广州地铁设计研究院股份有限公司
摘要：地铁车站空调系统为乘客提供呼吸所需的新鲜空气，并将车厢的温度和湿度控制在舒适的范围内。近年来我国城市轨道交通产业发展迅速，能耗巨大，空调系统是车辆辅助系统中主要的耗电来源，其耗电量在车辆运营中占非常可观的比例。随着经济发展，能源短缺已经成为人们迫切需要解决的问题之一。本文结合了通风空调系统的设置现状及在城市轨道交通和城市轨道交通建设的实际需要,分析了标准地下车站空调系统的节能措施。
关键词：地铁车站；通风空调；节能
导言
轨道交通地下车站是一个拥挤的公共环境，空间相对封闭,人员流动性大,通风空调系统可以有效的调节和控制内部区域轨道交通的二氧化碳、温度、湿度、灰尘和其它有害物质,保证重要设备的正常运行。对通风空调系统的能效控制，不仅可以满足节能减排的要求，还可以大大降低地铁车站的运营成本。
一、地铁车站通风空调系统组成
隧道通风系统：设置车站轨行区范围的通风空调和防排烟系统，含区间隧道通风系统、车站隧道排风系统，正常工况下排除隧道内的余热余湿，火灾工况下排除烟气和控制烟气流向，保证乘客安全疏散。
车站公共区通风风空调和防排烟系统（简称大系统）：设置于车站站厅站台的公共区通风空调和防排烟系统，正常运行时为乘客提供过渡性舒适环境，火灾状态时迅速组织排除烟气。
车站设备及管理用房通风空调和防排烟系统（简称为小系统）：设置于设备管理用房通风空调和防排烟系统，正常运行时为运营管理人员提供舒适的工作环境和为设备提供必需的运行环境，火灾时迅速转入防、排烟工况。
空调水系统：负责向车站公共区和设备管理用房区空调季节大、 小系统提供进行空气处理所需要的符合温度和流量要求的冷冻水。
二、地铁车站通风空调系统节能模式
2.1隧道通风系统
早晚运行：早间运营前和夜间收车后区间隧道通风系统在一定条件下进行一定时长的全线纵向机械通风，此时中间风井、活塞风阀、车站隧道通风系统均关闭，通风完毕后打开所有活塞风阀和中间风井。
正常运行：列车正常运行时，车站隧道通风系统投入运行而区间隧道通风系统停止运行。在一般区间隧道内利用活塞作用通过活塞风井进行通风换气排除区间隧道的余热余湿；在设有中间风井的区间隧道，开启区间隧道中间风井，利用列车活塞作用，通过车站两端的活塞风井和区间隧道中间风井进行通风换气，排除区间隧道的余热余湿。
车站隧道通风系统变频运行，通过隧道内的温度传感器，根据列车运行情况， 由监控系统根据隧道内空气温度，控制变频器对车站隧道排风机进行变频调节，使隧道内温度满足设计要求。
2.2公共区通风系统
在正常运营时段，大系统采用焓值控制，根据季节变化设有空调季节小新风工况、空调全新风工况和非空调全通风工况三种基本运行模式；夜间列车停止运营后，停止大系统及其水系统的运行。
空调季节小新风工况：当站外空气焓值大于车站内空气焓值时，空调系统采用小新风加一次回风运行，回风循环使用。大系统组合式空调器、回排风机采用变频运行，可根据站内负荷情况进行变频调节。
空调季节全新风工况：当站外空气焓值小于或等于车站内空气焓值且站外空气温度大于空调设计送风温度时，采用全新风空调运行，空调器处理室外新风后送至空调区域，排风全部排出车站。大系统组合式空调器、回排风机采用变频运行，可根据站内负荷情况进行变频调节。
非空调季节工况：当站外空气温度小于空调设计送风温度时，关闭水系统中对应大系统末端的电动蝶阀，外界空气不经冷却处理直接送至空调区域，排风则全部排出车站。
夜间运行工况：夜间收车后停止车站空调大系统及其对应水系统的运行。
2.3设备管理用房通风空调系统
设置空调的设备管理用房优先采用全空气一次回风系统，且具备小新风、全新风和全通风三种运行工况；管理用房设置全空气系统困难时，可采用风机盘管加小新风的空调形式。对只设通风系统的房间全年按设定的通风模式运行。
三、通风空调系统改造探讨
3.1系统设计优化
（1）地铁车站负荷计算优化
根据客流变化特征、大系统新风负荷变化、小系统负荷特征、常规计算参数等进行数学建模、分析，精细化负荷计算，指导空调系统设备选型。
（2）输配管路优化设计
水系统：冷水机房采用标准化布置；水管管路布置尽量顺、平、直；合理选取水管管径，确保流速合理。
风系统：合理控制风管风速；合理控制风管输送距离；保证风机、空调器等设备进出口处气流顺畅。
（3）气流组织分析
合理布置送回风口位置，优化气流组织设计，以保证空间内送风均匀性，提高环境舒适度。
3.2选用高性能的设备
合理选择设备，使系统匹配合理，保证设备在较经济的负荷运行；通风空调系统的设备、设计参数的选取应满足《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015 的要求。
3.3采用先进的控制模式
（1）水系统调节：适当提高冷冻水供回水温差，降低系统输配能耗；基于负荷预测控制冷冻水、冷却水流量。
（2）大系统控制策略：小新风空调工况（hw>hr）根据站内回风温度调节空调机组频率；全新风空调工况(hw≤hr且Tw>To)根据站内平均温度调节空调机组频率；全通风工况(Tw<To)调节站内平均温度等于设定温度。
（3）小系统节能措施：部分人员和设备管理房间负荷波动较小，空调系统采用定频运行，控制空调器送风温度为设定温度；供电设备管理房间负荷早晚波动较大，空调系统采用变频运行。
3.4建立能源智能管理系统
该依托计算机网络技术、通信技术、计量控制技术等信息化技术，实现对地铁主要用能单位能源利用状况进行实时、准确的动态监管，实现能源与节能管理的数字化、网络化和空间可视化，为节能监察、节能预警、节能管理、节能决策等提供支撑和服务的信息化管理服务。
四、结语
地铁车站通风空调系统保证车站内部空气环境的空气质量、温度、湿度、气流组织、气流速度和噪声等满足人员的生理和心理条件要求及设备正常运转需要，直接影响乘客的出行体验和运营安全，在满足功能需求的前提下，降低系统能耗，响应国家节能减排的号召，既可为企业带来可观的经济效益，也能为城市的低碳出行、绿色出行提供强有力保障。
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