地铁环控

地铁环控（精选7篇）

地铁环控 篇1

自世界第一条地铁 (伦敦地铁) 1870年开通以来, 以其高效, 快捷, 安全的特点迅速城市轨道交通系统在世界各大城市得到广泛的应用, 并成为城市大运量公共交通系统的首先。目前对城市轨道交通的要求, 不仅要高效, 快捷, 安全, 还提出了舒适的要求。合理控制系统运行是降低地铁交通系统能耗的关键, 也是直接制约地铁交通系统运营经济效益的重要因素。

1 空调能耗的构成

环控空调的节能首先应再满足使用要求的前提下设计最小的环控空调负荷, 确定合适的环控空调工程规模, 从而降低建设投资, 同时, 在规划环控空调工程时, 要考虑整个运行周期, 使运行期使用的设备能源利用率最高, 能量消费量最小。再者, 要尽可能地回收利用系统舍弃的能量, 如环控空调系统的排风能量、冷却水系统中冷却塔的排风能量等。

2 空调系统设计中的节能

2.1 新风部分的节能

控制和正确使用室外新风, 使其适应经济运行条件, 是最有效的节能措施之一。室外新风越大, 系统能耗就越大。我们都知道, 新风的作用是调节室内空气的质量, 使室内环境中的各种污染物浓度保持在卫生标准所容许的浓度值以下。目前考虑室内空气质量的指标是CO2浓度。一般场合CO2容许浓度取[1000ppm]。

为了节能, 可以减少新风量的取值, 而从控制进入室内的新风的质量以及控制室内污染物的产生。另外, 可以根据室内CO2浓度变动来自动控制新风、排风及回风阀门的动作, 据有关资料显示, 自动控制新风阀门比固定新风阀门夏季冷负荷要减少近25%。

2.2 使用能量回收装置, 用新风回收排风能量

图1是一种设置有全热交换装置的布置形式。

该系统在回收排风中的“冷”能时, 要求室内排风的焓值要低于室外空气的焓值, 所以只有在空调系统取用最小新风量时才启用, 而不是全年投入运行的。当在过度季节时, 应切断交换器两侧的通路, 使新风通过旁通直接导入系统。这个时候旁通风道必须具备使送风空气全部采用新风的可能性, 当然这时候室内回风也必须绕道热交换器, 径直排向室外。

2.3 要选用效率高、部分负荷时调节特性好的动力设备

空调系统中的动力设备主要是风机和水泵, 而水泵和风机的运行工作点不仅受其自身特性的影响, 而且也取决于所在管路系统的阻力特性, 所以选型时要研究管路的阻力特性, 选择合适的设备。

由于空调系统中的设备大部分时间在部分负荷下运行, 从节能的角度要把设备的最高效率点选在峰值负荷的70~80%状态。在非峰值负荷时常常采用改变设备流量的方式来调节。

2.3.1 改变管路性能曲线, 使设备满足调节要求

图二中, A点为设备的设计工作点, 此时流量LA和压头PA满足设计工况的要求。当空调负荷减小, 只需要流量LB, 如果系统不予调整, 按原阻力特性曲线, 只需要设备具有压头PB就可以, 故原有的设备工作特性就不能满足实际工况的要求。我国目前多数还是通过靠阀门节流进行调节的 (风机的出口阀门和进口阀门都可以调节, 而水泵只有出口阀门可以调节) 。当阀门关小时, 管路阻力增加, 阻力特性系数由K变为K', 而K大于k, 管路阻力特性曲线也由1变为2。这样, 设备的新的工作点B'就满足了部分负荷的要求。此时管路增加了阻力ΔH=H'B-HB, 这就是由阀门的节流引起的, 但是设备要附加 (P'B-PB) 的压头。

这种调节设备费用低, 维护保养方便, 但是阀门会造成额外能耗。阀门调节引起的功率消耗为:其中η为设备的总效率, ΔH为由阀门调节引起的附加阻力值, [k Pa]。

2.3.2 改变设备的转速, 满足变流量要求

风机和水泵的性能参数是针对某一转速n0而言的, 在L-P图上, 当实际转速n与n0不同时, 各种转速的L-P曲线就是一组平行曲线, 见图三。如果空调系统处于部分负荷状态, 需要从设计流量LA调节到LB, 那么通过改变风机和水泵的转速, 使改变后的转速为nB时的性能参数正好能满足工作点B的要求, 这就达到了调节的目的。

变速调节没有节流损失, 而且存在有着功率减少是流量减少倍数的立方关系, 所以运行调节时节能效果非常明显, 且调节稳定性好, 流量调节幅度大, 但是设备费用也很大。随着节能工作的不断深入, 节能政策的不断加强, 变速调节会成为空调系统节能的主导。

3 空调系统运行的节能

《采暖通风与空气调节设计规范》 (GBJ19-87) 中规定的舒适性空调室内计算参数为:夏季:温度24℃~28℃, 湿度40%~65%;冬季:温度18℃~22℃, 湿度40%~60%。从上述规定来看, 不论夏季还是冬季, 室温都有5℃的选择余地, 那么在满足要求的前提下, 室温设定值在夏季尽量高一些, 在冬季尽量低一些, 有研究显示, 夏季室温从24℃提高到28℃, 冷负荷可以减少36.6%, 节能效果明显。

4 结论

环控空调系统的节能是一项系统工程, 涉及到政策的制定、政策的实施以及实施效果的评估等, 任何一个环节的漏洞都会使这个系统工程产生偏差, 要求从事这个行业的同仁具有社会责任感, 为共同致力于建筑节能这项国计民生的事业尽一份力量。

摘要：文章主要从地铁环控空调能耗的基本构成方面提出了空调系统节能的途径与措施, 指出环控空调系统的节能要重视空调系统设计的节能、空调系统运行的节能。

关键词：节能,空调系统设计,空调系统运行,新风能耗

参考文献

[1]付小平, 杨洪兴, 安大伟.中央空调系统运行管理.北京:清华大学出版社, 2001.

[2]王子介.空调节能及其节能措施中的若干问题.http://www.hvacinf.com, 2002.

[3]何宗华, 汪松滋, 何其光.城市轨道交通车站机电设备运行与维修, 北京:中国建筑工业出版社, 2005.

