地铁环控系统(BAS)节能优化设计分析

地铁环控系统（BAS）节能优化设计分析

作者：崔海全

来源：《科学与信息化》2020年第17期

摘要在现代化的城市发展建设当中，地铁是重要的交通工具，能够为出行提供便利性，也是当今城市的重要基础设施。为了更好地提升地铁系统的效率，需要重视起地铁内的节能降耗问题，从而实现功能的最优化，本文基于地铁环控系统的节能优化角度进行分析，从而提出优化方案的具体设计。

关键词地铁环控系统;BAS;节能优化

前言

地铁环控系统在轨道交通系统中是耗电大户，为满足乘车体验，耗电设备也逐渐增多，因此在地铁环控系统内进行节能优化已经成为必不可少的举措。同时伴随着控制工程以及机电一体化建设的落实，使得在地铁环控系统当中进行节能技术的使用成为可能，因此可以实现降低成本提升地铁经济效益的效果。

1 进行地铁节能的重要价值

在城市轨道交通的环控系统当中，包含了各类的风机以及水泵。同时对于环控系统而言，通常情况下是通过对风阀的控制，从而实现对环控设备的有效控制。为此，当需要相关设备进行满负荷的运行时，就需要针对实际的需求来改变通风的模式，但是这样的模式转换会导致风量都会以风阀的节流方式损失，这样就会导致其无法进行精准的控制，从而导致设备故障频发，加大了运行成本，同时也对相关设备带来了极大的影响，不利于地铁的经济效益。通常情况下，地铁机电类的设备基本上都是采用异步电动机进行直接驱动。在电机启动的过程中，产生的电流一般会超过额定电流的2～3倍，这样的情况下会导致一些变频器设备的出现一定程度的损耗，从而降低了其使用的寿命。同时，设备在启动过程中带来的机械冲击现象也会导致设备的停运过程导致元器件、管道等重要构件的损坏，一定程度上提升了地铁维修的成本。

2 地铁环控系统（BAS）节能优化设计

2.1 控制中心级BAS系统功能

①首先建立起的BAS系统需要可以对全线各站的设备状态进行显示，并且能够随时发出所需要的控制指令。②系统需要对地铁全站的BAS系统设备的运行状态进行检测，从而将每个站的系统进行串联。③需要系统能够针对地铁运营的具体情况，对全站进行通风模式的指令下达。

2.2 车站级的BAS系统功能

①需要对车站当中的各个子系统进行运行状况的收集。②可以接收到OCC发出的控制指令，并利用PLC控制器进行指令的执行。③实时监测车站控制系统当中的温湿度数据，并进行逻辑运算。

2.3 地铁环控系统能耗分析

在现有的系统之上，首先需要进行定风量的运行，并对该地铁全年的环控系统能耗情况进行分析。以某市的地铁运行为例，该系统当中存在着多种的运行模式，其中在夏季模式运行时，车站的送风机以及排风机会启动作业。在外界温度在9摄氏度以下的时候，就会开启冬季模式，关闭动风机以及排风机，而开启出入口对车站进行通风换气。在这样的控制模式之下，建立起的BAS系统能耗如下图1所示。

通过数据的实际分析中可以看出，对于当前的地铁来说，最为有效的节能优化方式就是风机变频调速技术的使用。这样的技术具有较大的技术优势，能够实现对风量的精准调节，同时还不会因为风量的调节导致运行效率的下降，进而保障了地铁运行的经济效益。

因此可以制定出以下几种环控系统运行方案：

首先依据当地不同的气候条件来进行通风模式的设计。

在夏天的时候，需要利用大温差小送风的形式进行通风。

在排风管道当中，存在着较小的阻力，为此可以有效地利用排风机以及排风道进行高效率的通风[1]。

2.4 闭环控制

在不同模式的使用过程中，需要不断地对车站的温度与额定值进行比较分析，一旦车站的温度较高，就需要提升风机的转速。反之，在车站温度较低的时候，需要降低风机的转速。在地铁当中，由于回风口设置在轨道的顶端和站台的下方，为此，在列车进出的过程中会导致回风温度发生一定的变化，所以并不能依据回风温度进行控制的参考，同时，在进行车站温度的参考时，需要尽可能地降低温度变化带来的影响。

同时还需充分利用变频器来实行对送风机电源输入频率的调节，使得風机转速能够同电源频率呈现正向的比值，同时保障送风量能够同转速呈现正向的比值。为此，在这样的模式下会使得送风机所产生的具体送风量波动是依靠输入电源频率来实现的[2]。在车站的整体系统当中，利用轴流风机进行变频的调节，使得风机不会出现效率的下降，进而充分地保障了地铁运行过程所带来的经济效益。

3 结束语

综上所述，在对于BAS的地铁环控系统节能优化设计分析中，首先需要明确地铁在使用环控系统当中的能耗使用情况，之后才能够有针对性地进行节能优化，使得地铁站的环控系统具有良好的节能效果，同时地铁系统的变频调节也不会导致通风效率的下降。

参考文献

[1] 罗定鑫，吴疆，张瑞.基于全生命周期的广州地铁环控系统的研究[J].制冷与空调，2020，20（4）：28-34.

[2] 杨昕红.地铁环控系统网络架构的分析与应用[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2020，16（2）：71-74，91.

作者简介

崔海全（1987-），男，山西省临汾人;毕业院校：太原科技大学，学历：研究生，职称：中级工程师，现就职单位：西安和利时系统工程有限公司，研究方向：自动化。