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軌道交通地下車站通風空調系統節能環保技術應用
發布時間:2019-09-23 16:04:44閱讀:收藏
摘要:本文主要介紹軌道交通地下車站通風空調系統節能環保技術應用,并探討降低通風空調系統能耗對軌道交通車站的節能具有的意義。

 前言
       隨著科學技術的發展,交通事業的不斷進步,地鐵在個大中城市不斷興建并投入使用,地鐵已成為人們日常的交通工具之一,軌道交通中的地下車站通風空調變得尤為重要。本文對軌道交通地下車站通風空調系統節能環保技術提出相應的技術措施。
       1.國內城市軌道交通通風空調系統的現狀
       國內城市軌道交通通風空調系統技術是在北京地鐵一、二期工程和上海地鐵1號線的基礎上逐步發展起來的。從國內目前已開通運營軌道交通的城市以及正在進行建設和設計的城市的通風空調系統設置情況來看,具體可以歸納為以下三種方式:
       (1)通風系統方式(含活塞通風和機械通風):以北京地鐵1號線和環線以及天津地鐵為代表。
       (2)空氣調節(車站不設屏蔽門):以上海地鐵2號線、廣州地鐵1號線、南京地鐵1號線等為代表。
       (3)空氣調節(車站設置屏蔽門):以上海地鐵1號線、廣州地鐵2號線、深圳地鐵1號線等為代表。
       總結城市軌道交通通風空調系統的發展,可以看出,自20世紀60年代北京地鐵提出通風系統方式和80年代上海地鐵1號線提出通風空調系統方式到現在,近2年,城市軌道交通通風空調系統的技術只是在此基礎上不斷進行局部地改進和完善,在系統技術的發展和創新上沒有取得突破性的進展,一直沒有產生飛躍性的進步,各個城市都是在以上這三種方式的范圍內的重復使用。
       2.城市軌道交通地下車站通風空調系統概述
       通風空調系統作為城市軌道交通中重要的組成部分,尤其在地下車站中起著舉足輕重的作用,為了實現地下車站的合理溫濕度和相關衛生要求,有效的控制環境滅害,針對城市軌道交通地下車站通風空調系統的負荷分析是非常必要的按照功能特點,地下車站的通風空調系統分為大系統和小系統,其中大系統包括車站出入口通道、站廳和站臺公共區的通風空調以及防排煙,小系統包括車站管理用房區域的通風空調及防排煙,與普通建筑的通風空調系統相比,地卜車站環控系統在設計參數及標準的確定、空調負荷計算力法、系統的設計等力而都有所不同表1中給出了地卜車站通風空調系統部分室內設計參數及一般的降溫方式。
       3.地下車站通風系統智能控制技術及節能原理
       車站通風系統智能控制技術是通過對現有軌道交通通風空調系統進行變頻技術研究,采用先進的智能控制策略,建立適合軌道交通通風空調系統變頻節能的方式方法。下面介紹一下地下車站通風系統智能控制技術及其節能原理:
       (1)地鐵車站風機的變頻控制算法研究:熱氣流耦合數學模型的建立,準確描述控制參數與控制對象指標的關系式。選擇合適的控制策略,選用模糊控制方法,采用預測控制或自適應控制針對客流的變化調節控制系統,以保證乘客小氣候空氣質量和節能兩目標的協調;研究排熱風機轉速對排熱效率和電能消耗比方程的影響關系式,提出排熱風機的變頻控制策略。
       (2)地鐵環控系統變頻控制方式的建立:選擇合適的控制策略達到氣候最優和能耗最低