地铁环控 篇2

摘 要：结合上海地铁九号线周边环境的特点，通过对风亭、车站公共区、站台等噪声源的分析，提出了消声、吸声、隔声、减振等综合技术措施，并对消声器的安装要求及噪声治理目标进行了说明，以满足地铁周边环境的降噪环保要求。

关键词：环控系统，消声方案，噪声源，消声器

上海市轨道交通申松线(一期工程R462B)共设有6个地下车站，一个地上中间风亭，松江新城站、九亭站、西岔道井、七宝站、中春路站、外环路站、合川路站及各站沿线车站的排热风亭、机械/活塞和新风亭的通风系统噪声计算，按设计院所提供的设计要求，需采取降噪措施，沿线各站的风亭排放噪声，需满足设计要求的噪声标准。

1 周边环境特点

按设计要求，地铁属于4类噪声功能区，经风亭传至地面的噪声按国标GB3096―93城市区域环境噪声标准中交通干线、道路两侧区域标准执行，其等效计权噪声级Leq应分别满足昼间70dB(A)夜间55dB(A)。经过周边环境的踏勘，所执行的噪声标准是合理的。

2 风亭噪声分析

地铁所使用的通风降温设备是保证地铁(地下段)系统正常运行的重要设备之一，地铁通风系统分为车站通风系统(属于大系统)、车站局部通风系统和隧道(区间)通风系统(属于小系统)，车站通风系统一般采用大型轴流风机，车站局部通风系统一般采用离心式或小型轴流风机，隧道通风系统采用大功率的轴流风机，具有通风排烟的功能。这些噪声源包括：隧道风机、排热风机、射流风机、送风机、回排风机/排烟风机、玻璃钢轴流通风机、组合式空调机组、吊(卧)柜式空调器、风机盘管、风幕机(空气幕)、多联室内机、室外机、分体挂壁式、柜式空调器、冷水机组、水泵、列车进站时的噪声、水管的振动声、风管的振动及气体在各管道流通产生的气流噪声等。由于它们各自的使用功能和安装位置的不同，因此，对它们的噪声污染治理必须采取各自相应的措施，以求满足设计标准的要求。大系统风机运行所产生的空气动力性噪声，通过风道和风亭向地面传播，它是地面风亭进风口、出风口处的主要噪声源。这些风机设备本身的噪声辐射很高，据1号和2号线实测，在距风机1倍当量直径处的A计权声级达100dB~110dB。虽然风机与风亭之间有一定距离的风道衰减，同时有风机前、后及风道内也设置消声器;但根据建设要求，在不考虑其他噪声叠加的情况下，必需符合所处地区的区域噪声标准。

3 车站公共区、站台噪声分析

主要是车站通风系统的大型轴流风机，车站局部通风系统的离心式或小型轴流风机，隧道通风系统大功率的轴流风机运行所产生的空气动力性噪声，该区域要满足噪声小于70dB(A)。大型轴流风机的前后或在风道内有消声器，从风道内也有一定的衰减，但有部分可能超标;局部通风系统的小风机一般在管道内均要设置小型管式消声器，此方案中以大系统消声降噪为主，根据已建地铁经验，小系统消声降噪相对容易处理，故不作系统讨论和分析。

4 系统消声工艺主要措施

4。1 消声

在系统内加设消声设备，如片式、壳式消声器、消声静压箱、管式消声器等，同时消声器与管道连接处采取密封措施，以防局部噪声泄漏。当大系统消声器未能达到噪声允许标准时，需在风亭加装消声百叶窗，以求进一步降低噪声。

4。2 吸声

必要时，在与车站管理用房相连的冷水机房、空调机房、泵房等可在室内采用局部吸声处理，如侧墙面贴吸声材料。

在冷却塔的集水底盘可加设消音垫，以降低淋水噪声。

4。3 隔声措施

对于直接与车站管理用房相连的`房间采取性能较好的隔声门，如冷水机房、环控机房用接近墙体消声量的隔声门，以使管理用房噪声值控制在60dB(A);经计算其余房间可用一般隔声量的隔声门，可满足设计要求。必要时，可在冷却塔一定距离处设置吸隔声屏障，并需确保其通风要求，使居民区有较好的降噪效果。

4。4 减振措施

对所有产生振动的设备均采取减振措施，且隔振效率不低于90%，避免产生固体传声，例如，对风机采用弹簧阻尼复合减振器，风机进出风口采用软接。

在风管安装的重要部位采用可调隔振支、吊架，在安装过程中及时进行支吊架的固定和调整，保证其位置正确，受力均匀。

4。5 防止侧向传声

要防止消声降效，比如结构式消声器与风道间密封不严的话，将会造成噪声从间隙处穿过，造成消声效果的下降。

在风机与风机扩压管的外面要包扎阻尼隔声层，原因如下：以一风机前配3m长金属壳体消声器为例，消声器的消声量大于35dB(A)，而在风机侧边的噪声因风机机壳及扩压管的隔声量小为风机的噪声级减小25dB(A)，因此，在机房内的噪声不是经消声器消声后的声压级，消声器不能充分发挥其消声量。所以为了消除“侧壁传声”现象，就必须对机壳和变径管外壁作阻尼隔声包扎。

4。6 弯角消声工艺

在风道内墙加导流声弯，能减小风阻并降低噪声，因此，在全部风道直角拐弯处设导流消声措施。

5 安装要求

5。1 安装注意事项

因地铁消声器体积较大，故采用模块化、模数化到现场用紧固件进行组装;组装时，按从下到上，从外到内，外壳、顶板最后组装;金属壳体式消声器与风机前后渐缩、渐扩管法兰连接，法兰现场钻孔，并加密封条，防止漏声现象;组装过程中注意消声片及外壳，切勿让其受损伤，导致消声器使用寿命缩短或影响消声效果;组装时，消声器与组合式风阀连接，两者间距应大于800mm，且消声片立卧方向应与多叶风阀叶片立卧方向一致，以减少阻力损失;片式消声器设置在砖砌支承台阶上，并预埋泄水管，安装后应做封堵工作，以防噪声从旁路通道泄漏。

