地铁通风空调系统优化新理念研究 优秀专业论文.docx

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1、地铁通风空调系统优化新理念研【摘要】：地铁作为一种公共交通工具，其载客量大、营运速度快等优点在日益拥堵的城市交通中成为新的宠儿。目前，我国许多城市正在修建地铁，地铁在我国大中城市掀起了建设高潮。但是作为一项地下工程，通风降温是运营过程中的重点，通风降温的能耗也是一项巨大的费用。因此，地铁通风空调系统的优化也成为一项研究的重点。本文将就地铁通风空调系统的现状，当前存在的问题和目前的发展趋势做全面的分析。对目前地铁通风空调系统存在的问题进行剖析，通过实例分析，提出自己的观点和改进方法。【关键字地铁通风；空调系统；优化；1 .地铁通风空调系统现状1.1 简单的闭式系统地铁工程是一项巨大的地下工程，运

2、营都在一个地下空间内进行。由于客流量大以及机车营运时的产热，在这个巨大的地下空间里通风和散热成为改善运营环境的必备措施。对于一些修建较早的地铁，通常采用机械强制通风，或者设置自然通风口的方法，实现站场空间的空气交换。现在新建地铁大部分采用的是通过人工的措施进行降温，主要就是设置空调系统，为了避免热交换，这时就需要使地铁空间密闭，这就是所谓的闭式系统。当地铁空间通过通风口与地面联通时，就是开式系统。1.2 复杂的闭式系统乘客在乘坐地铁的过程中，所感受的环境主要是车站和列车车厢。因此，这两个地方的环境舒适性问题是首要考虑的。根据调查显示，在地铁密闭的地下空间里，由运行中的列车产生的热量占据了热源的

3、绝大部分。目前，大部分机车的动力系统为电力，在运行、制动的过程中能量发生转换，产生大量的热能。在设有空调通风系统的地铁，其大部分的热量还是靠空调系统进行散热，这就加剧了空调运营的能耗。因此，为了解决这个问题，人们通过在车站站点和轨道边缘之间设立屏蔽门。屏蔽门的作用在于隔离列车运行隧道空间和车站室内空间，只在上车门的地方对应开启，避免了车站和隧道之间进行的热交换，从而大大降低空调系统的功耗。而列车运行的隧道通风主要依靠成本较低的自然和简单的机械通风，维持隧道内的温度。有资料显示,对于高温季节安装了屏蔽门的地铁系统其能耗仅为普通闭式系统的一小部分，可见其节能效果的显著性。因此，装有屏蔽门的闭式系统

4、已经成为高温地区空调系统的常见形式。虽然系统较为复杂，但是，该系统不仅为了乘客的安全着想,避免突发事故的产生，同时，也可以提高列车运营系统的热源利用率,大幅度减少空调运营的成本支出。1. 3国外地铁通风空调闭式系统世界上的第一条地铁修建在英国伦敦，其通风问题是通过设置通风孔来解决的，虽然效果不显著，但作为第一条地铁也广受欢迎。后来通过改进，采用活塞原理进行通风。这些早期的通风系统都是依赖于自然通风，还不能完全解决地铁的通风换气问题。随着空调技术的发展，伦敦地铁逐渐改善了地铁通风系统。地铁通风系统采用闭式系统，通过建筑设计使地铁内部空间完全和外界空间隔离，不能随意进行空气交换。在月平均气温、客运

5、量到达规定值时，地铁通风空调系统全开排除地铁内部空间的热气。由于伦敦气候温和，全年高温月份不是很多，所以对空调系统采取了一定的差域控制，根据室内外空气含热量的差异值调节空调通风系统。当差异值小时采用小风模式运行，当外界温度值低时及时转化为开式系统，而外界温度值高时，开启大功率运行模式。这样的系统在最大的程度上节约了能源，值得我们去学习和借鉴。2.地铁通风空调系统目前存在的问题目前地铁空调通风系统已经能够起到改善运营空间环境的作用，提高了乘客乘车的舒适性。但是在实际的运营过程中空调通风系统也2.1 地铁通风空调系统的初期投资较大。由于设置屏蔽门可以将车站和列车运行空间进行完全隔离，减少隧道热流对