(3)變頻技術對地鐵電力系統、通信系統及信號系統影響的研究:解決地鐵環控變頻系統對地鐵其他系統的電磁兼容及諧波影響。
       (4)車站通風系統智能控制技術節能原理
       變頻器是通過改變電動機的供電電源頻率對交流異步電動機進行速度調節的裝置。從異步電動機的工作原理得知,車站空調水系統變流量智能控制技術主要是以電機變頻調速技術應用為基礎,綜合應用模糊控制技術、系統集成技術、計算機軟件技術、測控技術和應用電子技術。通過數學建模和軟件編程,形成上位機中央控制器處理系統軟件與各分支系統控制軟件組成的系統網絡。系統在采集空調水系統運行參數和環境參數的基礎上,通過模糊預期算法模型和模糊優化算法模型等控制模型進行運算,制定空調系統的運行策略并通過中央處理器將指令發送到各分支系統,調整空調水系統的設備配置和參數配置,優化系統構成,從而實現系統的高效運行。 AOP 高級氧化循環冷卻水處理技術主要是在應用電力制氧設備的基礎上,產生出臭氧,然后按一定的比例有控制地加入到冷卻水中。使用臭氧等強氧化性物質,在水中產生一系列自由基反應的技術,它可使水中有機物與微生物分解與破壞,產生易于生化處理的小分子物質和天然無害的物質,無二次污染且使水質得到消毒。過實時動態監控,以臭氧為主的高級氧化工藝取得腐蝕和結垢的平衡,殺滅微生物,除垢阻垢,提高熱交換效率及水的利用率。
       4.工程實例--上海地下車站通風空調系統
       4.1項目概況
       上海軌道交通始于 1995 年 4 月,經過近二十年的建設運營,已成為目前中國線路最長的城市軌道交通系統。軌道交通地下車站通風空調系統由風系統和水系統組成,根據上海軌道交通運營線路的能耗統計數據分析,通風空調系統的能耗約占整個車站總用電量的 50~60%,占整個軌道交通能耗的 25%~30%,對軌道交通的運營經濟性影響很大。因此,通風空調系統能耗的降低,對整個軌道交通車站的節能具有十分重要的意義。
       上海申通地鐵集團有限公司在上海軌道交通的部分地下車站應用了通風空調系統節能環保技術,其中車站通風系統智能控制技術在上海軌道交通4號線浦電路站進行試點后,又在軌道交通 2 號線東延伸 8座地下車站和 10 號線 29 座地下車站進行較大規模的應用,取得了較好的節能效果;車站空調水系統變流量智能控制技術已在上海軌道交通 2 號線、4 號線共 8 座地下車站應用,經測試,在滿足運營安全的條件下,實現車站空調水系統總體節能20%~40%,達到了較好的節能效果;AOP 高級氧化循環冷卻水處理技術已在上海軌道軌道交通的 1 號線、2 號線、4 號線、6 號線等 5 座地下車站應用,取得了較好的節能效果。
       5.通風空調系統控制模式的新發展
       通風空調系統在系統控制模式的發展上,在南京地鐵1號線的BAS系統的設置中,首次為其通風空調系統設計了高度智能化的方案,并應用地下車站溫度的全年控制標準取代目前的夏季溫度和冬季溫度控制標準,嘗試解決通風空調系統在非最熱季的優化控制問題,以實現系統的運行節能。
       城市軌道交通的多種新型通風空調系統型式,是在總結了國內外城市軌道交通多種通風空調系統的應用的實際經驗的基礎上而發展起來的,它結合新理念,采用新技術,充分結合工程建設的具體情況。這必將對設計理論和工程建設具有促進作用,應當給予支持。
       結束語
       通過本文論述了軌道地下車站空調通風技術,總結了軌道地下車站空調通風系統的應用的實際經驗,并對通風空調系統控制模式提出建議,為城市軌道交通的發展提供參考。
       參考文獻:
       [1]黃建輝.地鐵車站設備房變冷媒流量(VRV)系統使用分析[J].現代城市軌道交通.2006(3):33.
       [2]竇同江.地鐵環境控制系統的研究[D].上海:上海交通大學.2005.

來源:《防護工程》2018年第21期              作者:郭云麗  郭海芬

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