5。2 消声器的拼装

1)消声片间的连接：为了保证消声片模块之间在地下工地安装方便，在消声片前缘底板上配钻连接孔，上下消声片经连接件相叠后，然后用抱箍及螺栓连接固定，既牢固又美观。

2)壳体间的连接：对于大型风机通过法兰连接的片式消声器，其壳体通过模块化组合，用M10×25螺栓连成整体，在连接处中间加设4mm厚橡胶条密封，防止漏风、漏声现象。

3)消声片与壳体的连接：将消声片定位于顶底板上，且消声片与消声片之间嵌有顶底消声片，整个安装定位准确，紧凑。

5。3 设备使用与维护

片式消声器采用了模块化结构，每一模块消声片或壳体均通过固定件连接而成，因此，拆卸非常方便。若某一消声片或壳体损坏，只要松开固定卡，即可将其推出维修或调换而无需将消声器整体打开。在地下铁道中，特别是地铁风道中，常需工作人员通过消声器进行维修、保养。为了保证人员进出的方便，将两块相邻消声片设置为活动式，两块活动消声片下设滚轮，并用铰链分别与两侧固定消声片连接，将采用专利技术“折叠门式消声器检修通道”，只要通过固定在消声片端的拉手一推，消声片即可向侧面移动，使其中间通道增大，从而可使工作人员从通道中进出。检修完毕，只要拉动消声片，使其回到初始位置即可。消声器如有灰尘，可直接用高速气流进行喷扫干净。

6 噪声治理目标

空调通风系统设备按设计工况的转速和流量正常运转时的任一时刻(排除非空调系统产生的其他噪声干扰)：1)传至站厅、站台公共区的最大噪声级不大于70dB(A);2)传至设备与管理用房的工作和休息室的最大噪声级不大于60dB(A);3)各空调通风设备机房内的噪声级不大于90dB(A);传至风亭外的最大噪声级，1类地区执行昼间不大于55dB(A)，夜间不大于45dB(A)标准，2类地区执行昼间不大于60dB(A)，夜间不大于50dB(A)标准，4类地区昼间不大于70dB(A)，夜间不大于55dB(A)标准。

参考文献：

[1]GB/T4760―1995，声学消声器测量方法[S]。

[2]GB3096―93，城市区域环境噪声标准[S]。

[3]GB/T3222―94，声学环境噪声测量方法[S]。

[4]GBJ87―85，工业企业噪声控制设计规范[S]。

[5]GBJ122―88，工业企业噪声测量规范[S]。

[6]GB/T14623―93，城市区域环境噪声测量方法[S]。

[7]GB/T14228―93，地下铁道车站站台噪声测量方法[S]。

浅谈地铁环控通风 篇3

1 地铁系统通风量的确定

1.1 地铁系统空气所含的有害物质

明确地铁空气中所含有的有害物质是确定地铁系统通风空调具体通风量的前提条件, 地铁系统空气有害物质主要是:1) 余热量, 也就是经过周围地层吸收而残余的由列车、人员以及相关设备散发出的热量;2) 较高的相对湿度;3) 二氧化碳;4) 含尘量。以上述有害物质作为计算地铁空调通风量的计算依据, 确保符合地铁设计相关规范性要求。在计算通风量时, 抵消余热量所需要的通风量所占比重最大, 所以, 通常都是将抵消余热量作为计算地铁通风量的依据。

1.2 计算通风量的影响因素

1.2.1 地铁沿线水文地质条件

地铁温度在很大程度上受地铁沿线水文地质条件的影响。如果地铁结构低于地下水位线, 地下水就在其周围充当起水冷套作用, 这样, 从地铁系统中所产生的一部分热量将会通过其传导出去。地下水温度是计算地层温度的主要依据;如果地铁结构高于地下水位, 单纯借助常规地铁通风系统无法将地铁内部余热量充分传导出去, 这就会导致地铁周围地层温度越来越高, 进而在衬砌周围形成热套, 并且, 热量越高, 此热套也就越大, 最终将会对地铁正常运营带来不利影响, 在这种状况下, 必须在区间隧道中设置相应的制冷系统才能对此问题予以缓解。

1.2.2 周边地层温度

地铁隧道周边地层温度需要依据隧道顶面埋深确定。通常情况下, 顶面埋深多于十米, 地层温度较为稳定, 可以作为地温计算依据;而如果隧道顶面埋深不足十米, 由于受到太阳热辐射的影响, 温度处于不断变化状况。

1.2.3 地铁系统热源来源

在地铁系统内部, 热源位置不同, 相应的发热量也有所区别, 此外, 热源具体的发热量还会受到运营时间的影响。所以, 需要通过计算机程序开展模拟计算。地铁系统主要的热源主要有列车所产生的热量、地铁内部照明系统所产生的热量、人员产生的热量、动力设备散发出的热量以及隧道洞壁吸收及释放的热量等。

1.2.4 通风量的确定

地铁系统内部空气温度因季节变化而变化, 一般夏季较高, 冬季较低, 大致与室外空气温度变化周期近似。在夏季, 地铁围护结构会将地铁系统所产生的热量传出一部分, 剩余的借助通风系统排出;在冬季, 地铁围护结构不再起到散发热量的作用, 相反会将向地铁系统内部释放热量, 并与地铁系统内部的其他热量一起通过地铁通风系统传导至室外, 因此, 在计算地铁系统通风量的过程中, 必须对夏季以及冬季气候条件予以充分的考虑, 并取二者最大值。

地铁系统通风装置必须具备彻底排除每年所产生的热量的能力, 所以, 要以热量年平衡值作为计算通风的主要依据, 如果通风量足够大, 就需要考虑地铁通风空调系统。如果车站选用的是开式运行, 必须保障每个乘客新鲜空气供应链在每小时三十立方米以上。

2 地铁风道及风亭的布置

2.1 地铁风道布置

通常情况下, 地铁采用的是机械通风方式, 机械通风道中主要设备包括可逆转的轴流风机、组合风阀以及消音器。如果风机不但要保障车站送风及排风的均匀性, 还要负责区间内纵向通风, 就需要适当的扩大空间, 为连接管道以及布置阀门提供足够空间;如果在设置地铁空调通风系统时还需要对空调或者送冷风予以考虑, 还需要为所需要的制冷设备流出相应的空间。

