浅谈地铁通风空调系统节能控制

摘要：在现今节能意识高涨的时代，空调的效率也逐渐为人重视，应该如何以较少的能源获得较好的地铁空调系统舒适度是现在及未来必然讨论的话题。本文主要探讨地铁通风空调系统的节能控制。

关键词：地铁 通风空调 节能

引言：

目前地铁通风空调系统和国内外的楼宇中央空调系统一样，基本上是采用定流量控制方式。在地铁通风空调系统中，还存在着冷冻水水量和空调风量分配不均衡、区域之间的空调效果差异大、空调设备的控制和监视未能达到设计要求等问题。

1、地铁通风空调系统节能方法分析

1.1智能化控制分析

通过采用智能化的系统运用，从数据控制、温度控制、节能减排等多方面进行系统控制，细化地铁通风空调系统的节能运用，从而更好的实现整体的提升，运用智能化体系的数控技术，将变频技术与节能技术融合起来。在车站公共区空调通风控制系统中分别通过温湿度传感器、CO2浓度探测器和自动售票机得到站台、站厅的温湿度值、站台的CO2浓度值以及室外干球温度和瞬时客流密度值，相应的以此作为控制系统的输入值，将测得的各个值从模拟信号转变为数字信号送入计算机。计算机内的实时控制程序，一方面将这些数据写入数据库，通过打印图表或者显示设备输出；另一方面控制变频器的输出，变频器根据变化的电压（电流）输入来改变对风机的输出，从而控制风机的转速，改变地铁通风空调系统的风量。整个控制过程包括站台和站厅温、湿度的测量；CO2浓度的检测，自动售票机获得瞬间客流量，控制算法的选择，数据的处理，以及控制的输出。

1.2风机变频节能分析

地铁专用轴流风机是一种可变频调速的设备。以前的风机调节主要是靠阀门来调节风机的风量，通过改变系统的阻力来达到调节风量的目的，但是这种调节方式从节能的角度来讲是非常浪费的，因为它无形中增加了一部分功率。对于小型的风机还是经常采用这种方式，但是，对于大功率的风机可以采用改变风机的性能曲线来调节风机的风量。

2、地铁通风空调系统的节能控制措施

2.1通风空调系统

由于城市轨道交通的特性，客流的变化很大、行车对数在不同的时刻也不尽相同，造成车站内逐时冷负荷的变化很大，其差异也相当的大，在初、近、远期全天逐时的冷负荷变化都较大，且大多空调时段均处于低负荷状态。但是目前地铁的空调设计均按照远期高峰客流时段计算空调负荷，由于运行年限及设备使用寿命的综合考虑，一般设备选型是按照远期最大负荷进行配置，因此空调系统若采用定频系统，在平时运行时段均处于低负荷运行，造成很大的能源浪费。因此，在空调系统采用变频控制，根据公共区冷负荷的变化进行调节，可以达到很好的节能效果。

2.2空调制冷系统（设置变流量智能控制系统）

2.2.1变流量智能控制系统概述

根据车站空调水系统（冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等）设备情况，车站空调水系统变流量智能控制系统主要由以下子系统组成：a.现场数据采集系统（各类传感器）；b.变流量智能控制系统（现场智能控制箱、智能控制柜）；c.现场设备执行系统（冷冻水泵智能控制柜、冷却水泵智能控制柜、冷却塔风机智能控制柜）。

1.2.2变流量智能控制系统控制方式

适用于空调水系统中的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机等设备的运行控制。通过全面采集影响空调水系统设备运行时的各种变量，传送至系统控制中心——智能控制器，智能控制器依据模糊推理规则及系统的历史运行数据，推算出未来时刻系统所需的冷量及系统的优化运行参数，并利用变频技术自动控制水泵的转速，以调节空调水系统的循环流量，保证空调冷水机组处于最高转换效率，保证空调水系统在各种负荷条件下，均处于最佳工作状态，从而实现综合优化节能。

车站空调水系统变流量智能控制节能技术集合了计算机技术、智能模糊控制技术、系统集成技术、变频调速技术等。根据冷冻水系统特征及循环周期，通过预测的方法推理预测出未来时刻空调系统的负荷，并据此获得未来时刻系统的运行参数，在保证服务质量的前提下，使供给的冷量与需求冷量匹配，最大限度减少能量浪费并降低输送能耗。利用模糊控制技术建立自适应模糊优化控制算法模型。实现空调冷却水温度的自动寻优，并据此调节冷却水流量和冷却塔风量，使空调系统在任何负荷条件下都高效运行，实现系统效率最佳。

2.3中央空调智能模糊控制系统

为了更好地达到节能的目的，采用中央空调智能模糊控制系统。它根据空调主机运行所要求的最佳参数，建立一套先进的空调水系统变流量控制模型，实现对空调系统负荷的动态跟踪和系统运行的实时控制，使中央空调系统（空调主机、冷冻水系统和冷却水系统）始终都运行在最佳工作状态，保障空调系统在任何负荷条件下，都能高效率地运行，从而实现最大的节能，不仅为用户提供了一个管理中央空调系统先进的技术平台，实现中央空调系统的计算机管理，而且突破中央空调传统的定流量控制模式，实现空调冷媒流量（冷冻水、冷却水、空调风）跟随负荷的变化而变化，使能量供给与能量需求相匹配，最大限度地降低了冷媒流量的输送能耗，为用户创造巨大的节能效益。

中央空调智能模糊控制系统，在保证空调服务质量和安全稳定运行的基础上，实现节能目标。按照集中管理和分散控制的原则，采用计算机技术、智能控制技术、系统集成技术，通过优化控制策略，保障空调系统设备在变负荷工况下能高效运行，从而降低整个空调系统的能耗成本，提高地铁站的运营效益。其主要负责将空调制冷系统的变流量控制系统、动态水力平衡控制子系统、末端空气处理变频控制系统等集成到一个统一的软件平台，方便实现设备的监视、控制、管理等工作。这样，对于地铁站点的空调控制系统而言，从网络结构上将空调设备的控制和管理工作划分为两个层级：底层为监控层，由各具有专门监控功能的子系统（如空调制冷系统的变流量控制系统、动态水力平衡控制子系统、末端空气处理变频控制系统等）构成，各个监控子系统可在各个现场独立实现运算和逻辑控制功能；上层为管理层，着重于设备的远方监视和管理工作，显示各个测点的温度、流量、压力、气体含量以及设备的运行状态、故障状态、电机运行频率、功耗，同时提供记录、曲线、报表、用户管理、数据统计、数据查询等等管理功能。

空调变频控制系统，空调变频控制系统根据实际温度和CO2的监测，结合历史数据，采用模糊预测算法推测出下一时刻站内温度和CO2变化的趋势，并根据该变化趋势对组合式空调机组及回/排风机进行节能控制。

3、结束语

通过采用现代化的通风空调系统，其是运用基于神经网络的技术应用，实现对风机的实时变频控制，更好的实现节能运行和变频控制的效果，在改变风机的转速，进口导流器调节，改变叶片的宽度，动叶可调等多方面深入研究，达到理想效果。从而更好的实现节约大量能耗、降低地铁通风空调系统的运行费用，收到更好的效益。

参考文献：

[1]闻彪，吴庆，洪学新.地铁通风空调系统节能研究[J].建筑节能，2010.

[2]任泽春.地铁通风空调工程施工与监理[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

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