地鐵車站環(huán)控空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)營節(jié)能措施探討

1、地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)營節(jié)能措施探討深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司 王憲 摘要 本文從地鐵環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備管理的角度，在運(yùn)行管理及設(shè)備改造方面，提出環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)營節(jié)能管理措施，對(duì)地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備節(jié)能管理具備借鑒價(jià)值。關(guān)鍵詞 地鐵；環(huán)控系統(tǒng)；運(yùn)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(yùn)營過程中，環(huán)控系統(tǒng)的用電量占了相當(dāng)大的比重，根據(jù)深圳城市軌道交通節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀的調(diào)查，其用電量卻占到整個(gè)地鐵耗電量的25%35%。因此做為地鐵運(yùn)營設(shè)備管理者，面對(duì)已投入使用的設(shè)備，如何在環(huán)控系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行管理及設(shè)備改造等環(huán)節(jié)上進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，找到一些可行的節(jié)能措施和途徑將對(duì)地鐵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義，也是實(shí)現(xiàn)地鐵交通系統(tǒng)運(yùn)

4、營經(jīng)濟(jì)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(diǎn)控制溫度站廳、站臺(tái)公共區(qū)站臺(tái)26通信機(jī)械室25信號(hào)設(shè)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(fēng)量控制要求公共區(qū)空調(diào)季新風(fēng)量按12.6m /h.人計(jì)算，且空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量不小于總風(fēng)量的10%；公共區(qū)非空調(diào)季新風(fēng)量按30m /h.人計(jì)算，且車站換氣次數(shù)5次/h；設(shè)備管理用房新風(fēng)量按30m /h.人計(jì)算，且新風(fēng)量不小于總送風(fēng)量的10%。3運(yùn)行管理節(jié)能措施及效益3.1 大系統(tǒng)從地鐵列車運(yùn)營06：30（首班車）23：00（尾班車）時(shí)段來看，最初大系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為5：30

5、23：30，即運(yùn)營前提前半小時(shí)開機(jī)，尾班車到終點(diǎn)站清客后再停止大系統(tǒng)運(yùn)行。經(jīng)過對(duì)運(yùn)營時(shí)段負(fù)荷分析發(fā)現(xiàn)，在車站負(fù)荷中，人員負(fù)荷及人員所需最小新風(fēng)的負(fù)荷約占總負(fù)荷的43，是個(gè)變值，根據(jù)北京和南京地鐵的有關(guān)數(shù)據(jù)，總負(fù)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(fēng)量，使其適應(yīng)客流量的變化可以達(dá)到節(jié)能的目的【1】。對(duì)于車站，即使夜間停運(yùn)后出入口關(guān)閉閘欄，空氣可自然對(duì)流，經(jīng)過檢測二氧化碳濃度，能夠滿足空氣質(zhì)量要求，且早晚開關(guān)站時(shí)，室外氣溫較低，站臺(tái)26的控制要求能夠達(dá)到，因此，無需提前開啟機(jī)組換氣和預(yù)降溫，根

6、據(jù)客流負(fù)荷的變化，我們將大系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間調(diào)整為6：3011：00。3.2小系統(tǒng)地鐵車站小系統(tǒng)各設(shè)備房相對(duì)密閉，受運(yùn)營行車和室外環(huán)境影響較小，熱負(fù)荷主要為新風(fēng)負(fù)荷和設(shè)備散熱，相對(duì)穩(wěn)定。根據(jù)此特點(diǎn)，對(duì)降溫和通風(fēng)要求相對(duì)較高的設(shè)備管理用房，如通信機(jī)械室、高低壓室、值班室等小系統(tǒng)需24小時(shí)開啟。對(duì)夜間無人的房間或不太重要的設(shè)備管理用房小系統(tǒng)實(shí)行間斷運(yùn)行，即每日6：3023：30運(yùn)行，其余時(shí)間停止運(yùn)行，如環(huán)控機(jī)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(jī)組長時(shí)間在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，極大地浪費(fèi)了能源。車站停運(yùn)后，由于設(shè)備負(fù)載的降低，設(shè)備散熱量減少，同時(shí)，對(duì)于設(shè)備穩(wěn)定性的要求降低，因此，在空調(diào)季節(jié)

