地鐵中央空調(diào)機(jī)電設(shè)備論文

　　1地鐵電扶梯及中央空調(diào)節(jié)能控

　　1.1地鐵電扶梯節(jié)能控制的必要性

　　我們都知道，若地鐵電扶梯采用傳統(tǒng)的運(yùn)行方式，則電扶梯始終處在額定速度的運(yùn)行狀態(tài)，從而造成不必要的能耗浪費(fèi)。然而，若對(duì)電扶梯進(jìn)行變頻節(jié)能改造，則空載時(shí)，電扶梯保持節(jié)能速度的運(yùn)行狀態(tài)；載人時(shí)，電扶梯再經(jīng)控制系統(tǒng)從節(jié)能速度快速轉(zhuǎn)變?yōu)轭~定速度；反之，若電扶梯再次處在空載狀態(tài)，則電扶梯再經(jīng)變頻器從額定速度轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)能狀態(tài)，從而達(dá)到變頻節(jié)能控制的目的。由此可見(jiàn)，電扶梯變頻供電頻率與速度呈正相關(guān)，詳見(jiàn)表2-1．由表2-1可知，電扶梯高速運(yùn)行時(shí)，供電頻率為50Hz；中速運(yùn)行時(shí)，供電頻率為38.5；低速運(yùn)行時(shí)，供電頻率為10，因此對(duì)地鐵電扶梯進(jìn)行變頻節(jié)能改造非常必要。

　　1.2地鐵中央空調(diào)節(jié)能控制的必要性

　　地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)由回排風(fēng)機(jī)、送風(fēng)設(shè)備、冷卻泵、冷凍泵及冷水機(jī)組等設(shè)備組成，且該部分的能耗占地鐵總能耗的40~50%左右。此外，中央空調(diào)系統(tǒng)中輸送設(shè)備的能耗占總能耗的60~70%左右�？梢�(jiàn)，地鐵中央空調(diào)實(shí)行節(jié)能控制非常必要，尤其應(yīng)重視對(duì)輸送設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造。中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能改造前，地鐵空調(diào)始終保持著持續(xù)變化的負(fù)荷狀態(tài)，且能對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，但系統(tǒng)中的某些設(shè)備始終處在額定轉(zhuǎn)速的運(yùn)行狀態(tài)，如此機(jī)組的效率勢(shì)必因空調(diào)負(fù)荷的降低而降低，并最終導(dǎo)致能源浪費(fèi)。由此可見(jiàn)，對(duì)地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造非常必要，即中央空調(diào)負(fù)荷降低時(shí)，應(yīng)用變頻技術(shù)來(lái)使冷水機(jī)組能量與相應(yīng)的輸送設(shè)備轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)同步及自動(dòng)化調(diào)節(jié)，從而最終實(shí)現(xiàn)降低能耗、提升效率的目的。

　　2地鐵機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究

　　2.1地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用

　　地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術(shù)是指依據(jù)全變頻控制技術(shù)的無(wú)級(jí)調(diào)速特性，為電扶梯提供集計(jì)算機(jī)、通信、控制、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)為一體的監(jiān)控技術(shù)，由此以變頻調(diào)速為手段對(duì)電扶梯的效率進(jìn)行調(diào)控，從而使地鐵電扶梯的運(yùn)行始終保持著節(jié)能的狀態(tài)。地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術(shù)的運(yùn)行原理為：空載時(shí)，自動(dòng)調(diào)低電扶梯電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而降低電機(jī)的輸出功率；載人時(shí)，自動(dòng)調(diào)高電扶梯的轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)使用者的出行需要，由此實(shí)現(xiàn)地鐵電扶梯運(yùn)行的低能耗與高效率（見(jiàn)圖2-1）。近年來(lái)，地鐵建設(shè)長(zhǎng)度快速增加，同時(shí)電扶梯的安裝數(shù)量也越來(lái)越多，因此此項(xiàng)變頻技術(shù)的應(yīng)用對(duì)實(shí)現(xiàn)地鐵電扶梯的節(jié)能運(yùn)行意義重大。此外，地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用允許依據(jù)地鐵內(nèi)實(shí)時(shí)的客流量等信息，對(duì)電扶梯的速度時(shí)間表進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)別性的變速運(yùn)行。所謂速度時(shí)間表，是指首先由車站控制室及控制中心下載至電扶梯控制器，然后再借助變頻器的無(wú)機(jī)調(diào)速性能，完成電扶梯區(qū)別性的變速運(yùn)行。與中央空調(diào)系統(tǒng)相比，地鐵電扶梯同樣經(jīng)地鐵專用網(wǎng)絡(luò)就站內(nèi)所有電扶梯建立起集成化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并最終建立起信息化的共享平臺(tái)，且經(jīng)控制中心能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。實(shí)踐表明，地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用具有非常理想的節(jié)能效果。例如，某城市地鐵自動(dòng)扶梯電機(jī)功率計(jì)算公式為：,式中，P——電機(jī)功率（kW）；H——提升高度（m）；L——制動(dòng)載荷（120kG）；V——額定速度（0.65m/s）。高地鐵全線共設(shè)241臺(tái)自動(dòng)扶梯，總功率達(dá)5506kW。結(jié)合上文公式對(duì)非變頻扶梯與變頻扶梯的年耗能費(fèi)用進(jìn)行比較。比較結(jié)果顯示，非變頻扶梯每年的電能消耗量達(dá)4.0196×107kWh，若電的單價(jià)為0.71元，則電費(fèi)約為2854萬(wàn)元；變頻扶梯每年的電能消耗量達(dá)2.0901×108kWh，則電費(fèi)約為1484萬(wàn)元�？梢�(jiàn)，采用變頻技術(shù)可使該地鐵電扶梯每年節(jié)約電費(fèi)約1370萬(wàn)元。

