摘要：在地铁运行的过程中，必须设置科学合理有效的地铁通风空调系统，才能够提供更加舒适的地铁出行环境，本文主要思考了地铁通风空调系统的组成问题，并对地铁通风空调系统的变频技术进行了研究和总结，希望能够为今后的地铁通风空调系统应用带来参考。
关键词：地铁；通风空调系统；组成；变频技术；应用
前言
地铁通风空调系统的应用还存在不少的问题，许多地区没有真正落实到地铁通风空调系统的安装和使用工作，因此，进一步研究地铁通风空调系统的组成和变频技术很有必要。
1、地铁通风空调的需求分析
由于地铁地下线路位置的特殊性，主要地下线路都与外界隔绝，自然通风散热比较困难，客流量较大，成千上万的乘客散热，以及地铁各种附属设备的散热，列车的散热等，都会对地铁站的温湿度造成影响，影响乘客的出行环境。因此，为了保证乘客的舒适环境和地铁系统设备的安全运转，必须对地铁内部的空气环境进行控制。地铁通风空调系统选择或划分与地铁车站的功能划分密切相关，受车站的结构形式影响比较大，同时要兼顾考虑如何提高地铁的防灾、救灾防排烟能力。
2、地铁通风空调系统的结构组成及基本特点
地铁作为一种非常特殊的地下建筑工程，其季节、区域的不同对于空气的处理也有不同要求，通常岛式站台的地铁站通风空调系统主要由五大子系统组成：
2.1区间隧道通风系统。一般车站的两端上下行线都设置了一个活塞风道及其对应的风井，是列车在正常行驶的过程中借助活塞作用完成隧道与外界通风换气的一个通道。并且在隧道与对应的活塞风井间还配置了隧道风机，当没有列车活塞作用的时候必须借助这种装置对隧道进行机械通风。利用设置在活塞通风和机械通风风道上的不同组合风阀的开启与关闭以及隧道风机的开启与关闭的不同组合，组成各种不同的运行模式，以符合不同的运营工况需要。
2.2车站隧道通风系统。新建的地铁通常在站台公共区的边缘安设了屏蔽门，使得车站的隧道空间得到有效隔离，停车位置便成为车站隧道，为确保列车停车的时候车载空调能够正常运行并及时将列车的制动发热量排除出去，在隧道内的轨顶以及站台下面设计了两条风道，相应的列车的发热点也设计了排风口。从而利用轨道排风机及其对应的管道使得热空气顺利排到地面。此外，轨道排风机必须能够在二千五百摄氏度下连续运转六十分钟，以符合风道火灾等特殊工况的运行要求。
2.3车站的站厅、站台通风空调系统。车站的大系统的设备主要包括小新风机、排烟风机、回风机、排风机、组合式空调器及其对应的控制风阀。如果室外的新风焓值超过车站的回风点焓值的话，空调新风运行，并且关闭全新风的风阀，关闭排风机的风阀，开启回风风阀，此时回风与小新风利用组合式空调器的混合段进行充分混合之后进入站厅和站台。如果室外新风的温度低于空调送风点温度的话，此时室外新风不需要经过冷却，通过组合式空调器直接将凤送入到车站的公共区域。
2.4车站设备以及管理用房的通风空调小系统。结合不同设备以及管理用房的使用功能并不相同，所设计的通风空调小系统其数量也不相同。车站小系统分成为车站的设备以及管理用房提供通风服务的轴流风机、柜式空调机组、吊挂式空调机组以及风阀等，其主要功能是控制各个房间的温、湿度等环境，确保工作人员以及设备有一个良好的工作与运行环境。一旦发生火灾事故，利用机械排风方式来排烟，便于工作人员撤离以及消防人员进行灭火。
2.5制冷系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆新建的地铁工程的制冷系统都包括了大系统和小系统两个部分，大系统通常采取水冷机组的形式为站厅站台提供冷源，以组合式空调机组作为末端设备，为站厅台提供制冷。小系统制冷是通常采取风冷机组的形式为站厅站台提供冷源，以小空气处理机作为末端设备，为人员办公及设备房间供冷。
3、地铁空调系统的变频控制方案
3.1变风量控制是节能的重点
通过变频技术来降低地铁通风空调系统能耗的具体技术方案各不相同，按变频器应用的程度分为3种。第1种是仅排热风机变频，第2种是排热风机和大系统中回排风机、组合空调器都变频。第3种是排热风机和大系统中回排风机、组合空调器、水泵都变频。目前地铁环控系统基本采用全空气系统，由于地铁的负荷特点，风机的运行时间要长于制冷机，而且风机的功率远大于一般建筑的空调系统的风机，风机能耗比例通常大于一般建筑的空调系统的风机能耗比例。由于在地铁空调系统运行能耗中风机能耗所占比例最大，车站节能的重点应放在风系统的变频节能上。
3.2回排风机的变频控制方法
2台同等功率的回排风机可以工作在变频状态，也可以工作在工频状态下。根据站厅温度、站台温度、室外温度、站内CO2浓度，利用智能控制算法控制回排风机运行频率和回风阀、新风阀、排风阀的开度。当需要回排风量大于单台风机额定送风量时，一台回排风机运行在工频，另一台工作在变频状态。如果需要回排风量小于单台风机的额定送风量，则关闭一台风机，另一台风机工作在变频状态。
3.3空调机组及水系统的变频控制方法
变频空调机组用于站厅和站台温度的调节，开始是通过公共区温度的反馈来控制空调机组的送风量，采用PID控制方法实现。当空调送风量减少到一定程度后再调节水系统中冷冻水的流量。水系统的结构旁通管上设有压差控制阀A，系统末端安装有二通调节阀B。2台冷水泵LD并联，然后再与冷水机组LS串联。电动二通调节阀开度大小调节是依据冷却水进出水管温差。冷水泵使用变频控制，运行频率由水泵两端水压差来决定。水泵采用在此系统中冷量与水量不是比例关系，水量延缓于冷量的变化，会出现“小温差，大流量”的情况。如果系统需要的冷量高于额定冷量的50%时，2台冷水机组、冷水泵同时运行。当出现冷量减少到一半的工况时，就关掉一台冷水机组和一台冷水泵。冷冻水温差控制采用分季节、分时段控制，室外温度传感器反馈作为辅助控制，如温度和季节完全不符合，就相应做出调整，以适应各种季节的特殊天气。
3.4控制电路结构地铁车站的变频节能改造控
制定一个系统方案，除了增加变频器外，要将变频控制方法融入软件控制系统中。可以通过在现有HMI（人机界面）、PLC（可编程逻辑控制器）上进行深度的集成，增加变频工艺参数及相关监控功能。同时将变频控制的相关参数（如频率、自动／手动控制方式等）上传至车站BAS（环境与设备监控系统）并上传至调度中心。环调通过BAS系统实现对车站温度的自动控制及必要时的手动干预，从而满足车站舒适度与节能要求。变频改造兼顾车站火灾防排烟功能，BAS系统启动火灾模式后，变频风机能自动切换到工频运行，与火灾控制模式保持一致。
4、结束语
综上所述，针对地铁通风空调系统的组成，我们要科学的判断和分析，制定更加合理的组成方案，同时，要更好的应用变频技术，在整体上提高地铁通风空调系统的应用效果。
参考文献：
[1]魏广宏.北京地铁环境通风系统的改造分析[J].工程建设与设计，2016（11）.09
[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，2016.58
论文作者:胡志刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/21
标签：地铁论文; 风机论文; 空调系统论文; 车站论文; 系统论文; 空调论文; 隧道论文; 《基层建设》2017年第9期论文;