摘要：地鐵空調通風系統(tǒng)的耗能量在地鐵運營耗能中占有較大的比重，本文對地鐵的空調通風系統(tǒng)及其能源消耗量進行了概述，并針對耗能特點提出了相關的節(jié)能措施。
關鍵詞：地鐵空調；通風系統(tǒng)；節(jié)能技術
中圖分類號： TD724 文獻標識碼： A 文章編號：
1.引言
軌道交通建設是城市交通網(wǎng)絡發(fā)展建設的組成部分，地鐵的快速發(fā)展是城市交通建設發(fā)展的必然趨勢。在地鐵快速發(fā)展的過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題日益嚴重，尤其是能源消耗的問題，節(jié)能已經(jīng)成為地鐵發(fā)展中的重要研究課題�？照{通風系統(tǒng)為整個地鐵的運營提供了良好的運行環(huán)境，其用電量也占了地鐵運行的極大比重，該系統(tǒng)采用相關的節(jié)能措施對地鐵經(jīng)濟環(huán)保運營具有重要意義。本文對地鐵空調通風系統(tǒng)的耗能進行了分析，并重點介紹了節(jié)能技術在地鐵建設運營中的應用。
2.地鐵空調通風系統(tǒng)及耗能介紹
2.1地鐵空調通風系統(tǒng)
地鐵空調通風系統(tǒng)主要由4個子系統(tǒng)構成，分別是大系統(tǒng)、小系統(tǒng)、水系統(tǒng)及區(qū)間隧道通風排煙系統(tǒng)。大系統(tǒng)指的是由站臺公共區(qū)和車站站廳的空調及通風排煙系統(tǒng)，小系統(tǒng)指車站設備管理用房的空調及通風排煙系統(tǒng)，水系統(tǒng)指制冷空調循環(huán)水系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)在地鐵空調通風系統(tǒng)中擔任不同的職責，協(xié)作完成地鐵的空氣循環(huán)等工作，使乘客在地面與車廂往返中有一個相對舒適的環(huán)境，并能夠在發(fā)生火災事故等情況下迅速排煙，盡量保持地鐵空氣環(huán)境的優(yōu)良狀態(tài)。
地鐵空調通風系統(tǒng)在經(jīng)歷了開式、閉式和屏蔽式的不同階段后已經(jīng)可以滿足基本的運營空氣環(huán)境，而由系統(tǒng)改良升級造成的能源消耗也在顯著增加。屏蔽門式的空調通風系統(tǒng)適用于空調季較長的地區(qū)，屏蔽門車站閉式系統(tǒng)可降低區(qū)間活塞風對車站溫度的影響。而在非空調季，屏蔽門式的空調通風系統(tǒng)則需進行機械通風來保證溫度需求，軌行區(qū)排熱系統(tǒng)和活塞風道等均增加了能源的消耗。
2.2空調通風系統(tǒng)的能耗分析
目前我國地鐵運營空調通風系統(tǒng)基本采用封閉屏蔽門式系統(tǒng)，地鐵車站公共區(qū)一般采用回排風機、組合式空調箱、新風機等組成的低速全空氣系統(tǒng)來對空氣進行余熱等排除，維持區(qū)域環(huán)境的舒適性。投入到地鐵軌道正常運營的空氣處理機組、排煙機等裝機設備具有不同程度的裝機容量，車站空調通風系統(tǒng)的裝機容量占有較大的比重，是耗能較大的重要原因。車站公共區(qū)的耗電集中在空調季，一般在5月到10月車站的用電設備需全部投入使用，處于高負荷狀態(tài)。車站設備管理用房的通風系統(tǒng)全年基本處于工作狀態(tài)中，由于換氣條件較差，設備管理用房與外界的換氣量較大并基本要依靠通風空調系統(tǒng)，其相關的弱電機房同時也是用電的較大負荷。區(qū)間隧道空調通風系統(tǒng)的運行時間基本與車站系統(tǒng)的運行時間相同，基本保持全年排熱的工作狀態(tài)，也有較大的耗電量。
3.空調通風系統(tǒng)節(jié)能技術的應用
針對目前地鐵空調通風系統(tǒng)耗能量大的現(xiàn)狀，地鐵的建設與改造中節(jié)能技術與措施也越來越廣泛的得到應用和實施。