如果空间过长, 就要采取强制式隧道喷流通风方式, 并对以下三点予以重视:第一, 确定风道轴线与区间轴线之间夹角, 通常情况下十五至二十度比较合适, 如果条件允许, 可以将夹角适当调小, 因为角度越小, 越有利于风流;第二, 因为风机前供风速度高, 一般每秒可达二十五到三十米, 因此, 在设置喷嘴底板时要在轨面上二点五米左右, 以便出现事故人员疏散时, 高速风流高于撤离人员头部;第三, 关于火灾事故通风, 如果依据不充分, 为防止反流层出现或者是无法对烟气进行全断面排除, 最好不选择射流排烟方式。

2.2 地铁风亭布置

在不知地铁风亭时, 主要需要考虑城市规划、周边环境以及相关的卫生标准等因素。通常情况下风亭的类型可以分为地面风亭、下沉式风亭以及综合式风亭三种。

3 结语

作为现代化大型城市一项重要公共交通方式, 地铁在城市建设中占据着十分重要的地位, 作为地铁工程中极为关键的一项内容, 地铁通风空调系统关系到地铁环境大局, 对此必须予以高度的关注和重视, 特别是在设计阶段, 要统筹全局, 计算地下环控系统远近气流, 并模拟热环境动态状况, 并进行校对。对于新建地铁系统而言, 在确定通风系统时要对当地气候、经济以及社会等各方面条件进行全面考察, 在此基础上确定最佳的系统方案。

参考文献

[1]王泽宇.浅谈地铁环控的特点及设计.制冷与空调 (四川) , 2008.

[2]姚景生.地铁车站通风空调系统设计.铁路暖通空调专业2006年学术交流会论文集, 发表时间:2006.

[3]何涛.浅谈地铁车辆段通风工程的系统调试.科技信息, 2009.

地铁环控系统变频技术的应用 篇4

1.1 结构与组成

地铁环控系统的结构组成, 包括通排风以及空调等设备, 例如负责通排风的各类风机、风阀以及空调系统的组合式空调机组、水冷冷水机组、风冷冷水机组等, 在地铁环控系统的隧道风机、排热风机以及组合式空调机组中使用的变频器, 内置具有功率因数校正功能的整流器, 同时内置逆变器, 还具有其他各种功能作用的控制电路, 由MCU根据变风量需求的设计方案对环控系统的设备进行控制, 环境温度、多联机信息以及室内机的通信同样也主要依靠该系统实现。压缩机与风机的驱动控制系统中, 无位置传感器矢量是控制功能实现的关键, 在高温、高压、密封运行空间中能够尽量减少其影响, 实现通风排风以及空调制冷按照环境温度控制要求运行。

1.2 设计要求

地铁环控设计首先是要保证正常运行期间, 乘客的舒适度, 而在此基础上, 我们要分析车站公共区域的热湿负荷变化规律, 确定出相应的风机变频转速变化规律, 针对上述要求, 可编程控制器PLC可以选作环控系统的关键控制单元, 环控控制系统的一般要求, 一、地铁正常运行时对车站公共区域以及隧道进行排热排湿, 保证车站内乘客舒适度的同时, 隧道内的热湿负荷也要符合相关设计规范。此外, 对于隧道环控通风以及车站的环控空调系统, 如各种送、排风机、排热风机以及各自的联动装置和风阀以及组合式空调机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔等都要求相应的IO接口, 该接口能够与PLC控制系统进行实时通信, 将设备状态和信息传输到监控设备中。

2 变频技术在环控系统中的应用

2.1 节能降耗

当今时代国家提倡可持续发展, 地铁环控系统采用变频技术能够实现国家能源的可持续利用, 同时利用微型计算机进行智能控制, 可以实现地铁环控系统对负载的自动适应和调整, 拉高供电电网的功率因数, 有效降低能耗。将变频技术应用到环控供水系统中, 水泵扬程与供水流量的需求也可以得到最大程度满足, 供水系统中的节水器, 调节水泵转速与管道水流量的同时, 代替传统的阀门功能, 还能够达到节能降耗的目的。环控系统中的变频器技术, 可以利用网络对地铁内的设备能耗进行实时监控, 最终可以形成对不同设备用电的数据分析, 并将其进行对比, 改变控制方法以及程序, 在远程就可以实现故障报警, 可以有效减少变频设备的故障发生率, 因此可以减少设备因为故障而导致的能源的浪费, 确保地铁安全运行的同时, 实现节能减排的目的。

2.2 地铁热湿负荷的智能控制

地铁公共区域的热湿负荷是随着客流量、列车运行图以及气候不断变化的一个变量, 首先我们要确定上述这行因素引起负荷的波动规律, 进而根据这个波动规律我们可以计算出车站公共区域逐时通风量, 而利用变频系统中的温湿度变送器数据, 可以对环控系统中风道的进风以及排风的风量进行检查和计算, 可以根据上述数据对通风空调的系统模式进行定期变更, 这样可以保证地铁公共区域内的热湿负荷处于正常范围。

2.3 对环境保护有利

变频技术引入地铁环控系统中, 可以实现对环境的有效保护, 在降低环境污染的同时, 可以实现有效的节能降耗。针对环保节能的要求, 在环控的变频设计中, 需要将水系统的变流量做相应的改造, 这样在有效节约电能的同时, 同时改造后可以使通风空调等设备在最优的状态下开启通风制冷模式, 这样做的结果同时顺应国家节能的号召。此外利用变频技术可以实现对空调水系统, 包括冷却塔等的水资源的节约, 从而能够在变流量模式下进行控制, 空调水系统中含有很多种类的腐蚀性生物, 在流速较低的状况下对水管的材质具有很大的影响, 变流量的控制策略中的冷水机组, 利用特殊物质进行改造, 这样的吸收式冷水机组, 能够确保水系统在变流量的情况下运行, 实现节能环保的目的。此外还可以降低系统中设备故障的发生。

