地鐵環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能-20121121

對地鐵環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能的認識江億清華大學建筑節(jié)能研究中心環(huán)控系統(tǒng)用能狀況環(huán)控系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀（不同氣候區(qū)的差異）北方地區(qū)：環(huán)控系統(tǒng)、牽引能耗分別占約1/3和1/2南方地區(qū)：環(huán)控系統(tǒng)能耗占地鐵總能耗50%左右廣州地鐵：環(huán)控能耗約占60%，牽引能耗只占17%能耗水平的評價指標單位客流能耗？單位建筑面積？開展環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能的基礎：能耗狀況調(diào)查和能耗指標確定目前缺少關于地鐵能耗的實測或統(tǒng)計數(shù)據(jù)李國慶.城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.暖通空調(diào),2011,41(6):1-6李國慶,張春生,等.城市軌道交通集成閉式通風空調(diào)系統(tǒng).中國城市軌道交通新技術,2007.環(huán)控系統(tǒng)用能分解是否應分出大系統(tǒng)和小系統(tǒng)，分別分析考核大系統(tǒng)：車站和隧道公共區(qū)環(huán)控（空調(diào)箱、風機）小系統(tǒng)：車站設備用房環(huán)控（空調(diào)箱、風機）數(shù)據(jù)來源：朱永赤,鄭晉麗,居煒.地鐵空調(diào)通風系統(tǒng)能耗解析.地下工程與隧道.2007,(4):30-33風機、水泵等輸配部件能耗比例高（~80%）冷機能耗比例<20%上海某典型地鐵站能耗比例降低環(huán)控系統(tǒng)能耗的途徑現(xiàn)有成果、途徑地鐵通風空調(diào)多功能設備集成系統(tǒng)大系統(tǒng)與小系統(tǒng)設備、風道共用，節(jié)約用地風機變頻，不同階段變風量運行通風季節(jié)打開表冷器，降低阻力空氣-水系統(tǒng)（FCU+新風）廣州地鐵江南西站已實際應用，年節(jié)省運行費70萬節(jié)省土建投資；分散控制，維護比單獨AHU復雜