�。�1）空調集成系統(tǒng)的研究與實施。在地鐵的建設改造中，為降低設備投入及運行成本，通風空調集成系統(tǒng)得到了廣泛采用建設。該系統(tǒng)是將車站公共區(qū)空調通風系統(tǒng)與區(qū)間隧道空調通風系統(tǒng)進行合理的整合，達到部分設備共用等狀態(tài)，對不同的運營需求進行整合處理，使工作構造簡單化和整體化，同時節(jié)約了大量能源。新建地鐵北京地鐵4號線、10號線及5號線等均采用了此系統(tǒng)，集成系統(tǒng)首次采用了風機變頻技術及自動清洗式空氣過濾器等，使線路站點平均造價降低500萬以上以及降低了約年30萬以上的運營費用。
�。�2）新風量及變頻調速控制。目前的運行模式新風量的提供基本是固定的，空調裝機容量處于客流量最大值狀態(tài)，在客流量較低的狀態(tài)，新風量的輸送則形成了較大的能源浪費。針對這一情況，對新風量進行有效合理控制則可極大的節(jié)約能源消耗。與手動控制新風閥相比，根據(jù)二氧化碳濃度來自動控制新風閥的開合度更能科學和有效的節(jié)約能源。變頻技術主要針對裝機容量較大的大系統(tǒng)，變頻技術使站內(nèi)送風量及空調箱處理風量隨著站內(nèi)負荷變化而變化，可使年度送風量降低30%以上，極大的節(jié)省了能源投資。
�。�3）空氣-水空調系統(tǒng)的應用。隨著城市地鐵建設的發(fā)展，地下軌道建設工程項目不斷增多，而目前應用較為廣泛的全空氣地鐵通風空調系統(tǒng)則出現(xiàn)了設備機房占地大，土地資源浪費、冷量輸送效率低等弊端�？諝�-水空調系統(tǒng)的開發(fā)與應用針對這一問題進行了有效地解決。該系統(tǒng)將空調冷水直接送入拱形結構上部的風機盤管，利用專用風管輸送新風，空調工作狀態(tài)中，通過風機盤管凝結水蒸發(fā)冷卻降低隧道溫度。目前廣州地鐵2號線的部分站點采用了此技術，極大減小了設備機房建設面積和成本投入。
（4）水系統(tǒng)的能源節(jié)約。車站空調水系統(tǒng)的水泵與冷水機組的水量一般是定量的，在負荷較低的情況下，水系統(tǒng)同樣會形成能源空耗的情況。對壓差調節(jié)閥進行調節(jié)可以改變水流量，使水流量適合負荷需求，達到節(jié)能效果。目前設計開發(fā)的離心式、螺桿式冷水機組已經(jīng)投入使用，能有效控制水系統(tǒng)循環(huán)水量，使地鐵空調水系統(tǒng)低能耗運行。上海地鐵1號線與2號線均應用了這類冷水機組，有效節(jié)約了運營能源。
(5)集中供冷技術。目前地鐵大多應用的是分散供冷技術，集中供冷技術應用則較少，但集中供冷具有占地少、易于控制管理等明顯的優(yōu)勢，隨著集中供冷技術不斷提高中，地鐵建設也在嘗試將此技術引用到項目中，廣州地鐵建設最先采用了此項技術。
�。�6）蒸發(fā)式冷凝空調系統(tǒng)的應用。冷卻水降溫處理是當下地鐵運營中的一項難題，建設大型冷卻塔會帶來占地大及噪音污染等一系列問題，采用蒸發(fā)式冷凝空調系統(tǒng)則避免了這些問題。該系統(tǒng)避免了大功率冷卻水泵、電動機等耗能，利用水膜式布水方式使需冷卻水達到最大限度冷凝，并且以低溫室內(nèi)排風方式冷凝的空氣效果較其他方式優(yōu)異，并且相對的有一定的節(jié)水性能，深圳地鐵5號線的建設中擬投入該技術。
4.總結
地鐵的擴大規(guī)模建設與能源節(jié)約的矛盾日益明顯，為維護地鐵建設可持續(xù)發(fā)展，地鐵節(jié)能減排措施的實施勢在必行。地鐵空調通風系統(tǒng)是地鐵運營中的主要耗能因素，分析該系統(tǒng)的耗能特點，并針對耗能特點實施相關的節(jié)能技術和措施是當下地鐵建設中應首要研究的問題。地鐵空調通風系統(tǒng)的節(jié)能是一項艱巨的任務，不斷開發(fā)新的節(jié)能技術，逐步的使地鐵運營更低耗、更節(jié)能是未來地鐵建設的重要目標。
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