王 亮
重庆赛迪工程咨询有限公司 重庆 400013
摘要:随着城市轨道交通技术的迅猛发展，轨道交通方面的能耗普遍巨大，其中空调通风系统能耗占地铁总能耗的30%以上，而在空调系统能耗中，约60%~80%的能耗消耗集中在制冷机房系统内，目前我国制冷机房能效比为2.5~3.0左右，与美国、新加坡等发达国家差距较大，而现有的技术支持以及我国广阔的市场都为高效制冷机房的发展提供了巨大的发展潜力和应用前景。所以，无论从我国建筑节能政策要求，还是对于地铁企业的运行管理，都应积极研究地铁节能系统，特别是空调系统的效率，以降低地铁能耗，减少运行费用。 下文主要对地铁车站风水联控节能控制系统策略发表一些观点。
关键词:地铁车站空调系统 风水联控 节能控制策略
引言
地铁车站风水联控节能控制系统具备监控及节能运行的功能，针对不同被控对象（制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、电动水阀、组合式空调器、回排风机）特点提供相应的监控及节能运行方案，通过对各种环境参数进行检测、对各个能耗设备（包括：制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、组合式空调器、回排风机）进行能耗计量、对能耗统计分析，控制各个能耗设备优化运行，提高环境的整体舒适度，降低能耗。
1总体架构要求及接口要求
（1）车站通风空调节能控制系统总体架构充分体现“分散控制、集中管理”的设计理念，设计实现20%以上的节能率。节能控制系统与环控电控柜、BAS、制冷机组、水泵、冷却塔、组合式空调机组等相关设备密切配合，提供水、大系统原理图、平面图（包含仪器仪表、各类控制阀门）及安全可靠的控制策略。
（2）节能控制系统软件协议为开放的、通用的、可软件解码的协议，负责提供的协议点表要求完成与BAS系统的通信，负责向BAS系统上传信息，接受BAS的控制指令，BAS系统负责配合与节能控制系统的通信协议转换。
（3）节能控制系统与通风空调设备无直接物理接口，通过节能控制系统计算后输出各种设备运行状态指令发送给BAS系统，通过BAS来控制冷水机组及相关设备的环控电控柜来执行各空调设备（水系统：冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、各类水阀，大系统：组合式空调器、回排风机、联动风阀）的运行及反馈相应状态。
2控制策略
地铁中央空调系统有5个换热过程组成，减小每个中间环节的能量损失就是节能。
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（1）冷水机组——主机效率曲线的冷水机组的群控
台数控制:根据末端实时负荷情况，选择最佳的机组运行台数组合。合理分配机组的不同负荷按需供冷，使得整体冷水机组工作在最高的综合主机COP状态下运行。
部分负荷下，自动设定供水温度：此措施可以节约主机能耗大约5-8%。
在主机安全范围下，降低冷水机组冷却水进水温度：此措施可以节约主机能耗大约3-5%。
（2）冷冻水泵节能控制策略
与主机联动控制:冷冻水泵和其对应的冷水机组联动控制。
对冷冻水总供回水温度、压差、流量、冷水机组的运行负荷进行监测。
变频：综合以上监测参数，并根据内置的专业节能软件进行计算综合变频，并且维持主机在高效运行区间，从而达到最佳的节能效果。
调节冷冻水泵流量（水泵变频）使分集水器之间的压差恒定。
与压差旁通阀联动，确保主机冷冻水流量。
（3）冷却水泵节能控制策略
与主机联动控制:冷却水泵和其对应的冷水机组联动控制
对冷却水供/回水温度、冷水机组的运行负荷、进行监测
变频：综合以上监测参数，并根据内置的专业节能软件进行计算综合变频，调整冷却水泵水量并且维持主机在高效运行区间，从而达到最佳的节能效果。
在冷却塔出水温度变化时，如白天和夜间的温差，系统会及时将此温差信号前馈补偿到输出水量信号中，保证机组平稳和节能运行。
