变频节能技术在地铁通风空调系统中的应用

变频节能技术在地铁通风空调系统中的
应用
摘要：近年来，我国的地铁工程建设不断完善，在地铁工程中，通风空调系
统是非常重要的组成部分。

地铁工程通风空调系统影响人们的出行环境，会消耗
大量能源，需要在保证舒适度的同时节约能源。

采用变频节能技术，能够保证地
铁通风空调系统高效运作的同时，达到节能环保目的。

对此，文章首先分析变频
节能原理，其次探讨变频节能技术在地铁通风空调系统中的具体应用，以最大限
度地降低地铁空调系统能耗，提高整个运营线路的经济性。

关键词：变频节能技术；地铁；通风空调系统；应用
引言
现阶段，为缓解城市交通拥堵问题，降低城市车辆的尾气排放率，需全面推
动地铁工程项目建设施工。

地铁工程在现代交通网络体系中发挥着人流分散的作用，但是，由于地铁站是建设于地下空间，对地铁通风空调工程项目施工质量有
着极高的要求。

地铁通风空调工程项目的施工作业内容繁多，在设计上具备极高
的专业性，系统功能应用上也相对丰富，不仅能够减少列车进站时的空气阻力，
也可以对火灾事故产生的烟雾进行排除处理，最大程度确保乘客的生命财产安全。

因此，需要提升地铁通风空调工程施工技术实施成效，掌握工程施工技术应用要求，充分满足地铁运行的各项功能需求。

1变频节能原理
变频节能技术是基于系统负荷大小，对设备运行频率进行改变，通过对通风
空调系统风机转速调节的同时，完成风机输出功率的有效控制，进而实现节能降耗。

通风系统中使用的是叶片式风机，其属于平方转矩型负载，轴转矩与转速的
二次方为正比例关系。

风机相同时，输送的介质密度不发生变化，只是将转速改变，此时，性能参数变化以比例定律为重要依据，换言之，也就是风量、转速为
正比例关系；压力同转速的二次方为正比例关系；轴功率和转速的二次方同样也
是正比例关系。

结合此理论计算不同频率风机运行参数。

通过上表计算以后的结
果可明显看出来，地铁通风空调系统如果应用变频节能技术，节电效率是非常高的，同时，也能够体现出十分显著的节能效果。

2变频节能技术在地铁通风空调系统中的具体应用
2.1冷水机组群控
考虑到现代地铁工程规模庞大，通风空调系统组成部分多，为实时调节各台
设备运行工况、增强系统环境适应能力。

设计人员需要采取冷水机组群控方式，
由自动集成控制取代传统的人工控制方式。

在通风空调系统中安装传感器、现场
控制器等自动化设备，基于交互式远程控制机理，系统通过终端传感装置持续采
集现场环境条件与设备工况，如果现场环境条件发生改变，自动判断当前地铁通
风空调系统的运行需求，远程向制冷站内部设备下达控制指令。

