地鐵中央空調機電設備論文

　　1地鐵電扶梯及中央空調節(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)的運行方式，則電扶梯始終處在額定速度的運行狀態(tài)，從而造成不必要的能耗浪費。然而，若對電扶梯進行變頻節(jié)能改造，則空載時，電扶梯保持節(jié)能速度的運行狀態(tài)；載人時，電扶梯再經控制系統(tǒng)從節(jié)能速度快速轉變?yōu)轭~定速度；反之，若電扶梯再次處在空載狀態(tài)，則電扶梯再經變頻器從額定速度轉變?yōu)楣?jié)能狀態(tài)，從而達到變頻節(jié)能控制的目的。由此可見，電扶梯變頻供電頻率與速度呈正相關，詳見表2-1．由表2-1可知，電扶梯高速運行時，供電頻率為50Hz；中速運行時，供電頻率為38.5；低速運行時，供電頻率為10，因此對地鐵電扶梯進行變頻節(jié)能改造非常必要。

　　1.2地鐵中央空調節(jié)能控制的必要性

　　地鐵中央空調系統(tǒng)由回排風機、送風設備、冷卻泵、冷凍泵及冷水機組等設備組成，且該部分的能耗占地鐵總能耗的40~50%左右。此外，中央空調系統(tǒng)中輸送設備的能耗占總能耗的60~70%左右�？梢�，地鐵中央空調實行節(jié)能控制非常必要，尤其應重視對輸送設備進行節(jié)能改造。中央空調系統(tǒng)變頻節(jié)能改造前，地鐵空調始終保持著持續(xù)變化的負荷狀態(tài)，且能對冷水機組進行自動化調節(jié)，但系統(tǒng)中的某些設備始終處在額定轉速的運行狀態(tài)，如此機組的效率勢必因空調負荷的降低而降低，并最終導致能源浪費。由此可見，對地鐵中央空調系統(tǒng)進行節(jié)能改造非常必要，即中央空調負荷降低時，應用變頻技術來使冷水機組能量與相應的輸送設備轉速實現(xiàn)同步及自動化調節(jié)，從而最終實現(xiàn)降低能耗、提升效率的目的。

　　2地鐵機電設備中變頻節(jié)能技術的應用研究

　　2.1地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術的應用

　　地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術是指依據(jù)全變頻控制技術的無級調速特性，為電扶梯提供集計算機、通信、控制、網絡等技術為一體的監(jiān)控技術，由此以變頻調速為手段對電扶梯的效率進行調控，從而使地鐵電扶梯的運行始終保持著節(jié)能的狀態(tài)。地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術的運行原理為：空載時，自動調低電扶梯電機的轉速，從而降低電機的輸出功率；載人時，自動調高電扶梯的轉速，以適應使用者的出行需要，由此實現(xiàn)地鐵電扶梯運行的低能耗與高效率（見圖2-1）。近年來，地鐵建設長度快速增加，同時電扶梯的安裝數(shù)量也越來越多，因此此項變頻技術的應用對實現(xiàn)地鐵電扶梯的節(jié)能運行意義重大。此外，地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術的應用允許依據(jù)地鐵內實時的客流量等信息，對電扶梯的速度時間表進行自動化調節(jié)，從而實現(xiàn)區(qū)別性的變速運行。所謂速度時間表，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機調速性能，完成電扶梯區(qū)別性的變速運行。與中央空調系統(tǒng)相比，地鐵電扶梯同樣經地鐵專用網絡就站內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，且經控制中心能夠實現(xiàn)遠程監(jiān)控。實踐表明，地鐵電扶梯變頻節(jié)能控制技術的應用具有非常理想的節(jié)能效果。例如，某城市地鐵自動扶梯電機功率計算公式為：,式中，P——電機功率（kW）；H——提升高度（m）；L——制動載荷（120kG）；V——額定速度（0.65m/s）。高地鐵全線共設241臺自動扶梯，總功率達5506kW。結合上文公式對非變頻扶梯與變頻扶梯的年耗能費用進行比較。比較結果顯示，非變頻扶梯每年的電能消耗量達4.0196×107kWh，若電的單價為0.71元，則電費約為2854萬元；變頻扶梯每年的電能消耗量達2.0901×108kWh，則電費約為1484萬元�？梢�，采用變頻技術可使該地鐵電扶梯每年節(jié)約電費約1370萬元。