7、的非運(yùn)營時(shí)段可考慮停止水系統(tǒng)運(yùn)行，小系統(tǒng)轉(zhuǎn)為通風(fēng)工況或停止運(yùn)行。該種運(yùn)行方式經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)因設(shè)備房溫度可能低于室外空氣露點(diǎn)溫度，水系統(tǒng)停機(jī)后，設(shè)備房墻面、地板及設(shè)備表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，造成設(shè)備故障。測試后未再采用該種方式。對(duì)于深圳地鐵二期工程，1號(hào)線、2號(hào)線小系統(tǒng)采用變頻式多聯(lián)機(jī)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(jī)組系統(tǒng)耗能少還是使用vrv系統(tǒng)直接供冷耗能少，經(jīng)測試分析，在夜間停運(yùn)后，關(guān)閉大系統(tǒng)和水系統(tǒng)，使用vrv系統(tǒng)對(duì)小系統(tǒng)供冷比開啟冷水機(jī)組對(duì)小系統(tǒng)供冷能夠達(dá)到節(jié)能的目的，節(jié)能率約為20%【2】，但全年個(gè)別氣候下，如果切換vrv供冷模式后是否還有結(jié)露的情況還有待進(jìn)一步測試

8、觀察。3.4隧道通風(fēng)系統(tǒng)早期隧道tvf風(fēng)機(jī)每天執(zhí)行早晚通風(fēng)模式，即在運(yùn)營前及收車后各運(yùn)行30分鐘，對(duì)隧道進(jìn)行通風(fēng)換氣，以保證隧道內(nèi)的空氣品質(zhì)及排除運(yùn)營時(shí)段積聚在隧道內(nèi)的熱量。同時(shí)，按設(shè)計(jì)要求，運(yùn)營時(shí)段車站uo風(fēng)機(jī)開啟，以排除列車進(jìn)站時(shí)剎車及車載空調(diào)產(chǎn)生的熱量，抑制車站屏蔽門外區(qū)間隧道內(nèi)空氣溫度升高。在運(yùn)營管理過程，根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)滲漏水情況來看，深圳地下水水層位置低，地下隧道結(jié)構(gòu)大部分位于含水層，能夠帶去隧道土層積聚的熱量。同時(shí)，列車行進(jìn)過程產(chǎn)生的活塞風(fēng)，能夠帶走隧道內(nèi)空氣熱量，起到通風(fēng)換氣作用。因此，我們將隧道tvf、uo風(fēng)機(jī)運(yùn)行改為每半月執(zhí)行一次早晚通風(fēng)換氣模式。從05年開始改變運(yùn)行模式至今，

9、根據(jù)區(qū)間隧道感溫光纖的溫度記錄數(shù)據(jù)來看，區(qū)間隧道無明顯溫升趨勢，夏季區(qū)間隧道溫度遠(yuǎn)低于40，符合設(shè)計(jì)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(yùn)行管理節(jié)能措施效益分析以華僑城站為例,電機(jī)的功率因數(shù)取0.85上述運(yùn)行管理措施落實(shí)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(yùn)行管理節(jié)電統(tǒng)計(jì)表系統(tǒng)名稱設(shè)備名稱功率(kw)單位數(shù)量節(jié)省運(yùn)行時(shí)間（h/天）節(jié)省電量(kwh/天)大系統(tǒng)空調(diào)箱30臺(tái)21.576.5回排風(fēng)機(jī)11臺(tái)21.528.05小系統(tǒng)送排風(fēng)機(jī)（共3臺(tái)）3項(xiàng)1717.85隧道通風(fēng)系統(tǒng)tvf風(fēng)機(jī)75臺(tái)40.9229.5uo風(fēng)機(jī)37臺(tái)215.91000.11合計(jì)：1352.

10、014設(shè)備改造節(jié)能措施及效益由流體力學(xué)知識(shí)可得, 風(fēng)機(jī)及水泵如采用了變頻控制，其電機(jī)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(fēng)機(jī)、水泵均為定頻運(yùn)行，因此,變頻節(jié)能有較大的空間。根據(jù)2009年深圳地鐵一期工程華僑城站變頻改造項(xiàng)目試點(diǎn)結(jié)果來看，大系統(tǒng)組合式空調(diào)箱、回排風(fēng)機(jī)，小系統(tǒng)冷凍、冷卻水泵進(jìn)行變頻改造，項(xiàng)目改造費(fèi)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(jīng)濟(jì)性。6 結(jié)論在地鐵設(shè)備運(yùn)營管理中，環(huán)控系統(tǒng)在運(yùn)行管理及設(shè)備改造方面通過實(shí)際檢驗(yàn)已證實(shí)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(jìn)一步的測試和總結(jié)。做為設(shè)備管理者，通過運(yùn)行管理方式節(jié)能的空間已較小，但隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，通過新技