通風空調(diào)高度集成系統(tǒng)北方寒冷地區(qū)（東北沈陽地鐵）李國慶.城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.暖通空調(diào),2011,41(6):1-6王奕然,等.地鐵通風空調(diào)集成系統(tǒng)與電動開啟式表冷器.暖通空調(diào),2011,41(6):35-39祝嵐,等.東北嚴寒地區(qū)地鐵通風系統(tǒng)方案優(yōu)化研究.暖通空調(diào),2011,41(6):16-19高波,李先庭,等.地鐵通風空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的新進展.暖通空調(diào),2011,41(8):21-26降低風機能耗的途徑和潛力通風系統(tǒng)的主要目的實現(xiàn)足夠的室內(nèi)外空氣交換，以保證地下環(huán)境空氣質量（CO2）在室外溫度適當時，通過室內(nèi)外通風換氣，排除地下熱量通過空氣循環(huán)，把冷機產(chǎn)生的冷量送到地下空間，把地下的余熱轉移到冷機通風方式與是否安裝屏蔽門有關，有無屏蔽門對通風流程完全不同對室內(nèi)外有效換氣量的要求衛(wèi)生健康指標：20m3/小時，CO2<1500ppm怎樣保證恰當?shù)氖覂?nèi)外通風換氣量？夏季、冬季車站的室內(nèi)外通風換氣量滿足人員需求量，同時又要避免“過量通風換氣”，導致夏季冷量損失和冬季地下過冷東南部炎熱潮濕地區(qū)：夏季室外風量不能太大北方寒冷地區(qū)：冬季室外風量不能太大，否則地下過冷其它地區(qū)：室外風量大一些問題不大在過渡季，較大的室外風量有利于排熱，但當室內(nèi)外溫差較小時，靠通風排熱反而費能當不安裝屏蔽門時通風系統(tǒng)的狀況列車通過會造成隧道、車站空間、和室外之間巨大的空氣交換這三者之間的空氣交換量與具體的通風和卸壓方式有關需要根據(jù)氣候帶確定通風換氣要求，根據(jù)通風換氣要求仔細研究論證，確定通風系統(tǒng)流程、設計參數(shù)和轉換方式不安裝屏蔽門時列車風的作用車站空間出入口出入口不安裝屏蔽門時列車風的作用空氣流動存在慣性，一旦形成，并不能輕易改變只要運行時間間隔不大于10分鐘（？），基本上可以維持一種固定的空氣流動模式合理的設計還可以充分利用熱壓作用來促成希望的空氣流動模式不安裝屏蔽門時的列車風利用大多情況下，列車風可以滿足地下空間新風要求通風量與列車密度相關，但風量需求也與人數(shù)（也就是列車密度）相關列車停運后是否也就不需要通風換氣了？列車風大小與隧道結構設計有關（隧道斷面與列車斷面比、隧道內(nèi)卸壓井設置等）車站兩側的卸壓方式與調(diào)節(jié)必須充分注意各個氣流通道的斷面與阻力不安裝屏蔽門時的列車風利用基本原則：利用列車行走產(chǎn)生的負壓使室外空氣經(jīng)過出入口進入車站空間，滿足其通風換氣要求在隧道來流方向設置足夠的卸壓通道，把從進站方向隧道流來的氣流通過卸壓通道排走，盡可能不使其進入車站空間通過調(diào)整卸壓通道，使部分列車風通過卸壓通道短路，減少室內(nèi)外有效換氣量不安裝屏蔽門時，哪些熱量作為負荷進入車站？列車運行中的發(fā)熱量進入隧道，經(jīng)過列車風排到室外如果在站臺處有從站臺到隧道的穩(wěn)定空氣流動，則列車?？繒r發(fā)熱也僅有很少部分進入車站為什么要在列車?？刻幵O大量排風？車站人員、照明、設備發(fā)熱和從出入口進入的室外新風構成空調(diào)的主要負荷能否完全依靠列車風，不靠風機，解決地下空間要求的室內(nèi)外通風換氣？車站設屏蔽門時的空氣流動阻斷了隧道與車站間空氣的連接，避免列車風和隧道內(nèi)空氣流動對車站的影響隧道內(nèi)環(huán)境可以完全依賴列車活塞風實現(xiàn)排熱？不應該采用車站列車停靠處的排風鐵三院：實測排風溫度總低于室外溫度車站內(nèi)環(huán)境獨立解決新風問題：目前完全靠新風系統(tǒng)，由機械通風解決地下溫度高于室外時，通過出入口的熱壓通風可否滿足要求？夏季排熱降溫的手段？目前大多是依靠空氣循環(huán)，車站空間的的全面換氣由于不能充分利用列車活塞風，導致風機能耗高？是否要采用屏蔽門？上海一期工程時對屏蔽門的討論國外地鐵采用屏蔽門的狀況香港、新加波、歐洲個別項目、日本僅個別線路采用屏蔽門的好處防止隧道的空氣進入車站，降低夏季負荷減少隧道臟空氣對車站的污染改善乘客安全采用屏蔽門方式的代價車站通風不能再借助于列車活塞風僅從乘客安全考慮，可以有不同形式的“屏蔽門”不裝屏蔽門時到底有多少隧道風進入車站？1995年前后清華大學曾在北京地鐵現(xiàn)場實驗實驗結果和模擬計算結果都表明，當適當組織好氣流流動時，進入站臺的隧道風僅為其總量的10%左右車站釋放示蹤氣體位置進入車站的隧道風僅為隧道風總量的10%左右環(huán)控系統(tǒng)的討論用什么媒介帶走熱量？空氣循環(huán)：1m3/h空氣

溫差10oC可帶走12kJ熱量水循環(huán)：0.1m3/h水溫差5oC可帶走2090kJ輸送能耗、占地：制冷劑循環(huán)<<水循環(huán)<<空氣循環(huán)末端方式節(jié)能關鍵：改變輸送媒介，降低風機能耗小系統(tǒng)（車站設備用房）只設置通風時（變電所），隨室外條件可變風量需設置空調(diào)時，分散式末端（FCU、VRV）輸送空氣改為輸送冷水或制冷劑分散調(diào)節(jié)、分別控制，滿足需求環(huán)控系統(tǒng)的討論大系統(tǒng)（車站公共區(qū)）為什么需要調(diào)節(jié)冷凍水流量？如果制冷機的冷量都通過兩臺空調(diào)箱送出，調(diào)節(jié)冷機制冷量既可目前常用的空調(diào)方式：