　　2.2中央空調變頻節(jié)能控制技術的應用

　　中央空調變頻節(jié)能控制技術是以閉環(huán)控制為運行原理、以變頻調速為實現(xiàn)手段及集計算機、網絡、通信、控制等技術為一體的智能監(jiān)控技術，由此使地鐵中央空調系統(tǒng)始終保持著低能、高效的運行狀態(tài)。地鐵中央空調變頻節(jié)能控制的運行步驟為：依據(jù)地鐵溫濕度及客流量的變化信息，經傳感器對地鐵溫濕度進行自動化檢測→對設計值與輸入控制器的信號進行比較運算→依據(jù)輸入變頻器的計算結果，對風機運行的頻率進行自動化調節(jié)，由此實現(xiàn)對地鐵溫濕度進行實時性、連續(xù)性的閉環(huán)控制及對地鐵中央空調系統(tǒng)各設備的運行頻率進行自動化調節(jié)，如此既能使地鐵內溫濕度、換氣次數(shù)及新風量始終保持在設定范圍，又能實現(xiàn)中央空調系統(tǒng)的節(jié)能化運轉。此外，經地鐵專用網絡，空調通風設備被集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)，由此構建起信息化的共享平臺，從而實現(xiàn)下列功能：控制中心實行遠程監(jiān)控；地鐵控制界面對各類實時信息進行動態(tài)顯示，以實現(xiàn)對特定設備的實時監(jiān)控；就地設置或遠程下載控制參數(shù)；自動化調節(jié)地鐵內的實時溫度，且溫濕度的控制精度分別達±1℃/10%；自動記錄地鐵機電設備的各項實時數(shù)據(jù)。實踐表明，地鐵中央空調系統(tǒng)對變頻技術的應用具有極佳的節(jié)能效果。例如，依據(jù)某地鐵中央空調系統(tǒng)的變頻數(shù)據(jù)，若滿足設計新風比＞10%、換氣次數(shù)為5次/h，則該地鐵中央空調系統(tǒng)應用變頻節(jié)能技術后的節(jié)能率較常規(guī)系統(tǒng)高出70%。

　　3討論

　　結合前文可知，變頻技術作為高新技術產業(yè)發(fā)展的產物，能為地鐵機電設備的節(jié)能問題提供有效的解決辦法，因此重視地鐵機電設備中變頻節(jié)能控制技術的應用非常必要。前文分別從能耗量相對較大的電扶梯及中央空調系統(tǒng)兩方面，淺析了地鐵機電設備中變電技術的應用，以期實現(xiàn)地鐵運行的低能耗和高效率。從文中所提案例可知：

　�。ㄒ唬┑罔F電扶梯變頻節(jié)能控制技術的應用，既能實現(xiàn)電扶梯的區(qū)別性變速運行，又能使電扶梯的運行始終保持著節(jié)能的狀態(tài)，且此節(jié)能率超出30%。

　�。ǘ�）地鐵中央空調系統(tǒng)應用變頻節(jié)能技術的應用，既能使地鐵內溫濕度、換氣次數(shù)及新風量始終保持在設定范圍，又能實現(xiàn)中央空調系統(tǒng)的節(jié)能化運轉，且此節(jié)能率高出常規(guī)系統(tǒng)的70%�？梢�，地鐵機電設備中變頻技術的應用對實現(xiàn)我國地鐵事業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義，因此符合未來社會發(fā)展的要求。

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