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摘要：以成都地鐵為例，根據地鐵通風空調設備的特點及運行狀況，從設備管理方面分析了地鐵車站通風空調系統中大系統、水系統、多聯機系統的節能措施，為車站制定合理的節能措施提供重要依據。
關鍵詞：地鐵；通風空調系統；設備；節能
0引言
近年來，我國地鐵快速發展，截至2018年底，建成投運地鐵的城市已達35個，運營線路達百余條[1]。然而，地鐵系統設備多、運行時間長、能耗大，因此提高地鐵運行的經濟性迫在眉睫。地鐵通風空調系統是地鐵的重要組成部分，也是耗能大戶。據統計，地鐵通風空調系統能耗約占地鐵車站總損耗的50%[2]。因此，在現有通風空調系統基礎上，根據系統運行方式及設備狀態，在地鐵運營過程中提出合理有效的節能措施，降低通風空調系統的能耗，對地鐵節能有非常重要的意義。本文以成都地鐵為例，詳細闡述和分析了地鐵通風空調系統運營設備管理的節能措施。
1地鐵通風空調系統的組成
地鐵通風空調系統又叫環控系統，是指機械設備通過智能控制運行，實現對地鐵車站溫度、濕度等環境因素的調節，滿足設備及人員生產生活要求的設備組合。主要由隧道通風系統、車站公共區通風空調系統（簡稱“大系統”）、車站設備及管理用房通風空調系統（簡稱“小系統”）、車站空調水系統（簡稱“水系統”）、多聯機系統組成[3-6]。隧道通風系統主要為區間隧道進行通風換氣，隧道風機設置于兩端車站，根據運營需求在每月早晚通風時開啟，平時通過列車運行時產生的活塞風來降低隧道內的溫度[7-9]。大系統的服務對象為車站公共區，包含組合式空調機組、回/排風機等大功率設備，能耗較大。小系統的服務對象為車站設備區，設備功率較小，運行狀態穩定。水系統含冷水機組、冷卻塔、水泵等設備。成都地鐵空調季長達5個月左右，能耗較大。多聯機作為冗余系統設置于車站控制室、信號設備室、弱電綜合機房等重要設備房，管理靈活。本文主要探討車站大系統、水系統及多聯機系統的節能措施。
2地鐵通風空調系統的運行原則
成都地鐵通風空調系統的運行大概分為3個階段：過渡季、空調季及非空調季。過渡季：每年4月15日～5月14日，10月15日～10月31日。在此時間段內，各車站的大、小系統均執行通風模式，水系統設備處于熱備狀態，具備隨時投用功能?？照{季：每年5月15日～10月14日。車站開啟冷源系統，由于大、小系統共用冷源，因此為保證設備管理用房的溫度，冷源系統24h運行，且大、小系統均執行焓值模式。非空調季：車站大、小系統均執行通風模式，冷源系統關機。
3地鐵車站大系統的節能措施
車站大系統直接服務于乘客，車站開通運營前開啟，運營結束后關閉。
3.1調整車站大系統開關時間
車站大系統的作用是控制公共區的溫度和濕度，為乘客提供舒適的乘車環境[10-11]。但個別車站客流量很小，運營時間內過早或過晚車站已基本無乘客，此時若大系統開啟，會浪費大量能源。以成都地鐵某站為例，7月時大系統早上7點開啟、晚上10點關閉。由于早上7點及晚上10點左右已基本無乘客，為此，車站8月調整為早上8點開啟、晚上9點關閉，大系統運行時間縮短2個小時。根據抄錄數據對比，發現平均每站8月的環控能耗比7月減少341kW•h/天。因此，地鐵車站可根據車站客流量及室外溫度，分階段合理制定大系統開關時間。
3.2大系統模式選擇
大系統通風工況設有3種模式（D5、D6、D7）：D5模式指車站A、B端組合式空調機組和回排風機均開啟；D6模式指開啟A端組合式空調機組和B端回排風機；D7指開啟B端組合式空調機組和A端回排風機。設置3種模式的目的是便于車站值班人員根據車站A、B端客流量及各出入口的客流情況，選擇適當模式以節省大系統能耗。以某車站為例。A端的組合式空調機組及回排風機都為變頻運行，1個小時耗能約45kW•h，若一天運行5個小時，耗能225kW•h。若執行D6或D7模式，則每站可節能225kW•h/天。因此，車站可在高峰時段執行D5模式，其余時段根據出入口客流量等實際情況執行D6或D7模式。
