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摘 要：随着能源的紧张形势的加剧，如何利用最新的科技成果实现能源的节约，对于地铁行业运营成本的节约具有十分重大的意义。本文分析了地铁通风系统的运行情况及其系统的主要组成，通过对地铁空调控制系统采用变频变风量控制是一项非常有效的节能措施，可以大大减少风机的能耗，有利于地铁空调系统节能控制，使得地铁空调系统更节能。
关键词：地铁 空调系统 节能理念
地铁车站通风空调系统是地铁车站的能耗大户。其用电量约占地铁车站用电量的60%。通风空调设备的选型是根据车站最大负荷确定的，而绝大多数时间通风空调设备均在选型负荷60%～70%的情况下运行，满负荷运行只在客流早高峰、晚高峰时段发生，地铁全天运营16h，高峰时段也就l～2h。根据我国已建地铁的工程经验，车站通风空调设备无论车站空调负荷的变化，均是采用恒定转速运行，能源浪费情况相当严重。若根据地铁空调负荷的变化，采用变频调节技术对通风空调设备进行调节，就能大大减少能源的消耗，减少运营成本，提高经济效益。
1地铁通风空调系统
地铁通风空调系统主要由隧道通风系统、车站区通风空调系统、防排烟系统 空调水系统组成。地铁的隧道通风系统可以分为区间隧道通风和站台隧道通风两种。区间隧道通风又分为活塞通风和机械通风。活塞通风是利用地铁列车在隧道中高速运行所产生的活塞效应而形成的通风，实现隧道和外界的通风换气。隧道通风是利用可逆转正反转风机，在无列车活塞效应的时候对隧道进行机械通风。地铁车站公共区通风空调系统包括站厅，站台以及人行通道公共区的通风空调系统，成为车站通风空调大系统；车站管理用房以及设备用房的通风空调系统，称为车站通风空调小系统。地铁站防排烟系统包括车站公共区、防火区的防排烟、管理用房及设备用房防火区的防排烟。地下站公共区与管理用房及设备用房为独立的防火区。地下站的车站水系统的作用是为车站空调系统提供冷源，供给车站大、小空调系统。一般由冷水机组、水泵和冷却塔组成。高架车站是设置在地面上的车站。高架车站站台区内不设空调系统，采用自然通风模式。站台也可以采用局部通风设备，以改善乘客的舒服度。
2地铁通风空调节能措施
2.1风阀控制新风量节能
根据地铁的有关数据客流量一般在一天的早上6：30～8：30和下午5：00～7：00期间，即上下班高峰期最大均超过全天平均流量的50%，尤其是在早上7：30时达到最大值所以控制环控系统夏季的新风量使其适应客流量的变化可以达到节能的目的。就目前的运行模式看新风量由新风风机提供是固定的，而空调设备的装机容量是按远期最大小时客流量配备的由于每天每个小时的客流量都在变化若按装机容量运行势必造成能源的浪费。因此在新风的控制方面就需要通过风阀的开启程度来控制。
2.2 变频调速控制节能
变频调速技术在国内工业与民用自动控制系统中已推广应用了十多年，特别是在负荷变化和电机频繁启动的情况下采用變频调速不仅能大量节省能源而且对设备的运行工况也有极大的改善，变频调速在其他领域的环控系统中早已有成功的经验。在地铁环控系统中由于车站设备管理用房空调通风系统（小系统）的容量较小采用变频调速的意义不大，而制冷空调循环水系统（水系统）中冷冻机已具有负荷自动调节功能所以可不对水系统进行调节，另外隧道通风系统（TVF系统）平时不运行火灾排烟时全速运转节能潜力较小，也可以不作变频考虑；而大系统一般采用定风量一次回风全空气系统在车站两端的环控机房及风道中分别布置2台组合式空调箱，2台回/排风机和1台空调新风机，其中空调新风机的功率较小一般为4kW，可以不考虑变频，因此主要考虑组合式空调箱和回/排风机的变频调速即可。
2.3 空调水系统的节能
车站空调水系统一般采用定水量系统，即冷水机组和水泵的水量不变在末端设备（组合式空调箱等）设置电动二通阀，在供回水干管或集水器和分水器之间设置压差调节阀，通过改变水流量来适应空调区域负荷的要求可以达到节能的目的。为了节省地下空间和适应负荷的变化，通常采用2台冷水机组车站的冷负荷一般为1000kW，冷量不大，单台机组的冷量为500kW。通过对离心式螺杆式和活塞式冷水机组在部分负荷运行是否稳定，是否节能等的比较认为：低负荷时不会发生喘振COP值居中且负荷调节范围大（20%～100%）的螺杆式机组适合于地铁。
