蒋涛
杭州杭港地铁有限公司
摘要：近年来，在现代工程建设中，空调系统是非常重要的构成部分，与人们生活工作息息相关。在各大商业建筑（酒店、商业大厦和医院等）、地铁工程中，水冷中央空调系统是应用较为广泛的大型空调系统之一。
关键词：地铁车站；水冷式中央空调；节能技术
引言
地铁地下车站建于地面以下，一般分为站厅、站台层，每层又划分出公共乘车区、设备和管理用房区。站厅与地面间设有乘客通道和风井，站厅与其他换乘站间设有换乘通道，站台与区间设有隔离站台门。整个地下车站内部形成相对密闭的空间，而乘客到车站内乘车需要营造相对舒适的出行环境，因此地下车站空间环境及环境监测与控制显得格外重要。
1水冷式中央空调系统基本原理
水冷式中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成，包括冷热源、泵组、管路及分集水器、空调末端等，主要用来调节建筑内的室温。冷热源和空气调节2个系统通过管路和冷媒连通，利用水泵带动管内的水循环流动，促使冷热量的循环。民商用项目中最常见的中央空调系统结构形式是水冷式螺杆（离心）机组搭配锅炉或市政蒸汽，特别是以锅炉作热源的中央空调系统更为普遍。水冷式主机配锅炉的中央空调结构形式如图1所示。
图1 水冷式中央空调系统原理图
2地铁车站水冷式中央空调节能技术应用
2.1空调的末端的冷量平衡
现阶段，水冷式中央空调的系统大部分为定流量系统，特别是在地铁车站这种公共场合，空调末端的供冷量大于空间的实际需求量，存在一定的能量浪费，保证空调末端的冷量平衡，相关管理者可以通过在地铁车站各个区域的支管路位置加装电动调节阀，以便统一调节符合具有一定相似形的统一区域的冷水流量供应，并注重冷水泵的运行频率或水泵台数，调节整个中央空调系统的流量供应。
2.2冷却水泵以及冷却风机的优化
水冷中央空调主机的冷凝冷却系统主要由冷却水泵与冷却塔构成，是主机运行环境的保障系统，分析相关数据可知，水冷式中央空调的主机与冷却系统的功耗与冷凝温度是呈非线性关系的，随着冷却系统温度的降低而降低，这之间存在一个功耗的最优点，该最优点被称为最佳冷凝温度。所以在进行节能控制工作时，需要围绕该最优点进行冷却水及冷却水泵的运行控制，以保证主机冷凝冷却系统的功耗降低至可控范围内的最低点。
2.3冷水机组的节能控制应用
第一点是利用比较水冷式冷水机组的COP，进行数据冷水机组的实际运行耗能分析，评估机组的实际能耗情况。第二点是合理的选择冷水机组，在地铁车站中，相关管理人员要结合地铁车站的实际规模与人员流动量等进行冷水机组的节能控制，可以从两个方面思考问题，首先要根据实际空调系统负荷进行冷水机组运行台数的选择，一般来说负荷减少，实际运行台数也可以对应减少，但需要考虑对冷水机组台数的增加，单机制冷量减少的情况，针对同系列的机组，单机制冷量对应的COP也较小，不利于节能运行，所以在实际管理中，要注重多角度分析机组的运行台数与负荷之间的关系，可以借助专业软件中的智能算法进行冷水机组的运行台数与负荷之间的关系计算。
2.4冷冻水泵的变流量
冷冻水泵的工作是要在空调末端的冷量供需平衡之后，末端的冷量载体———水流量就会随外界温度变化。冷冻水泵在工作过程中，其实际的流量供应通常会比工频定流量情况低，这样就能够达到让水泵能耗降低的目的。分析冷冻水泵的日常工作流程，一次冷冻泵为串联、工频控制，二次冷冻泵为并联、变频控制。
2.5站内空调系统自控设计
空调风系统的控制，冷却水系统的控制。首先分析空调风系统的控制要求，第一点要做好地铁车站等公共区域的通风控制，室内的水冷空调机组要具有温控设备，站厅层的设置温度为30℃，站台层的设置温度为28℃。送风机与水冷新风处理机要以空调+通风、空调、通风三种模式运行，在一定程度上降低空调能耗，提高整体系统的节能效率。第二点是针对设备区的空调系统进行合理控制，设备内部的温度控制器要与膨胀阀进行匹配，并通过对冷媒流量的控制进行对内部的室温控制，保证机组间的连锁启停。