　　2.2中央空調(diào)變頻節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用

　　中央空調(diào)變頻節(jié)能控制技術(shù)是以閉環(huán)控制為運(yùn)行原理、以變頻調(diào)速為實(shí)現(xiàn)手段及集計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、控制等技術(shù)為一體的智能監(jiān)控技術(shù)，由此使地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)始終保持著低能、高效的運(yùn)行狀態(tài)。地鐵中央空調(diào)變頻節(jié)能控制的運(yùn)行步驟為：依據(jù)地鐵溫濕度及客流量的變化信息，經(jīng)傳感器對(duì)地鐵溫濕度進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)→對(duì)設(shè)計(jì)值與輸入控制器的信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算→依據(jù)輸入變頻器的計(jì)算結(jié)果，對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的頻率進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)性、連續(xù)性的閉環(huán)控制及對(duì)地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行頻率進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，如此既能使地鐵內(nèi)溫濕度、換氣次數(shù)及新風(fēng)量始終保持在設(shè)定范圍，又能實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能化運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，經(jīng)地鐵專用網(wǎng)絡(luò)，空調(diào)通風(fēng)設(shè)備被集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)，由此構(gòu)建起信息化的共享平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)下列功能：控制中心實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；地鐵控制界面對(duì)各類實(shí)時(shí)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控；就地設(shè)置或遠(yuǎn)程下載控制參數(shù)；自動(dòng)化調(diào)節(jié)地鐵內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度，且溫濕度的控制精度分別達(dá)±1℃/10%；自動(dòng)記錄地鐵機(jī)電設(shè)備的各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)踐表明，地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)變頻技術(shù)的應(yīng)用具有極佳的節(jié)能效果。例如，依據(jù)某地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)的變頻數(shù)據(jù)，若滿足設(shè)計(jì)新風(fēng)比＞10%、換氣次數(shù)為5次/h，則該地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)后的節(jié)能率較常規(guī)系統(tǒng)高出70%。

　　3討論

　　結(jié)合前文可知，變頻技術(shù)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，能為地鐵機(jī)電設(shè)備的節(jié)能問(wèn)題提供有效的解決辦法，因此重視地鐵機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用非常必要。前文分別從能耗量相對(duì)較大的電扶梯及中央空調(diào)系統(tǒng)兩方面，淺析了地鐵機(jī)電設(shè)備中變電技術(shù)的應(yīng)用，以期實(shí)現(xiàn)地鐵運(yùn)行的低能耗和高效率。從文中所提案例可知：

　　（一）地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用，既能實(shí)現(xiàn)電扶梯的區(qū)別性變速運(yùn)行，又能使電扶梯的運(yùn)行始終保持著節(jié)能的狀態(tài)，且此節(jié)能率超出30%。

　�。ǘ�）地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，既能使地鐵內(nèi)溫濕度、換氣次數(shù)及新風(fēng)量始終保持在設(shè)定范圍，又能實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能化運(yùn)轉(zhuǎn)，且此節(jié)能率高出常規(guī)系統(tǒng)的70%。可見(jiàn)，地鐵機(jī)電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)地鐵事業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義，因此符合未來(lái)社會(huì)發(fā)展的要求。

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