2.4 冰蓄冷集中供冷站
在国内地铁设计中一般是每个车站单独设置制冷站，并采用螺杆式制冷机组。而集中制冷站是利用大型冷水机组生产冷水通过输水管路输送到各个分散用户，这样可以节约每个用冷单位的制冷设备和机房面积，合理调配各单位的用冷负荷。集中制冷站目前已在广州地铁中，应用在集中制冷站内设置大功率离心式冷水机组，与螺杆式相比可以将COP值从4.5 提高到5.1，可减少约13.3%的冷冻机功率，但是由于供回水管线长需要增加水泵功率经分析估算水泵增加的功率和冷冻机减少的功率相比相差不大。以一模拟集中制冷站为例，假设该制冷站为4个车站服务，并且布置在4个车站的中间地带总冷负荷为3900kW，选用1300kW的离心式冷水机组3台，冷冻机功率减少102kW。站间距为1000m，到最远的车站供回水管来回要3000m，冷水采用二次水泵系统每个车站冷水泵扬程平均增加30m，功率增加25kW则制冷站冷水泵总功率增加100kW，可见制冷站消耗的总功率没有增加在不增加消耗电能的情况下建造集中制冷站可以为每个车站节省地下面积60m2，缩短车站长度5m，减少土建造价约200万元。
3结束语
目前国内已经有16个城市的地铁已经开通， 还有十余个城市的地铁在规划中，我国地铁的通车里程已居世界之最地铁的车站一般都是狭长的地下隧道，除了各地铁车站的出口和入口以及排风口之外，基本上与外界是相互隔绝的，而地铁上运送着大量的旅客，会产生大量的热量。另外， 由于地铁运行过程中，产生的活塞效应，如果不进行合理的疏导，会严重干扰地铁内的负荷，同时随着运营时间的增加，地层的蓄热作用会使得地铁内部的温度聚集而不断的升高，一旦地铁上发生火灾，不仅会造成火势的迅速蔓延，而且在火灾中积累的高温浓烟也会迅速的聚集，并迅速地在地铁车站内蔓延，这会严重阻碍人员的疏散，严重威胁乘客的生命安全，也会给救援带来了极大的困难，因而地铁的通风空调系统意义重大。
参考文献：
[1]张力，地铁环境与通风空调[J]，中国建筑，2012
[2]罗燕萍，地铁车站屏蔽门渗漏风量数值分析[J]，城市轨道交通研究，2012（1）.
关键词：地铁 空调系统 节能理念
地铁车站通风空调系统是地铁车站的能耗大户。其用电量约占地铁车站用电量的60%。通风空调设备的选型是根据车站最大负荷确定的，而绝大多数时间通风空调设备均在选型负荷60%～70%的情况下运行，满负荷运行只在客流早高峰、晚高峰时段发生，地铁全天运营16h，高峰时段也就l～2h。根据我国已建地铁的工程经验，车站通风空调设备无论车站空调负荷的变化，均是采用恒定转速运行，能源浪费情况相当严重。若根据地铁空调负荷的变化，采用变频调节技术对通风空调设备进行调节，就能大大减少能源的消耗，减少运营成本，提高经济效益。
1地铁通风空调系统
地铁通风空调系统主要由隧道通风系统、车站区通风空调系统、防排烟系统 空调水系统组成。地铁的隧道通风系统可以分为区间隧道通风和站台隧道通风两种。区间隧道通风又分为活塞通风和机械通风。活塞通风是利用地铁列车在隧道中高速运行所产生的活塞效应而形成的通风，实现隧道和外界的通风换气。隧道通风是利用可逆转正反转风机，在无列车活塞效应的时候对隧道进行机械通风。地铁车站公共区通风空调系统包括站厅，站台以及人行通道公共区的通风空调系统，成为车站通风空调大系统；车站管理用房以及设备用房的通风空调系统，称为车站通风空调小系统。地铁站防排烟系统包括车站公共区、防火区的防排烟、管理用房及设备用房防火区的防排烟。地下站公共区与管理用房及设备用房为独立的防火区。地下站的车站水系统的作用是为车站空调系统提供冷源，供给车站大、小空调系统。一般由冷水机组、水泵和冷却塔组成。高架车站是设置在地面上的车站。高架车站站台区内不设空调系统，采用自然通风模式。站台也可以采用局部通风设备，以改善乘客的舒服度。
2地铁通风空调节能措施
2.1风阀控制新风量节能