（4）冷却塔节能控制策略
根据冷却塔的出水温度来控制冷却塔风扇的开启台数。
冷却水温度每 1 摄氏度温降，可节约冷水机组3%能耗。
充分利用机组可能在低冷却水温下运行的优势，尽量使冷却水进水温度贴近机组允许的最低冷却水进水温度，以利用低冷却水温工况下的机组的高运行效率，大幅度降低能耗，实现节能的最终目的。
（5）空调水系统与末端空调的联动控制策略
当末端空调负荷减少时，反映到冷水机组将出现冷却水出水温度降低的现向，温度传感器检测出这种变化趋势后，NB2000中央空调综合管理节能控制系统将自动降低冷却水泵的工作频率，降低冷却水进水流量，提高冷却水出水温度，并使进、出水温差控制在最佳设定值上，维持冷水机组的高效率运行。
当末端空调负荷变小时，末端空调设备前的两通阀将会关闭或减小，负荷侧回路管路的阻力增大，冷冻水供、回水温差将出现减小，供回水管之间的压差将出现增高的趋势。温度传感器及压力传感器检测出这种趋势后，NB2000中央空调综合管理节能控制系统将自动降低冷冻水泵的工作频率，减少冷冻水流量，并使供回水温差及供回水压差控制在最佳设定值上，维持冷水机组的高效率运行。
（6）风水协调控制策略
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当公共区域负荷发生变化时，集中管理平台通过温湿度传感器信号的采集，与设定值比较PID调节组合式空调处理机组送风机的频率。为维持室内的正压，回排风机的频率和送风机的频率保持匹配。当送风机改变运行频率，必然引起送风量和送风温度的变化，集中管理平台根据末端送风温度与设定值的偏离程度，动态调节冷冻水阀门的开度，使送风温度趋于设定值。当组合式空调处理机组动态比例积分调节阀开度的改变，会引起冷冻水系统的水力平衡，系统总能量需求也发生变化。当总供冷量发生变化时，通过冷冻水系统特征和循环周期，同时根据长期记录的历史负荷数据库和室外气象参数（室外温湿度）的变化，动态预测地铁车站“未来时刻”冷冻水系统的运行参数，包括冷冻水回水温度、温差、压差和流量的最佳值，并调节变频器的输出频率，实现冷冻水泵流量的最佳节能优化控制。
节能控制系统将主机能耗、冷冻水泵能耗、冷却水泵能耗和冷却塔能耗综合来考虑，在不同工况下确定一个系统能效最佳即系统COP最高时所对应的冷却水温度，并以此调节冷却水泵变频器输出功率，动态调节冷却水的流量，使冷却水温度总是处于最佳值，从而使地铁车站冷源站在任何条件下系统都处于效率最高点运行，实现系统整体能耗最低、最节能。
为保证地铁车站公共区域内的空气品质，采集分散布置在站厅/站台的CO2传感器信号，以最不利点的CO2浓度与设定值进行比较，智能调节回排风机和组合式空调处理机组的风机的频率，使车站公共区域的CO2浓度满足室内卫生要求和人体对新风的需求量。
7结束语
以上地铁车站风水联控节能控制策略是在地铁安装及升级工程中的一些应用，每个工程都需要进行不同的调试设置，方能实现节能。从能耗及经济性而言，地下车站的通风空调能耗占比高，通风空调系统的运行状况和节能程度关系到地铁的使用效果和运行费用，打造应用于地铁站的高效制冷主机房，对实现地铁地下车站的绿色节能建设和运行有重要的意义。
参考文献
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[2]冷梅魁.暖通空调系统设计中的节能问题分析[J].江西建材，2015.
[3]轨道交通车站高效空调系统技术标准[T/CABEE].中国建筑节能协会，2019.
[4]集中空调制冷机房系统能效监测及评价标准[DBJ/T 15-129 ]
作者信息：姓名：王亮（1986.09--）；性别：男，民族：汉，籍贯：重庆市，学历：专科（本科在读）；现有职称：中级工程师；现有执业资格：注册安全工程师、注册监理工程师；
研究方向：工程管理、安全工程、全过程工程咨询