6、站台空间的影响。这种系统在国内外高温地区采用的较为普遍。如我国南方发达城市广州地铁，地铁通风空调系统设计中一般采用了屏蔽门系统。正在运行的二号线和三号线都装了屏蔽门。部分北方城市，如西安和大连也都安装了屏蔽门。但是，屏蔽门的造价较高。对于一个站台长度为130米，在车辆每侧设有6个对开门的地铁站。每侧站台屏蔽门的造价约需要400万。设置屏蔽门也增加了站场和机房的面积，使整个工程造价提高。2. 2整个地铁运行系统的节能效果并不明显。对于全年高温时间较短的高纬度、高海拔地区，屏蔽门系统的节能效果并不明显，投资回收周期长。而在温度不高的时节，由于屏蔽门彻底的隔离了车站和列车的运行空间，使外界较低的空气

7、无法和车站内的空气进行交换。反而加大了车站空调系统的功耗。2. 3系统运行管理机制不完善系统运行管理机制不完善，也是当前地铁通风空调系统存在的一个重要问题。地铁通风空调系统的正常运行，离不开管理人员的日常管理。系统管理操作人员的水平高低，直接影响了空调系统的运行和日常功耗的多少。目前，许多的地铁管理方没有设置空调系统能源消耗观测和监督系统。这样，在地铁通风系统设备的整个运行过程中，管理人员不能够确切的把握浪费能源的设备，不能在以后的相关设计工作中，进行相关方面的完善工作。此外，当前地铁通风系统控制工作中，管理机制不合理，人员岗位设置不完善，业务人员专业性不强，责任心不强。这样使得地铁通风系统的

8、设计存在较多不合理之初，而且在后期运营管理过程中，相关系统得不到有效的优化，不能切实提高节能水平，造成了许多不必要的能源浪费。2.4自然能源利用不够充分自然能源利用不够充分，也是当前地铁通风空调系统应当着重完善的一个重要方面。地铁由于处于地下，本身具有温差小、比热容大的优势。自然能源的合理、充分利用对于调节地铁中的温度十分重要。其次是地铁内部系统产生的热源也没有得到充分的利用。地铁系统运营过程中的产热，一般是来源于机车运行、刹车过程以及客流产热。这些热源都没有回收利用。3.地铁通风空调系统改善措施3.1 发展复合式系统为了改善屏蔽门季节性气温差异所造成的能源浪费，减少巨大的初期投资，缩短投资回

9、报周期。地铁通风空调系统逐渐往复合式系统发展。在实际中地铁通风空调屏蔽门系统和闭式系统的站场建设区别不大。两者显著的区别在于是否完全隔离了机车运行空间和车站空间。在闭式系统中，站台上的安全门并没有在竖向空间上完全采取隔离，在安全门的上部到车站顶部还留有50公分距离的空隙。屏蔽门式系统就没有预留距离，完全封闭，隔绝车站和列车运行空间的气流。隔绝了隧道活塞式风与车站的交流，这样就不能利用其自然能源。西安地铁二号线车辆采用B型号，编组数12辆，高峰小时列车对数为18对，利用开启空调的经验公式对车站内是否需要开启空调进行判断。开启空调的经验公式为：tp 25 XY18O其中：最热月平均温度；X高峰小时