2.4 提高环控系统设备的寿命

利用地铁内相关风管和水管传感器的数据分析, 可以得到环境控制所需要的各种参数, 在环控系统中采用变频技术, 利用微型计算机对系统进行智能控制, 可以实现地铁环控系统对负载的自动适应和调整, 拉高供电电网的功率因数, 有效降低能耗, 同时减小通风空调系统的机械磨损, 电机的使用寿命也可以得到延长;另外地铁环控系统采用变频技术, 还便于工人对环控设备进行维修, 同时变频技术可以对电流限幅、过压失速以及短路、过压等实现保护, 降低电能以及水资源的消耗, 节电器的软启动功能也能够较好的实现, 同时空调水流量也可以得到有效调节, 减少冲击的发生。

3 结束语

变频技术在地铁环控系统中的使用, 可以控制风机进行分级运行, 按照不同时间段的需求进行连续变频运行, 在降低地铁电力以及水资源能耗的同时, 使系统设备的使用寿命得到了延长, 能量转化效率也得到了有效提高, 在环控系统中发挥着巨大的作用, 可以实现对地铁环控系统的节能减排的目的。

摘要：当今地铁处于发展的高峰期, 地铁环控系统如何保证在正常运营以及不影响乘客舒适度情况下, 达到节能降耗的目的, 是目前研究的热点, 纵观当代地铁环控系统, 大多的系统中采用变频技术, 使用变频能够提高地铁环控系统的运行效率, 从而达到节能减排的要求;其次在地铁环控系统的各个运行环节, 包括通风风机、排热风机、回排风机、组合式空调机组等采用变频技术进行控制, 可以激发环控系统的巨大潜力, 在地铁环控系统的低压配电系统提高运行效率并节能降耗的同时, 能够有效提升地铁运营的乘客体验。本文在介绍地铁环控系统的组成以及结构的同时, 将变频技术在地铁环控中的应用做了介绍。

关键词：环控系统,通风空调,变频,应用

参考文献

[1]杨樱.利用变频风机进行地铁环控空调通风的节能运行方案研究[D].天津大学, 2006.

[2]韩孟微.昆明地铁安全门高度对车站气流影响的模拟研究[D].昆明理工大学, 2014.

[3]刘太彪.地铁综合监控仿真培训系统的设计与开发[D].西南交通大学, 2014.

关于地铁环控系统节能的探讨 篇5

一、地铁环境特点

地铁是一类特殊的建筑, 是由多个车站通过隧道连接成的一个整体。地铁主体建筑 (车站和行车隧道) 一般位于地下数米至数十米深处, 其上覆盖土层, 是一个相对封闭的场所。内部空间 (包括隧道和站台, 站厅等) 较大, 但与外界连通的开口相对较少, 只有少量的通风井和车站的出入口与外界直接连通, 其他部分基本上与大气隔绝。由于功能上的要求, 地铁一般是全年运行的, 在车站和隧道内有大量的人流和车流, 而且流量在不断地变化。地铁运营和乘客进出站口挥发出大量的热量, 使空气湿度增大, 同时还产生一些有害气体, 如不及时排除就会降低地铁的运营环境。同时, 当列车因非火灾事故阻塞在区间隧道内时, 因不能产生“活塞效应”而无法提供新鲜空气而导致停留在车厢内的乘客和向安全地疏散的乘客感到不舒适。随着人们生活水平的提高, 地铁必须给乘客提供一个舒适度高的环境。因此, 建立一套完整的环控系统不仅是乘客舒适乘车的要求也是确保地铁安全运营的要求。

二、地铁环控系统组成及作用

地铁环控系统主要由以下几部分组成:隧道通风系统;车站空调通风系统 (大系统) ;车站管理用房和设备用房空调通风系统 (小系统) ;空调制冷循环水系统;隧洞口空气幕系统;折返线通风系统等。环控系统的作用是控制和调节地铁内的热环境, 保证地铁内的IAQ (室内空气品质) 在一个合理舒适的范围之内, 满足乘客和工作人员的舒适性、健康和安全需求, 满足设备的工作要求。此外, 它应当在事故及灾害情况下进行通风、排烟和排热, 起到生命保障及辅助灭火作用。

三、环控系统节能途径

作为地铁运输系统的一个重要子系统, 在保证地铁环境的同时, 地铁环控系统的代价也是高昂的。由于地铁内部的巨大空间和负荷, 环控系统的风机、制冷机、空调机的装机容量都相当大, 由此引起大量设备投资和运行能耗费用。尤其是运行能耗, 而其中环控系统能耗在总能耗中占相当大的比例, 已经严重影响到地铁运营的经济性。因此环控系统的节能具有重要的意义。

(一) 通风系统的优化

目前地铁环控系统基本采用全空气系统, 由于地铁的负荷特点, 风机的运行时间要长于制冷机, 而且风机的功率远大于一般建筑的空调系统的风机, 因此风机能耗比例通常大于一般建筑的空调系统的风机能耗比例。地铁环控系统运行能耗中, 风机能耗所占比例最大。冷机能耗虽然也不小, 但由于地铁负荷的特点, 发热量不可能有大的减少, 根据现有技术水平, 螺杆式冷水机组已具有良好的部分负荷特性, 冷量调节范围为20-100%, 所以冷机节能的余地不大。因此, 车站节能的重点应放在风系统的节能优化上。

1、隧道通风系统。

站台下/轨道顶排热通风系统中UPE/OTE风机正常情况每日从地铁运营开始至运营结束期间一直运作, 是长期运作风机。其作用是排除列车进站、停站、出站时的产热量, 以减少列车发热量对车站及区间的影响, 同时还兼容排烟功能。考虑到近远期列车对数不同、列车发热量不同、风机的排风量不同, UPE/OTE风机宜采用变频风机来调节风量, 既能满足功能要求又可以达到良好的效果, 同时对风机的控制简单可靠容易实现。

2、车站通风系统。

车站公共区空调通风系统由组合式空调箱、回/排风机、空调新风机组成, 以往一般都是采用定风量运行, 靠调节设备的运行台数来适应车站负荷的变化。由于早晚两个客流负荷高峰的存在, 使送风量出现两个峰值而其他时候的风量较小。采用定风量系统时, 必须满足两个峰值风量, 这样在非峰值负荷时, 其风量显然浪费了。如果按照平均风量计算风机能耗, 则风机能耗仅为按峰值风量计算时的70%左右。可见采用定风量运行的能耗浪费是相当严重的, 采用变风量系统是必要的。

