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摘要：地铁在城市公共交通运输中充当了重要角色，为人民群众提供了便捷的交通服务，同时它的运行也产生了巨大的能源消耗。通风空调系统作为地铁的重要组成部分，为乘客、工作人员及设备提供安全、节能、环保和健康的建筑环境。文章研究了地铁中通风空调系统的能耗现状和相应的节能措施，为通风空调系统节能管理提供理论参考。
关键词：地铁；通风空调；节能措施
1 概述
地铁通风空调系统是由车站通风空调系统和区间通风系统组成。车站通风系统又包括：公共区通风空调系统、设备与管理用房通风空调系统和空调水系统。如何能够确保通风空调设备在最佳工况点安全运行，是实现地铁通风空调系统节能减排的关键所在。地铁车站的空调系统从形式上可分为：开式系统、闭式系统 及屏蔽门系统。开式系统一般用于空调使用较少的地区，充分利用活塞风实现车站与外界空气交换，以达到节能效果。由于活塞风井占地面积较大，在地铁沿线修建活塞风井难度也越来越大，开式系统方案逐渐不适用城市的快速发展。闭式系统是地铁内部与外界大气相对隔断，车站采用空调系统，区间隧道借助列车运 行的“活塞效应”携带一部分车站空调冷风来实现冷却。屏蔽门系统是指在车站的站台与行车隧道间安装屏蔽门，将车站与隧道分隔开，车站采用通风空调系统，隧道采用通风系统（一般采用机械通风和活塞通风相结合的方式）。
2 通风空调运行控制方面的现状分析
地铁通风空调系统由隧道通风系统、公共区通风空调系统、设备与管理用房通风空调系统、空调水系统、多联机备用空调系统等多个系统组成。通风空调运行控制方面包含较多技术问题，如：排热风机变频运行控制策略、风水联动运行控制策略、变频调速在隧道通风中的应用等，这些技术的合理运用可以使地铁通 风空调系统达到节能减排的要求。长期以来，通风空调系统运行控制方面一直未被重视，做控 制的不懂空调系统原理，做空调系统的又不懂控制，再加上部分技术问题未能得到很好地解决，导致地铁通风空调系统运行耗能 居高不下。因此，选取最为全面的通风空调控制系统设计方案，成为设计地铁通风空调系统中的重要组成部分。
3 通风空调系统的节能措施
3.1 排热风机变频运行控制策略的研究
隧道排热系统中，排热风机主要用于排除列车停靠车站时车顶空调冷凝器的散热及列车进站时电阻能耗制动产生的大量热量，以防止热量在隧道内聚集使隧道风温度过高。标准车站一般在车站两端各设置一台排热风机，功率 55kW 左右。如不采取运行策略，排热风机在运营时间一直运行，那么车站排热风机运行电量 相当可观。据了解，新线开通初期列车发车间隔一般为 6-8min，列车停站时间一般不超过 30s，如果仅在列车停站期间开启排热风机，那么风机运行时间只有全时段开启的 1/15 左右，节能效果相当显著。但是由于大型风机的启动比较困难，耗时较长，且在启动过中对动力照明配电系统有较大的冲击，从这个方面考虑，往往不希望风机频繁启停。基于以上考虑，在设计中排热风机选用变频风机，在没有列车进停站的时间段采用低频小风量模式，使风机处于待机状态低能耗运行，列车将要进站前一定时间内开启风机，待列车刚好停站时风机全风量运行，列车出站后，风机又重新进入低频小风量运行。由于风机的功率与风量的立方成比例关系，采取排热风机非列车停靠时段低频运行能显著的减少地铁 车站运行能耗。
3.2 风水联动运行控制策略的研究
地铁车站大系统采用全空气一次回风系统，水系统采用分集水器旁通的一次水变流量系统。以往 BAS 系统往往只有全新风、 小新风、通风几种简单的运行模式，而水系统变流量只靠末端电动二通调节阀开度进行水量变化调节，大系统、水系统的控制各自相互独立，控制模式简单，运行能耗大。采用风水联动运行控 制，大系统组合式空调机组、回排风机采用变频设备，水系统的冷冻水泵、冷却水泵采用变频设备。通过对室内外空气的温度、 湿度、焓值、CO2 浓度参数，风管和水管的流量、温度、压力状态参数，地铁车站客流量参数，组合式空调机组、冷水机组、水泵等设备参数的采集，计算并记录空气处理机组的输出能量趋势， 结合系统特性、循环周期、历史负荷数据等推理预测未来系统的负荷。通过风水联动控制系统运行计算，确定组合式空调机组、冷水机组、水泵的最佳运行参数，实现空调区域温度和水量的精确控制，在保证服务质量的前提下，最大限度的降低地铁通风空 调系统的能耗。
3.3 变频调速在隧道通风中的应用
地铁通风空调节能方案中的变频调速方案，是根据地铁内部空气质量情况进行检测并进行反馈，从而对风机的开启数量进行控制。其节能原理是通过减少风机的开启台数，寻求满足地铁内部环境要求的最小风机数量，进而控制风量，达到节能的效果。理论上来讲，变频技术可以通过信息化控制，对地铁通风状况进 行实时监督，但是在实际操作过程中还是需要注意以下两点问题 : 第一，对于控制地铁通风空调变频系统的人员要进行严格筛选、专门培训，该部分工作人员需要具备丰富的变频器操作经验，同时还要定期的对变频器进行检查，防止因为地铁内部的湿度较大或灰尘较多使之无法正常工作，无法起到节能效果；第二，随着外部环境的变化，针对地铁通风空调的变频器功率也会发生变化，特别是在地铁运行繁忙或者地铁内部温度较高、较低时，变频器功率就会明显提升，容易出现变频器热量过高的情况，对于这个问题，工作人员要做好变频器的散热工作，保证变频器工作的稳定性与可靠性。 地铁通风空调系统严格按照规范设计和施工是确保车站环境质量的重要因素。一方面，其能影响乘客搭乘地铁的舒适感，提高地铁运营的服务质量；另一方面，良好的设计和施工也是保证 地铁运行成本的一项重要措施。因此只有对地铁通风空调系统的设计与施工进行不断研究和探索，才能够真正提升地铁车站通风空调系统的水平，在让人们享受到地铁方便快捷、车站服务优质的同时，最大可能性的减少能耗，降低地铁运营单位的运营成本。
结语
综上所述，通风空调系统作为地铁系统中的重要组成部分之一，主要作用有以下三方面：一是为乘客及工作人员提供舒适合理的环境，二是确保设备正常运行，三是事故及灾害情况下，进行合理的气流组织，及时排烟，诱导乘客疏散。其消耗的能源约占地铁运营消耗能源的 30%~40%，若不对该系统的节能工作给予 重视，将不利于社会的可持续发展。本篇文章通过对地铁通风空调系统的用能状况进行分析，总结出解决这一状况的三种措施，这些措施地制定有利于在保障运营服务质量，确保车站空气质量的前提下，节约能耗，降低运营成本，进而为实现可持续发展目标作出积极贡献。
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