功率(kw)單位數量節(jié)省運行時間（h/天）節(jié)省電量(kwh/天)大系統(tǒng)空調箱30臺21.576.5回排風機11臺21.528.05小系統(tǒng)送排風機（共3臺）3項1717.85隧道通風系統(tǒng)tvf風機75臺40.9229.5uo風機37臺215.91000.11合計：1352.

10、014設備改造節(jié)能措施及效益由流體力學知識可得, 風機及水泵如采用了變頻控制，其電機消耗功率的比與流量的比的三次方成正比【3】,深圳地鐵一期工程所有風機、水泵均為定頻運行，因此,變頻節(jié)能有較大的空間。根據2009年深圳地鐵一期工程華僑城站變頻改造項目試點結果來看，大系統(tǒng)組合式空調箱、回排風機，小系統(tǒng)冷凍、冷卻水泵進行變頻改造，項目改造費用95.6萬元,全年節(jié)省電量382,823kw，節(jié)電率28.8%，3年可收回投資成本，具備可觀的經濟性。6 結論在地鐵設備運營管理中，環(huán)控系統(tǒng)在運行管理及設備改造方面通過實際檢驗已證實均有較大的節(jié)能空間，有些措施已非常成熟，有些還需要進一步的測試和總結。做為設備管理者，通過運行管理方式節(jié)能的空間已較小，但隨著節(jié)能技術的發(fā)展，通過新技