实现风机变风量最有效最节能的方法是对风机变频调速。变频调节具有无级调节、调节范围大、调节灵活等优点, 可以实现对风量的准确控制, 并保持风机的效率不因风量的减小而减小, 从而达到明显的节能效果。

(二) 通风、空调运行模式的优化

通风系统采用“只送不排”模式, 利用车站出入口作为排风道, 可以节省大系统回排风机的能耗。采用“只排不送”模式, 车站出入口成为进风道, 节省空调箱送风机的能耗。

事实上, 由于回排风道上没有过滤器和表冷器等局阻, 回排风道的阻抗小于送风道的阻抗, 因此相同条件下“只排不送”的能耗要小于“只送不排”的能耗。但是“只排不送”受新风温度限制, 当室外温度过低时, 采用“只排不送”由出入口进风, 迎面吹来冷风将令出站的乘客明显觉得不舒适;此时如果采用“只送不排”, 出入口排风, 且排风温度高于外温, 迎面吹来的暖风将使正进站的乘客觉得更舒适。需要注意的是, 采用单排或单送模式时, 出入口送/排风可能和无组织进/出风相叠加, 需考虑出入口风速过大的问题。

文献指出送风温度与系统能耗的关系:存在着一个令总能耗最小的送风温度的极小值, 送风温度小于极小值以后, 系统能耗上升非常缓慢。根据这一理论, 送风温度尽可能的定得比较低以减少风机能耗, 在工程计算一般情况下, 给出几个送风温度作为设定值, 当实际送风温度高于该值时, 降低冷冻水供水温度, 反之则提高。

(三) 集中制冷

这是近期经常提出的研讨课题。目前国内地铁多为各站分设冷水机房。集中冷冻方式集中设置冷却塔和制冷设备, 减少制冷机房数量和占地面积, 解决冷却塔分站设置的难点, 减轻对城市景观造成的负面影响, 具有较强的技术优势。同时, 它在初投资、运行费用及寿命周期总费用等方面都低于集中冷却方式, 具有相对于集中冷却方式的经济性优势。因此, 应该在受到条件限制不便设置冷却塔的地铁车站中大力推广这一集中供冷方式。建集中制冷站有两种方案:一是横向即一条线多个车站的制冷站合建。冷水通过管网 (敷设在地下或地铁隧道内) 送至各车站。此方案需要根据不同线路和车站的方案具体从技术、经济、安全、节能、城市规划等方面进行利弊分析比较确定。二是纵向即换乘站集中合建。目前国内大城市均在大力兴建地铁, 大型换乘站越来越多, 且多条线纵向交叉。换乘站一般分为既有制冷站和新建制冷站。传统的设计理念是不同线路分别建制冷站, 这样造成机房多、冷却塔多。如果拆除既有制冷站并与新建线路制冷站合建, 只要实施社会化管理, 对不同部门进行用冷计量, 集中制冷站的方案完全可行, 并具有明显的优势:供冷半径小, 节约机房面积, 减少站外冷却塔与膨胀水箱数量, 从而减少噪声污染, 美化城市景观, 精简运行管理人员以节省人员开支, 提高制冷机COP值, 节约能源及运行费用。

(四) 屏蔽门模式

环控系统的运行模式分为开式运行模式、闭式运行模式、屏蔽门模式3种形式。设置站台屏蔽门, 就是通过在地铁车站的站台候车区与行车轨道之间设置屏蔽门装置, 将地铁车站与区间隧道从空间上分隔开来, 将车站和区间分隔成两个不同的空气环境区域。站台屏蔽门可以减少列车活塞风对车站站台环境的影响, 列车运行产生的热量大部分通过设置在车站端部的活塞风道及车站行车道顶部和站台下排热风道直接排放到地面, 因而可以阻止大部分的列车散热量进入车站。据以往的工程经验值比较, 屏蔽门模式车站空调系统的冷负荷仅为闭式运行系统的22-28%, 从而减少车站通风与空调系统的冷负荷及用电负荷, 节省通风空调系统的运行费用。

地铁屏蔽门系统是现代化地铁工程的必备设施。地铁安装屏蔽门系统, 不仅可以防止乘客跌落或跳下轨道而发生危险, 让乘客安全、舒适地乘坐地铁, 而且屏蔽门系统作为一种高科技产品所具有的节能、环保和安全功能, 减少了站台区与轨行区之间冷热气流的交换, 降低了环控系统的运营能耗, 从而节约了营运成本, 因此在夏季空调季节较长的地区普遍被采用。

四、结束语

环控系统是地铁工程中的一个重要组成部分, 它对地铁环境产生巨大的影响, 其重要性引起了国内外许多者和设计者的关注。有效的节能手段使得环控能耗显著下降, 节约了大量能源, 从而减少了地铁对于自然环境的影响, 对于建设绿色地铁有重要的意义, 也符合当前建设节能型社会、和谐社会的趋势, 具有良好的社会效益。

参考文献

[1]、GB50157-2003地铁设计规范[S].中国计划出版社, 2003.

[2]、陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社, 1993.

[3]、孙一坚.工业通风[M].中国建筑工业出版社, 1994.

[4]、北京城建设计研究总院.地铁设计规范[M].中国计划出版社, 2003.

[5]、刘承东.地铁集中供冷冷水机组选型初探[J].暖通空调, 2001 (5) .

