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轨道交通地下车站通风空调系统节能环保技术应用
发布时间:2019-09-23 16:04:44阅读:收藏
摘要:本文主要介绍轨道交通地下车站通风空调系统节能环保技术应用,并探讨降低通风空调系统能耗对轨道交通车站的节能具有的意义。

 前言
       随着科学技术的发展,交通事业的不断进步,地铁在个大中城市不断兴建并投入使用,地铁已成为人们日常的交通工具之一,轨道交通中的地下车站通风空调变得尤为重要。本文对轨道交通地下车站通风空调系统节能环保技术提出相应的技术措施。
       1.国内城市轨道交通通风空调系统的现状
       国内城市轨道交通通风空调系统技术是在北京地铁一、二期工程和上海地铁1号线的基础上逐步发展起来的。从国内目前已开通运营轨道交通的城市以及正在进行建设和设计的城市的通风空调系统设置情况来看,具体可以归纳为以下三种方式:
       (1)通风系统方式(含活塞通风和机械通风):以北京地铁1号线和环线以及天津地铁为代表。
       (2)空气调节(车站不设屏蔽门):以上海地铁2号线、广州地铁1号线、南京地铁1号线等为代表。
       (3)空气调节(车站设置屏蔽门):以上海地铁1号线、广州地铁2号线、深圳地铁1号线等为代表。
       总结城市轨道交通通风空调系统的发展,可以看出,自20世纪60年代北京地铁提出通风系统方式和80年代上海地铁1号线提出通风空调系统方式到现在,近2年,城市轨道交通通风空调系统的技术只是在此基础上不断进行局部地改进和完善,在系统技术的发展和创新上没有取得突破性的进展,一直没有产生飞跃性的进步,各个城市都是在以上这三种方式的范围内的重复使用。
       2.城市轨道交通地下车站通风空调系统概述
       通风空调系统作为城市轨道交通中重要的组成部分,尤其在地下车站中起着举足轻重的作用,为了实现地下车站的合理温湿度和相关卫生要求,有效的控制环境灭害,针对城市轨道交通地下车站通风空调系统的负荷分析是非常必要的按照功能特点,地下车站的通风空调系统分为大系统和小系统,其中大系统包括车站出入口通道、站厅和站台公共区的通风空调以及防排烟,小系统包括车站管理用房区域的通风空调及防排烟,与普通建筑的通风空调系统相比,地卜车站环控系统在设计参数及标准的确定、空调负荷计算力法、系统的设计等力而都有所不同表1中给出了地卜车站通风空调系统部分室内设计参数及一般的降温方式。
       3.地下车站通风系统智能控制技术及节能原理
       车站通风系统智能控制技术是通过对现有轨道交通通风空调系统进行变频技术研究,采用先进的智能控制策略,建立适合轨道交通通风空调系统变频节能的方式方法。下面介绍一下地下车站通风系统智能控制技术及其节能原理:
       (1)地铁车站风机的变频控制算法研究:热气流耦合数学模型的建立,准确描述控制参数与控制对象指标的关系式。选择合适的控制策略,选用模糊控制方法,采用预测控制或自适应控制针对客流的变化调节控制系统,以保证乘客小气候空气质量和节能两目标的协调;研究排热风机转速对排热效率和电能消耗比方程的影响关系式,提出排热风机的变频控制策略。
       (2)地铁环控系统变频控制方式的建立:选择合适的控制策略达到气候最优和能耗最低

(3)变频技术对地铁电力系统、通信系统及信号系统影响的研究:解决地铁环控变频系统对地铁其他系统的电磁兼容及谐波影响。
       (4)车站通风系统智能控制技术节能原理
       变频器是通过改变电动机的供电电源频率对交流异步电动机进行速度调节的装置。从异步电动机的工作原理得知,车站空调水系统变流量智能控制技术主要是以电机变频调速技术应用为基础,综合应用模糊控制技术、系统集成技术、计算机软件技术、测控技术和应用电子技术。通过数学建模和软件编程,形成上位机中央控制器处理系统软件与各分支系统控制软件组成的系统网络。系统在采集空调水系统运行参数和环境参数的基础上,通过模糊预期算法模型和模糊优化算法模型等控制模型进行运算,制定空调系统的运行策略并通过中央处理器将指令发送到各分支系统,调整空调水系统的设备配置和参数配置,优化系统构成,从而实现系统的高效运行。 AOP 高级氧化循环冷却水处理技术主要是在应用电力制氧设备的基础上,产生出臭氧,然后按一定的比例有控制地加入到冷却水中。使用臭氧等强氧化性物质,在水中产生一系列自由基反应的技术,它可使水中有机物与微生物分解与破坏,产生易于生化处理的小分子物质和天然无害的物质,无二次污染且使水质得到消毒。过实时动态监控,以臭氧为主的高级氧化工艺取得腐蚀和结垢的平衡,杀灭微生物,除垢阻垢,提高热交换效率及水的利用率。
       4.工程实例--上海地下车站通风空调系统
       4.1项目概况
       上海轨道交通始于 1995 年 4 月,经过近二十年的建设运营,已成为目前中国线路最长的城市轨道交通系统。轨道交通地下车站通风空调系统由风系统和水系统组成,根据上海轨道交通运营线路的能耗统计数据分析,通风空调系统的能耗约占整个车站总用电量的 50~60%,占整个轨道交通能耗的 25%~30%,对轨道交通的运营经济性影响很大。因此,通风空调系统能耗的降低,对整个轨道交通车站的节能具有十分重要的意义。
       上海申通地铁集团有限公司在上海轨道交通的部分地下车站应用了通风空调系统节能环保技术,其中车站通风系统智能控制技术在上海轨道交通4号线浦电路站进行试点后,又在轨道交通 2 号线东延伸 8座地下车站和 10 号线 29 座地下车站进行较大规模的应用,取得了较好的节能效果;车站空调水系统变流量智能控制技术已在上海轨道交通 2 号线、4 号线共 8 座地下车站应用,经测试,在满足运营安全的条件下,实现车站空调水系统总体节能20%~40%,达到了较好的节能效果;AOP 高级氧化循环冷却水处理技术已在上海轨道轨道交通的 1 号线、2 号线、4 号线、6 号线等 5 座地下车站应用,取得了较好的节能效果。
       5.通风空调系统控制模式的新发展
       通风空调系统在系统控制模式的发展上,在南京地铁1号线的BAS系统的设置中,首次为其通风空调系统设计了高度智能化的方案,并应用地下车站温度的全年控制标准取代目前的夏季温度和冬季温度控制标准,尝试解决通风空调系统在非最热季的优化控制问题,以实现系统的运行节能。
       城市轨道交通的多种新型通风空调系统型式,是在总结了国内外城市轨道交通多种通风空调系统的应用的实际经验的基础上而发展起来的,它结合新理念,采用新技术,充分结合工程建设的具体情况。这必将对设计理论和工程建设具有促进作用,应当给予支持。
       结束语
       通过本文论述了轨道地下车站空调通风技术,总结了轨道地下车站空调通风系统的应用的实际经验,并对通风空调系统控制模式提出建议,为城市轨道交通的发展提供参考。
       参考文献:
       [1]黄建辉.地铁车站设备房变冷媒流量(VRV)系统使用分析[J].现代城市轨道交通.2006(3):33.
       [2]窦同江.地铁环境控制系统的研究[D].上海:上海交通大学.2005.

来源:《防护工程》2018年第21期              作者:郭云丽  郭海芬

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