根据地铁的有关数据客流量一般在一天的早上6：30～8：30和下午5：00～7：00期间，即上下班高峰期最大均超过全天平均流量的50%，尤其是在早上7：30时达到最大值所以控制环控系统夏季的新风量使其适应客流量的变化可以达到节能的目的。就目前的运行模式看新风量由新风风机提供是固定的，而空调设备的装机容量是按远期最大小时客流量配备的由于每天每个小时的客流量都在变化若按装机容量运行势必造成能源的浪费。因此在新风的控制方面就需要通过风阀的开启程度来控制。
2.2 变频调速控制节能
变频调速技术在国内工业与民用自动控制系统中已推广应用了十多年，特别是在负荷变化和电机频繁启动的情况下采用變频调速不仅能大量节省能源而且对设备的运行工况也有极大的改善，变频调速在其他领域的环控系统中早已有成功的经验。在地铁环控系统中由于车站设备管理用房空调通风系统（小系统）的容量较小采用变频调速的意义不大，而制冷空调循环水系统（水系统）中冷冻机已具有负荷自动调节功能所以可不对水系统进行调节，另外隧道通风系统（TVF系统）平时不运行火灾排烟时全速运转节能潜力较小，也可以不作变频考虑；而大系统一般采用定风量一次回风全空气系统在车站两端的环控机房及风道中分别布置2台组合式空调箱，2台回/排风机和1台空调新风机，其中空调新风机的功率较小一般为4kW，可以不考虑变频，因此主要考虑组合式空调箱和回/排风机的变频调速即可。
2.3 空调水系统的节能
车站空调水系统一般采用定水量系统，即冷水机组和水泵的水量不变在末端设备（组合式空调箱等）设置电动二通阀，在供回水干管或集水器和分水器之间设置压差调节阀，通过改变水流量来适应空调区域负荷的要求可以达到节能的目的。为了节省地下空间和适应负荷的变化，通常采用2台冷水机组车站的冷负荷一般为1000kW，冷量不大，单台机组的冷量为500kW。通过对离心式螺杆式和活塞式冷水机组在部分负荷运行是否稳定，是否节能等的比较认为：低负荷时不会发生喘振COP值居中且负荷调节范围大（20%～100%）的螺杆式机组适合于地铁。
2.4 冰蓄冷集中供冷站
在国内地铁设计中一般是每个车站单独设置制冷站，并采用螺杆式制冷机组。而集中制冷站是利用大型冷水机组生产冷水通过输水管路输送到各个分散用户，这样可以节约每个用冷单位的制冷设备和机房面积，合理调配各单位的用冷负荷。集中制冷站目前已在广州地铁中，应用在集中制冷站内设置大功率离心式冷水机组，与螺杆式相比可以将COP值从4.5 提高到5.1，可减少约13.3%的冷冻机功率，但是由于供回水管线长需要增加水泵功率经分析估算水泵增加的功率和冷冻机减少的功率相比相差不大。以一模拟集中制冷站为例，假设该制冷站为4个车站服务，并且布置在4个车站的中间地带总冷负荷为3900kW，选用1300kW的离心式冷水机组3台，冷冻机功率减少102kW。站间距为1000m，到最远的车站供回水管来回要3000m，冷水采用二次水泵系统每个车站冷水泵扬程平均增加30m，功率增加25kW则制冷站冷水泵总功率增加100kW，可见制冷站消耗的总功率没有增加在不增加消耗电能的情况下建造集中制冷站可以为每个车站节省地下面积60m2，缩短车站长度5m，减少土建造价约200万元。
3结束语
目前国内已经有16个城市的地铁已经开通， 还有十余个城市的地铁在规划中，我国地铁的通车里程已居世界之最地铁的车站一般都是狭长的地下隧道，除了各地铁车站的出口和入口以及排风口之外，基本上与外界是相互隔绝的，而地铁上运送着大量的旅客，会产生大量的热量。另外， 由于地铁运行过程中，产生的活塞效应，如果不进行合理的疏导，会严重干扰地铁内的负荷，同时随着运营时间的增加，地层的蓄热作用会使得地铁内部的温度聚集而不断的升高，一旦地铁上发生火灾，不仅会造成火势的迅速蔓延，而且在火灾中积累的高温浓烟也会迅速的聚集，并迅速地在地铁车站内蔓延，这会严重阻碍人员的疏散，严重威胁乘客的生命安全，也会给救援带来了极大的困难，因而地铁的通风空调系统意义重大。
参考文献：
[1]张力，地铁环境与通风空调[J]，中国建筑，2012
[2]罗燕萍，地铁车站屏蔽门渗漏风量数值分析[J]，城市轨道交通研究，2012（1）.