地铁环控 篇6

设备监控系统对于机电设备的控制主要分为两种方式, 单点控制和模式控制。天津地铁1号线设备监控系统的模式主要分为两种, 一种是正常的通风模式, 主要包括最小新风模式、全新风模式、通风模式、冬季模式以及早夜换气模式五种, 其中前四种模式主要是实现对车站的通风换气, 最后一种模式主要是实现对区间隧道的通风换气。另一种模式是灾害模式, 即在非正常运营情况下, 如发生阻塞、火灾等情况下使用的环控通风模式。灾害模式在各个车站的设置不尽相同, 每个车站的灾害模式大概有二、三十个不等, 主要根据防火分区的划分情况以及列车上着火点的位置等因素设置。

2 设备监控系统灾害模式命名及应用

根据系统之间的关系, 可以把环控通风系统分为大、小两个基本独立的系统。大系统负责车站公共区和隧道区间的环境控制, 小系统负责车站设备管理用房的环境控制。

2.1 灾害模式介绍

火灾运行模式的目的是建立合理的气流场, 使火灾烟气及时排出, 抑制烟气的扩散, 为乘客提供一个安全的疏散环境;利用气流作为疏散导向, 使乘客迎气流方向疏散。

2.1.1 车站公共区灾害模式

大系统中车站公共区的火灾模式一般来说根据着火点的位置分为站台火灾、站厅火灾、换乘站台火灾等几种。

对于车站火灾, 或列车在车站起火的情况, 应启动TVF/HPF风机排烟, 送风机不开或者开启小风量送风。对于新建地下站, 还应区分站台火灾或站厅火灾。对于站台火灾, 需要调节相关风阀, 实现站台排烟, 站厅送风;对于站厅火灾, 则要实现站厅排烟, 站厅排烟, 站台送风。以便保证火灾层排烟, 非火灾层正压, 避免烟气大范围扩散。

2.1.2 大系统区间灾害模式

大系统区间的灾害模式又分为阻塞模式和火灾模式两种。

2.1.2. 1 区间阻塞模式

当列车在区间发生阻塞时, 为保证列车上设备以及车上的空调设备能够正常运转, 需要向阻塞的区间送风, 且此时不需特别考虑风向问题, 只需保证阻塞区间两端的车站一端送风, 一端排风, 保证区间有通畅的气流即可。因此, 对应于每个区间均有一种阻塞模式。

天津地铁一号线陈塘庄峒口至小白楼车站的地下区间为新建区间, 为单峒单轨的区间, 且隧道区间没有中间风井, 对于此种类型的区间, 由于每个车站对应4个区间, 因此, 每个车站的区间阻塞模式为4种模式, 如下图所示 (以南楼车站为例) :

天津地铁一号线小白楼站至西站段的地下区间为既有线区间, 为单峒双轨区间, 且隧道区间设有中间风井, 中间风井内风机在发生灾害模式时与车站风机一起参与灾害模式。对于此种类型的区间, 以中间风井为界将区间分为两部分, 每个车站仍然对应4个区间, 因此, 每个车站的区间阻塞模式为4种。

同样的道理, 对于车站两边隧道区间为单峒单轨且中间有风井的, 则该车站的区间阻塞模式有8种。

2.1.2. 2 区间火灾模式

对于隧道内的列车火灾, 风机运行方案是在火灾点前后两端, 距离火灾点最近的风机均启动, 气流方向应根据起火位置而定, 如果起火处位于列车前半段, 则气流方向与列车前进方向相同, 如果起火处位于列车后半段, 则气流方向与列车前进方向相反。气流方向的确定原则是保证多数乘客的安全。根据规范要求, 火灾位置的隧道断面风速应不小于2m/s, 因此, 根据隧道断面、长度的不同, 启动的风机数量会有所不同。

当列车在区间发生火灾或者区间峒体内设备发生火灾时, 与区间阻塞模式类似, 区间火灾模式也因区间性质的不同 (如区间属于单峒单轨还是属于单峒双轨, 隧道区间有无中间风井) 而分为不同的模式, 但与区间阻塞模式不同的是, 区间火灾模式, 尤其是列车在区间发生火灾时, 必须考虑乘客的逃生方向, 从而选择不同的排风方向。因此, 每个区间对应有两种火灾模式, 故每个车站区间火灾模式的数量是区间阻塞模式的两倍。例如对于两侧的区间均为单峒单轨、中间没有风井的车站, 其区间火灾模式共有8种。

2.1.3 小系统灾害模式

地铁环控通风小系统主要负责设备机房、管理房间的通风、排烟。每个车站的小系统数量不等, 每个小系统负责的设备房间数量也不等。小系统灾害模式主要是指火灾模式, 每个设备机房或管理用房对应一种火灾模式。

2.2 灾害模式的命名

2.2.1 车站公共区灾害模式命名

车站公共区按区域主要分为站厅、站台以及换乘站台等, 因此火灾工况模式名称根据着火区域分为站台火灾、站厅火灾、换乘站台火灾等几种。当车站发生火灾时, 根据着火点的位置选择相应的火灾模式。

2.2.2 隧道区间灾害模式命名

隧道区间火灾模式的命名中主要定义着火位置所在的区间或着火列车所在区间以及列车着火的具体位置。

天津地铁一号线自双林开往刘园站方向称为下行, 自刘园开往双林方向称为上行。为了在称呼上与日常的行车术语相符, 以“车站名+上、下行”来指定列车所在区间。例如“南楼上行区间”则指的是列车在从南楼开往土城车站的区间内;而“土城下行区间”则是指在从土城开往刘园方向的区间内。这两个区间定义貌似指的是同一个区间, 但是由于土城至南楼区间属于单峒单轨的隧道区间, 因此, 此两个区间的定义实际上指的仍然不是同一位置, 如下图所示:

在定义了区间位置之后, 接下来还需要定义风向。在同一个区间内气流的组织方向只有两种, 即与列车行进方向相同 (列车车头部位着火) 及与列车行进方向相反 (列车尾部着火) 两种。因此用车头火灾表示风向与列车行进方向一致, 用车尾火灾表示风向与列车行进方向相反。

在模式名称定义了之后, 当区间内发生火灾时, 环控调度人员可以根据司机报告的所在的区间以及着火点所在的列车的部位而开启相应的火灾模式来通风排烟。

2.2.3 小系统灾害模式命名

由于小系统负责的是各个设备机房或管理用房, 且用房的名称唯一, 因此, 小系统火灾模式的定义直接以房间名称来命名。例如:AFC机房火灾、信号机房火灾等。

2.3 灾害模式的启动

灾害模式的启动方式有三种:监控工作站上模式表手动下发;FAS系统联动自动下发;IBP应急控制盘上手动下发。其中IBP盘的信号是现场手动信号, 其优先级最高。只有IBP盘选择自动后, 设备监控系统才能有效的执行“模式表发模式”或“FAS联动”提供的模式。

摘要：天津地铁1号线的EMCS系统, 即设备监控系统对全线各车站及区间内的通风系统、空调 (预留) 系统、给排水系统、照明系统、自动扶梯、直升电梯等设备的运行进行自动化管理。在正常状态下保证运营安全、各项公共设备可靠、节能;在灾害状态、事故状态下确保各系统设备的应急运行。本文详细的描述了天津地铁一号线环控通风系统灾害模式的设置、命名以及模式的启动方法。

关键词：地铁,环控通风,灾害模式

参考文献

[1]铁道第三勘察设计院.天津市地下铁道1号线工程可行性研究报告[R].2001.