集中冷源，冷凍水循環(huán)，AHU環(huán)控系統(tǒng)的討論采用直接蒸發(fā)式空調(diào)機去掉了冷凍水系統(tǒng)，去掉了相應的水系統(tǒng)控制，節(jié)省機房面積和投資冷凝機組可以安置在風機一側，不占用專門機房蒸發(fā)溫度可以提高到10?C，提高制冷COP調(diào)節(jié)方式：根據(jù)送風溫度調(diào)節(jié)冷機根據(jù)大廳溫度調(diào)節(jié)風機轉速一體化機組，便于管理避免了冬季表冷器凍結蒸發(fā)器冷凝器冷卻水直接蒸發(fā)式空調(diào)機組送到大廳已在北京9號線車站安裝使用，節(jié)能40%（水泵，冷機）環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能討論直接蒸發(fā)式空調(diào)機組技術難點：管路輸送距離及大型蒸發(fā)器對壓縮機回油的影響應對措施A：精細設計回油，引射器輔助回油等手段應對措施B：磁懸浮離心壓縮機冷量范圍合適：100~280RT（350kW~1000kWMcQuay）充分發(fā)揮磁懸浮離心壓縮機不需要潤滑油的特點，無回油問題是未來最適宜的地鐵空調(diào)機組方式張良焊,等.地鐵直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)研發(fā).暖通空調(diào),2011,41(6):40-42相關設備研發(fā)環(huán)控系統(tǒng)的討論直接改為末端風機盤管，冷凍水循環(huán)？落地式風機盤管，配凝水排水管道風機排管風機電耗遠小于原來的循環(huán)風機電耗通過改變風機盤管轉速，實現(xiàn)末端局部調(diào)節(jié)水側可以不設局部的調(diào)節(jié)閥門，全部風盤均勻供水對作為大系統(tǒng)的車站公共區(qū)，冷凍水路不需要控制為了保證有效的除濕，應保證7?C供水溫度調(diào)節(jié)：冷凍機根據(jù)供水溫度控制

冷凍水恒流量運行

廣州地鐵一個車站已采用這一方式，節(jié)省了大量初投資環(huán)控系統(tǒng)的討論進一步降低環(huán)控能耗的途徑輻射末端方式降低輸送能耗取消末端空氣強制循環(huán)，以輻射、對流方式排熱合適的場合下可采用：大系統(tǒng)某些公共區(qū)域難點：解決輻射供冷時的結露新風單獨處理，濕負荷的排除強化對流換熱的金屬輻射頂板溫濕度獨立控制新風量僅為總通風換氣量的10%～20%，可單獨處理到低溫、干燥狀態(tài)，同時解決地下空間排濕地下的顯熱可以用高溫冷水機解決，從而實現(xiàn)很高的COP（供水溫度16度）新風除濕處理可以有多種方式：溶液除濕、冷凝等表冷器蒸發(fā)器冷凝器16C21C27C14C，90%返回到高溫冷水系統(tǒng)環(huán)控系統(tǒng)的討論小系統(tǒng)的空調(diào)方式承擔辦公室、配電間、計算機房等站內(nèi)功能用房特點：負荷變化規(guī)律與大系統(tǒng)不同，運行時間不同建議單獨設置冷源，避免與大系統(tǒng)共用，導致大系統(tǒng)低負荷運行采用水冷的VRV（多聯(lián)機方式）采用各個房間獨立水冷冷機的水環(huán)熱泵方式新風單獨供應（僅辦公室等需要新風的房間）冷卻水新風空調(diào)房間環(huán)控系統(tǒng)設計1.公共區(qū)室內(nèi)溫、濕度標準站廳干球溫度：30.0℃相對濕度:45--65%站臺干球溫度：28.0℃相對濕度:45--65%2.區(qū)間隧道設計參數(shù)區(qū)間允許最高干球溫度正常運行時區(qū)段溫度≤40.0℃阻塞運行時區(qū)段溫度≤40.0℃列車空調(diào)冷凝器附近≤45.0℃盲目提高標準，降低空調(diào)溫度將大幅度提高能耗按照標準運行調(diào)節(jié)，根據(jù)客流密度及天氣變化調(diào)整冷機運行GB50157-2003地鐵設計規(guī)范對地鐵環(huán)控節(jié)能工作的幾點建議

加強研究和現(xiàn)場測試工作，充分總結已有