4地鐵車站水系統的節能措施
4.1適時調整冷水機組參數
冷水機組的能效比（COP值）隨著冷水出水溫度的提高而提高，因此在滿足工藝要求的前提下，在機組電機允許范圍內盡量采用較高的出水溫度，對于節約主機運行能耗具有重要意義[12-13]。冷水機組的出水溫度會影響主機能耗，在相同工況下，出水溫度每提高1℃，機組可節能約4%。以成都地鐵某車站為例，室外溫度基本相同時，若冷凍水出水溫度為6℃，電表抄錄的冷水機組能耗約為2933kW•h/天，將冷凍水出水溫度調至11℃后，冷水機組能耗約為2664kW•h/天，冷源能耗約節省269kW•h/天。綜上可知，設備專業管理人員在日常巡檢過程中，根據室外溫度及冷水機組狀態，在保證冷水機組運行安全平穩的前提下，可適當調整機組相應參數，以降低機組能耗。
4.2冷凝器清洗
冷源系統能耗占通風空調系統能耗的50%，保持冷水機組高效運行是降低機組能耗的最好方法。冷凝器是冷水機組的主要換熱設備，其換熱效果的好壞將直接影響空調主機的制冷效率。尤其是冷凝器的循環冷卻水，由于與大氣相通及補充水水質等問題，在冷凝器的換熱管內壁會形成結垢和粘膜，使冷凝器的換熱效果惡化、系統制冷效率降低、運行能耗增加。雖然設置了電子水處理儀裝置，但空調季（5月15日～10月14日）冷源系統24h運行，冷凝器兩端端蓋及換熱管表面仍易結垢[14]，使換熱器換熱效果變差，嚴重影響冷水機組效率，增加主機能耗，如圖1、圖2所示。換熱器的污垢存留累積，一方面降低了換熱器的換熱效率和主機制冷效率，使空調主機的耗電量大大增加；另一方面污垢層的增加，加大了冷凝器壓力降，使得在制冷量需求量不變的情況下，需加大冷卻水流量，增加水泵能耗。因此，定期清洗換熱器污垢至關重要。在設備維保管理過程中，主要可采取以下措施：（1）冷水機組每年會檢修1次，年檢作業時，維保人員應徹底清洗冷凝器，確保換熱效率；（2）在空調季，冷源系統運行，設備管理人員在巡檢時應分析機組運行參數，適時清洗冷凝器，確保冷水機組高效運行；（3）在空調季，也可定期向冷卻水系統投放藥劑（阻垢劑、除藻殺菌劑等），減緩冷凝器結垢。
5多聯機系統的節能措施
5.1車站多聯機系統的使用管理
成都地鐵車站設備房的多聯機系統作為冗余系統[15]，在過渡季或特殊情況下設備房溫度較高時可開啟，平時禁止開啟。尤其當冷源系統運行時，若再開啟設備房的多聯機，會造成能源的雙重浪費。針對車站設備房的多聯機，成都地鐵采取以下管理措施節能。（1）在非空調季，通過多聯機集控裝置將權限全部收回，使用單位無法操作，避免浪費能源。（2）在過渡季（4月15日～5月14日、10月15日～10月31日），下發多聯機權限至各設備房，當設備房溫度較高時，屬地單位自行開啟多聯機制冷。（3）在空調季（5月15日～10月14日），通風空調專業設備管理人員收回各設備房的多聯機系統部分權限，屏蔽制冷及制熱模式。由于成都夏季雨水較多，氣候潮濕，可能引起設備房結露現象。因此，當設備房濕度過大時，屬地單位可自行開啟多聯機，執行除濕模式。
5.2場段多聯機系統的使用管理
場段（車輛段、控制中心、停車場）的多聯機主要服務于辦公區域，在夏季和冬季使用時間長，運行能耗較高，使用單位應注意：（1）冬季室內氣溫高于10℃時禁止開啟多聯機；（2）多聯機冬季室內空調溫度設置不得高于20℃，夏季不應低于26℃；（3）開空調時不要開窗，下班后記得隨手關閉空調；（4）各使用單位定期自行清洗多聯機內機濾網，以保證設備高效運行。
6結論
綜上所述，成都地鐵車站在既有通風空調系統的基礎上，通過采取以下措施管理通風空調設備，以降低能耗：（1）各車站根據車站客流情況適當縮短大系統運行時間，合理切換大系統模式，實行“一車站一方案”的節能措施；（2）專業設備管理人員根據室外溫度及冷水機組狀態調整冷水機組參數，定期清洗冷凝器，確保冷源系統高效運行；（3）通過多聯機集控裝置，合理管理車站及場段多聯機系統的使用。
作者:李曉菲 冉航 單位:成都地鐵運營有限公司