2.6整体的控制系统
做好地铁水冷中央空调的节能应用，就需要保证水冷空调系统中各个部分之间的正常运作，所以要对整体控制系统进行科学的设计，保证系统内各设备之间的运行效率。同样相关管理人员要注重系统内部节能控制系统的设计，做好中央空调系统内部各个设备之间运行参数的汇总，保证能源控制中心对各设备数据之间的协调控制。注重水冷式主机的控制维度，保证对主机设备的COP优化。水冷式中央空调管理人员要结合地铁车站的运行实际情况进行分析，多角度思考空调机组节能技术的应用，要做到保证舒适度的情况下，最大限度进行节能减排工作。同时，要注重对中央空调的能源智能化管理，增设远程能源管理中心，对地铁中央空调进行远程控制与管理，监控设备能耗，同时要对每一个供冷区域进行冷流量的平衡控制，保证各区域间冷供需的平衡。注重对冷却泵、一次冷冻泵的变频控制改造、变流量控制，达到系统节能的要求，总之相关管理人员要多方位思考，做好整体节能控制设计。
2.7主机群控中的COP优化
分析水冷式中央空调的系统构成，做好节能技术的应用，通过主机群控中水冷主机的COP优化可以大大提高系统整体的节能效率。COP优化主要针对水冷式中央空调系统中的主机，上述设备作为系统的冷源，首先需要保证负荷需求与供应需求的匹配，并通过系统内部的流量与末端冷源的动态调节，保证主机与水泵的联动。如何提高主机的功效以及优化负荷率是COP优化的核心，在中央空调的日常管理中，需要通过优化主机运行台数和单机的符合率来提高主机能效，进而保证系统整体的节能。最后相关管理人员需要注意的是要在保证系统冷量需求的前提下进行水冷式主机功耗的控制。
分析水冷式中央空调的整体优化设计，可以从主机的优化入手，在整个中央空调系统中，主机的耗能占比较大，相关管理人员可以根据实际情况进行优化调整，关闭或更换小主机，可以有效提高主机的运行效率并在一定程度上降低能耗，根据实时监测数据COP分析可知，主机的负荷为80%左右时，其能耗与效率比最高，当比例低于60%时，机组的性能急速下降，所以相关管理人员可以根据实际监测数据进行合理调整，在不影响地铁车站内乘客与管理人员舒适度的情况下，适当降低主机的出水温度，可以明显降低电功率。其次可以对空调系统中的水泵进行调整，结合空调系统的实际运行情况与地铁车站的需求进行关闭或更换水泵，可以在一定程度上提高水泵的运行效率并降低功耗，分析水泵的流量和功耗之间的关系可知，水泵流量每减少25%时，能耗会降低45%，最后还可以通过控制主机流量，来提高主机出回水的温差，在一定程度上提高主机能效。
结语
随着我国社会经济的不断发展，国家对于节能减排事业以及可持续发展理念的贯彻重视性逐渐上升，如何保证地铁车站内部中央空调的节能降耗，优化内部设计，注重维护管理，多角度思考节能技术应用，从经济效益与运行质量上进行中央空调的设计、应用、运行管理，不断创新优化水冷式中央空调的节能技术，为提高地铁部门水冷中央空调的管理效率做贡献。
参考文献：
［1］肖正华，杨丹，张焱春．集成冷冻站模式在武汉地铁建设工程的应用前景分析［J］．市政技术，2018，36（1）：91－94．
［2］赵建伟．某地铁车站空调水系统节能控制系统设计及节能测试数据分析［J］．暖通空调，2017，47（5）：9－14．
［3］彭景华，李峰，梁晖，等．新型地铁空调系统变负荷运行的节能优化控制研究［J］．发电与空调，2015，36（1）：81－86．
论文作者:蒋涛
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第28期
论文发表时间:2019/8/26
标签：主机论文; 中央空调论文; 水泵论文; 空调系统论文; 地铁论文; 系统论文; 车站论文; 《建筑细部》2018年第28期论文;