2.2制冷系统安装
（1）施工安装制冷设备时，需要以机房高度以及总面积作为基础，合理化
设置安装位置，确保管道与设备安装后能够快速投入使用。

在安装期间，要仔细
核对设备的尺寸与型号，确保系统设备表面的干净整洁性，确保设备安装高度与
设计标准一致性。

（2）冷冻水泵与冷却水泵安装时，要确保泵体中心线与基础
中心线的平行，牢牢拧紧地脚螺栓，确保设备安装位置不可出现偏差，保障安装
施工作业能够顺利开展。

（3）在安装冷水机组时，需要提前预留出充足的机组
进出水空间，保障相关阀件以及管道在安装时满足设计标准。

机组四周要提前预
留检修空间，为制冷设备的投入应用后检修工作的开展提供充足的检修作业空间。

（4）在冷却塔安装作业时，需确保预埋件连接塔体的稳定性与牢固性，冷却塔
四周不可出现任何障碍物，确保塔体四周空气流动的畅通性。

同时，也要确保冷
却塔位置与进水管处的安装与设计方案完全一致。

如果安装的塔体需要采取多台
冷却塔并联安装方法时，需要借助联通管道来连接塔体，确保水盘水位高度的一
致性与稳定性。

2.3单送新风、末端脱离
方案要点：保留双端送风型式，针对车控室一端设备区考虑在靠近公共区设
备区设置独立的环控小室，内部设置空气处理设备，减少输送半径，自循环方式、集中回风，脱离大环控机房内新风道设置，而该处的新风可以依靠靠近该端一侧
的车站出入口吊顶内设置新风处理设备完成对新风的引入，或者统一由车站小端（距离公共区近的）设置单独新风处理机组承担整个车站新风引入。

注意事项：
需与土建专业落实环控小室必须紧贴公共区隔墙设置，并注意噪音处理；出入通
道引入新风需考虑通道吊顶上部的高度需满足新风处理设备的安装。

2.4变频节能改造
在地铁变频节能改造过程中，方案的设计是系统化、全面性的，不仅要适当
增加一定数量的变频器，而且还要将变频控制方法与软件控制系统巧妙地融合在
一起，二者结合发挥更大的节能作用。

整个环节可以将人机界面、可编程逻辑控
制器深层次集成，使变频节能技术中涉及的工艺参数、监控功能不断优化。

能够
将变频控制系统中的频率、自动、手动控制方式等相关的参数传输到车站设备监
督管理系统中，紧接着上传到调度中心。

环境的调节则采用的是BAS，自动控制
车站的温度，必要时，也可以采用手动干预，使车站整体环境更加舒适，温度更
加适宜的同时，将能源的损耗降至最低。

在变频节能技术应用过程中还应该充分
考虑到整个车站火灾消防排烟功能，启动BAS中的火灾模式后，变频风机可以自
动切换至工频运行模式，确保和火灾控制模式处于一致性状态下。

2.5变频调速控制
在我国早期建成的地铁工程中，普遍在通风空调系统中采取定流量运行方式，系统运行期间不会改变各项运行参数，这类系统有着易于设计、结构简单与造价
成本低廉的优势，但总体使用成本较为高昂，长时间保持较高的运行能耗水平。

对此，设计人员需要在地铁通风空调系统中应用到变频调速技术，通过终端装置
来感知地铁隧道、车站、列车等区域的环境条件，判断系统运行工况需求，在其
基础上调节电动机电源频率来调整系统工况条件、改变风量等运行参数，从而在
满足地铁通风空调需要的前提下，降低系统运行能耗。

例如，在新风量控制环节，考虑到地铁在各个时段内的客流量处于动态变化状态，如果通风空调系统始终保
持恒定新风量，则会造成资源浪费。

因此，设计人员应提前根据已掌握信息来预
测地铁在不同时段的客流量，根据预测结果来设定通风空调系统新风量，系统运
行期间到达下一时段后，变频调速系统将通过调节前端风阀开启程度的方式来调
节新风负荷量。

此外，通过分析同类地铁工程案例发现，设备管理房间、水系统、隧道通风系统并不具备变频调速控制的可行性与必要性，设计人员在车站通风空
调等系统中采取此项技术即可。

结语
总之，我国正处于城市高速发展新时期，对交通业的需求日益呈现出多元化，这也在很大程度上推进了地铁系统的不断完善与优化。

而变频节能技术的应用不
仅为地铁行业持续发展提供了强有力的支持，而且与当前国家提倡的节能环保、
绿色出行理念相符。

随着地铁通风空调系统运行的功率日益增加，适应的范围越
来越广，对变频节能技术也提出了更高的要求，这就需要在以后的应用中继续开
发运行效率更高的设施设备，引进先进的技术手段，提高变频器技术含量，为缓
解城市发展速度的加快与能源匮乏间的矛盾奠定良好的基础，实现地铁系统中变
频节能技术的推广与普及，为市民安全出行提供保障。

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