关键词：变频器； 无极调速； 一机两用； 节能；
1 地铁空调节能改造的主要价值
地铁空调系统设计务必要根据天气温度最热时的最大负荷程度进行，并保留10-20%的温度余量，但实际安装设计过程中，绝大多数时间地铁空调不会在满负荷状态下工作，这就会出现大量的温度富余，因此节能潜力巨大。其中，冷冻主机可依据负载变换进行加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵则无法随负载的变换来进行调整，这就导致了大量资源损耗问题的出现。水泵系统整体流量和压力差主要通过阀门和旁通调整来实现，这就表明地铁空调实际工作中必定会出现较大的截流消耗以及大流量、高压力以及低温差等问题，既会损耗大量的电能，还会导致地铁空调末端无法实现预期效果。为有效解决这一问题，应用变频器设备对其整体负荷进行改造，不仅能够降低地铁空调运行过程中不必要的电能消耗，还能够有效延长地铁空调电机系统、接触设备、机械配件、阀门以及管道的使用周期，对践行绿色环保、节能降耗的经济发展方式和城市建筑规划建设有至关重要的现实意义。
2地铁空调系统的构成
地铁中央空调系统主要有一下四大件组成：它们是压缩机、冷凝器、蒸发器和节流部件。
2.1 压缩机部分
这是整个地铁空调系统的核心，也是空调系统运行的动力。对老旧地铁空调系统的改造，主要是对这部分的改造。压缩机的好坏会直接影响到整个空调的效果。通过对压缩机等的改造，达到提高效率的目的。
根据压缩机的工作原理，可分为容积型和速度型两种。在改造时可根据压缩机的具体情况进行。如果是容积型压缩机，可通过对运动机构的改造，以减少压缩室容积，从而提高压缩的整体运行功能。
2.2 冷凝器
冷凝器的作用是将压缩机排出的高压的制冷剂，通过热蒸汽冷却形成液体或气液混合物，再由水或空气介质放出热能或冷气。冷凝器按其冷却介质和冷却的方式，可以分为水冷式、气冷式、水和气混合冷却式三种类型。在改造时可根据情况而定。
2.3 蒸发器
蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。
3 变频器在地铁空调节能中的有效应用设计方案
3.1 冷冻水泵系统的闭环调控节能设计
冷冻水泵系统的闭环调控节能设计应用而言，主要包含制冷状态下的冷冻水泵系统的闭环调控节能设计和制热状态下的冷冻水泵系统的闭环调控节能设计两种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆制冷状态下，为确保地铁空调最末端冷冻水流量充足的情形下，明确冷冻泵变频设备运行的最小频率，将其设置成下限频率并锁定，变频冷冻水泵的频率调控主要利用安置在冷冻水系统回水主管道上的温度传感设备来监测冷冻水回水温度，在通过温度调控设备预先设置好的固定温度参数来调控变频设备的频率增长或降低幅度，其调控方法主要是冷冻回水温度高于设定温度时，则变频设备运行频率无极上升。而制热状态下，同制冷调控节能设计类似，不同的是冷冻回水温度务必要小于设定温度时，变频设备运行频率则无极上升，当温度传感设备监测到的冷冻水回水温度越高，则变频设备传出频率则越低。通过变频设备调控系统则可以实现以上功能，利用安置在冷冻水回水主管道上的温度传感设备则能够有效监测冷冻水的回水温度，并可以直接利用设置变频设备既定参数将系统温度掌控在需要的区间内[2]。此外，就传统节能改造设计方案中首次工作时温度变化不充分等问题，务必要在变频设备调控系统中增设首次启动全速工作性能，利用设置变频设备参数可以让冷冻水系统充分交换一定时间，再依据冷冻回水温度对频率进行无极调速，此时变频设备传输的频率则利用监测回水温度和温度既定的参考数据通过PID即可得出。
3.2 冷却水系统的闭环调控节能设计
就冷却水系统的闭环调控节能设计而言，在确保冷却塔中存在一定冷却水流量的状态下，利用调控变频设备的传出频率来调整冷却水流量，当地铁空调冷却水出水温度较低时，则可以有效降低其流量，当地铁空调冷却水出水温度较高时，则可以有效提升其流量，从而在确保地铁空调正常运行基础下实现节能降耗的效果。现阶段实际节能设计过程中，在地铁空调冷却水系统中应用丹佛斯变频设备，只要在冷冻水和冷却水中分别应用一台VLT调控设备进行切换，让两个系统中都处于可调整运行环境，当热负荷较低时，只有需要一台VLT调控设备即可满足较低运行频率的状态需求，一旦热负荷提高，应用一台电机无法满足现阶段使用需求时，而应用两台又存在富余，这时可以利用参数反馈调控给VLT调控设备发出开启另一台设备的命令，则VLT调控设备和切换调控设备会自动把原来工作在变频情况下的电机工作频率提升到工频50Hz左右，然后再将其从变频设备上阻断并直接连接到工频电源终端，再将第二台电机连接到变频设备上，让其达到平滑软运行，工作频率可依据实际由变频设备调整，当热负荷程度进一步提高，则切换调控程序持续重复，直到全部电机均进入运行状态，从而有效降低冷却水系统运行过程中产生的不必要的资源消耗，平均节电效率能够提升5%左右，节电率则可以达到20%~40%[4]。由此可见，在应用VLT调控设备能够有效地降低和传统调控设备中选用的继电设备，在一定程度上提升了地铁空调运行系统运行安全性和有效性，既能在最大程度上获得节能效果，还可以用最少的投资获取最大经济效益。
3.3 控制冷却水循环系统温差
根据室内与外界的温差大小，改造冷却水循环系统。室内温差大，热负荷就会大，冷却泵的转速就会提高，室内温差小，热负荷较小，冷却泵的转速就会降低。根据这一原理，可以在出水与回水之间的温差方面作为控制室温的切入口，安装调节装置，合理调节系统中冷却泵的功率，根据室外温度和室内热负荷两个因素调整循环系统的热交换量。
4 结束语
随着现代科学技术的不断发展，变频设备在地铁空调节能中的应用，不仅实现了地铁空调电机的软起动运行，有效减少了起动运行时的冲击电流，减少了设备工作产生的噪音，大大延长了地铁空调的使用周期，还在一定程度上改善了传统调整方法，有效提升了地铁空调的工作质量和运行稳定性。因此，在世界资源逐步紧张的当今，大力推行并应用PLC调控设备以及丹佛斯变频器等先进节能设备，对实现新时代背景下绿色环保、节能降耗经济发展方式有着至关重要的促进作用。
参考文献
[1]郭春荣.变频器的结构和工作原理.
[2]铁海燕.热泵式空调机组在空调客车上应用的可行性分析.
[3]解强.暖通空调节能设计在工程中应用及效果分析[J].价值工程，2016，35(22):162-164.
论文作者:王明坤
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：设备论文; 地铁论文; 温度论文; 空调论文; 节能论文; 回水论文; 冷却水论文; 《科学与技术》2019年18期论文;