地铁环控 篇7

环控大系统的主要功能就是专门为地铁车站公共区进行通风空气调节及排烟。大系统的主要设备包括组合式空调机组、小新风机、回排风机及排烟风机等。目前西安地铁在夏季的环控大系统运行方式, 是采用编辑时间表自动执行即每天早6:00分至晚23:40分执行空调季小新风的模式, 其余时间采取停运模式。而通过一个空调季的观察和实际反映的情况来看, 虽然目前的运行方式基本可以满足夏季地铁车站公共区的运行需求, 但从节能和合理经济运行的角度来说, 还有很大的空间。下面我们就来分析下如何调整大系统的运行来实现节能和合理运行。设计时考虑到节能和调节的需要, 将组合式空调机组和回排风机设置为变频。当夏季每天以小新风模式启动时, 组合式空调机组和回排风机是以设定好的频率启动来实现公共区域的通风调节。但是通过笔者一个空调季的观察, 发现各个站的组合式空调箱和回排风机的启动虽然都是以变频启动, 每个站的启动频率都不相同, 无任何规律可言。而且很多站都是以50HZ变频启动, 这样的话虽然可以保证车站的温度处于最低, 但是从节能的角度来讲并不经济。然而靠自动控制系统根据室外温度或焓值来自动调整频率的话, 调节比较滞后且频繁, 对设备的动作频率太高, 对维护保养又会不利。通过对西安地铁二号线空调季几个车站的试点来看, 将大系统组合式空调机组和回排风机的频率降到16HZ运行, 地下车站公共区的温度并不会升到27摄氏度以上, 这样不但可以省电也是符合节能相关规定对公共区的温度要求。从全线站的空调设备设备数量来看, 如果都以16HZ的频率启动, 倘若个别站冷负荷有变化或者出现其他发热源, 车站也可以有较大的操作空间进行调节, 无疑节能效果是很显著的。

2 冬季设备管理用房人员感觉较冷的问题

地铁车站在冬季基本都不考虑采暖问题, 但是对车站内的值班人员来说, 温度过低还是对人员的工作效率产生了一定的影响, 西安地铁大系统目前采取冬季的通风模式是间歇性通风模式运行, 采用这种模式的目的不仅考虑到车站的通风问题, 而且还考虑到车站人员保温的问题, 目前还是可以满足车站公共区的要求。但是由于小系统不仅负担人员经常出入房间的通风, 还负担着一些散热量较大设备房的通风散热, 若为考虑人员的舒适问题而间歇运行或关掉小系统设备的话, 设备房的通风散热效果将变差, 影响设备的正常运行。笔者通过一个冬季的观察和分析, 提出一种解决方案供大家探讨, 在与车站人员的沟通了解得知, 设备管理用房的送风口一般均为格栅式风口, 而且部分办公地点由于地域限制均恰好设置在送风口下, 人员在风口下吹风感太强导致人员体感较冷。所以, 笔者认为目前有效的解决方式是将所有人员值班的房间的格栅送风口可以改为方形散流器, 预计可以有效改善室内的温度梯度及吹风感和噪声, 但是实际应用效果还有待在试点车站进行观察。

3 风阀的数字显示仪表频繁损坏问题

西安地铁二号线的风阀数量众多约有几千个, 而且很多风阀是连锁风阀, 起着防止风机误启动的作用。从目前统计的情况看, 通风空调系统的设备故障率最高的就是风阀, 而风阀故障中风阀数显表损坏所占的故障比率最高。一旦数显表损坏, 无论修理和更换都会很麻烦, 修理对人员的技术水平要求较高, 而更换的话则会花费较多的费用。所以针对这种情况笔者提出一种方案来讨论可行性。数显表的作用是显示风阀的开度来供操作者更详细的了解风阀的开度情况, 为了使这种远程和就地显示的开度数值保持一致, 所以风阀的开度数值信号由现场风阀的数显表来显示提供, 并不是由风阀实际的开度来提供。这种设计有其自身的优点, 但是缺点也是相当明显。 (1) 数显表的数值并不能反映实际的开度, 完全由人员调节数显表的参数来决定开度大小。 (2) 数据传输的过程多了一个智能数字显示的设备, 造成维护工作难度的加大而且使用受厂家的供货周期左右。而全线实际的情况则是, 大部分的风阀都是开关量的风阀, 只有全开、全关两种状态, 没有必要进行开度的显示, 通过了解, 将开关两种状态的反馈集成到风阀执行器的本体也是可以实现的。所以笔者的方案是:将数显表去掉, 开关指示通过风阀本体执行器来实现信号采集和传输到远程。这样做的好处则是:完全消除维护人员的更换数显表的工作量和厂家供货的制约因素, 使风阀的状态显示和本体完全一致, 减少了中间传递的环节, 有利于故障的排查和解除。

由于环控系统在地铁机电系统里具有分布范围广, 设备量大, 故障多的特点, 此处仅为笔者在运营维护中拿出几个典型和常见的问题进行分析比较, 不足之处请大家批评指正。

摘要：地铁环控系统是地铁机电设施中比较重要的一个子系统, 它负担着地铁车站里的通风空调及防排烟的任务, 它的状态好坏影响着地铁的运营服务质量, 笔者就本文中从西安地铁二号线车站环控系统运行维护中存在的几个常见问题进行分析讨论改进, 以供参考。

关键词：环控,通风,空调机组,大系统,小系统,风阀,开度,数显表

参考文献

[1]吴耀伟.供热通风与建筑给排水工程施工技术.哈尔滨工业大学出版社.2001.

[2]许玉望.流体力学泵与风机.中国建筑工业出版社.1992.

[3]赵恒侠, 李玉云.热工仪表与自动调节.中国建筑工业出版社.1995.