10、行车对数；丫列车车辆编组数；当月平均温度大于25时，XY = 1218 = 216o此时，必须转化为闭式系统，开启空调。因此，如果在站台安全门的基础上进行改进，即把留下的50公分的空隙装上活页式通风窗，在25C以上的高温季节关闭通风窗，阻断行车空间的热源进入客站。在/p25C的常温或低温季节打开通风窗，利用天然通风改善站场的环境。这样就可以最大限度的利用了自然能源，降低了电能消耗。这种地铁通风空调系统综合了其它两种系统的优势，是节能方向发展的一种新趋势。3. 2建立完善的营运管理机制建立完善的营运管理机制，也是地铁通风空调系统改善的一个新理念。对于地铁通风空调系统的管理工作，首先，相关管理人员

11、要努力完善管理营运机制。在具体的实施过程中，相关管理人员要从部门的设立，到个人的职责的确定都要严格遵守相关规定。做好日常的维护和保养维修工作，探究新的节能系统运营模式。其次，加强技术人员的专业技能，技术员的招聘流程必须严格，并定期对其进行专业技能培训。设定相关的监督部门，杜绝能源的浪费，实施激励制度，促进节能系统的研发。3.3高效利用自然能源根据当地的实际气候条件，对于不同季节的冷源和热源要加强贮存和利用。例如在低温的季节，当室外温度要明显低于地铁站场的温度时，应当充分重视和利用这种天然的冷气资源，不仅可以解决地铁系统的运营温升问题。而且，如果能将寒冷季节的冷源储存起来，并利用在较炎热的季节，

12、这无疑是一笔天然的财富，可以大大的减少电力能源的消耗。当室内外的温差较小时，可以利用活塞通风，不仅降噪效果显著,减少降噪设备的成本支出。而且是一种自然能源的高效利用，可以充分降低地铁通风空调系统的电力消耗。通过列车在隧道内运行所产生的空气流场实现站场和隧道的空气交换，减少通风机械的使用时间,在最大程度上减少能源的消耗。同时，还可以依据环境热负荷的实际状况来调节空调设备的使用率，热负荷的计算公式为:Qws=08Vw(tw-tn)其中：外部空气热负荷；匕外部空气量；0外部气温；乙内部气温。当外部气温35度，室内28度，新风量为0.27kgs时,可以得至U Qwx = 0.288 0.27 7 =

13、0.54KW。从计算结果可以看出新风负荷中蕴藏着一笔巨大的能源财富，这些进入站场和行车空间的新风负荷，完全可以被我们加以利用，做为一种能源为管理用房等在寒冷季节提供热量，可以减少能源的消耗。另外，对于地铁内部系统产生的热源，比如机车运行过程、刹车过程以及客流产热等，如果能够将这些热源储存起来并用于冬季车站的管理用房，取代电能的消耗，同样可以节约大量的电能，这有待于研究工作的进一步深入，才能做到废物的高效利用。总之，目前地铁通风空调系统的设计方案逐渐注重于节能。采用各种措施有效的降低系统的功耗。通过优化系统布置，采用全新的运行系统，根据不同的季节温度，采用不同的调节模式，充分研发新型的节能空调设

14、备。在以后的地铁通风空调设计的实际过程中，相关管理人员还有不断去在节能技术方面进行探索，逐步优化设计理念，从而使我国地铁通风空调设计更加完美。参考文献1王晖,朱培根,杨军.南京站地铁通风空调系统调试与分析J.制冷空调与电力机械.2009(01)2闻彪，吴庆，洪学新.地铁通风空调系统节能研究J.建筑节能.2010(04)3卢晓良，李翠，陈丹丹.地铁通风空调系统的设计特点J煤气与热力.2008 (07)4常军.北京新建地铁通风空调系统模拟分析J.建筑科学.2006 (05)5余光华.地铁通风空调系统节能研究J.制冷与空调(四川).2008 (02)6罗辉.地铁通风空调机房布置技巧J.建筑热能通风空调.2008 (03)7冯平.地铁通风空调系统施工中应注意的问题J.现代城市轨道交通.2008 (04)8付维纲.深圳地铁空调通风系统的设计J.广西质量监督导报.2008 (07)9王治学.地铁通风空调大系统的节能控制J.智能建筑与城市信息.2008(10)