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摘要：城市交通的发展，地铁以其快捷、舒适的特点已成为现代都市重要的公共交通形式。节能减排是当今中国社会的一个重要研究课题，地铁运营耗能巨大，随着轨道交通建设的快速发展，扩大运行规模与节约能源之间的矛盾已越来越突出。通风空调系统是地铁的用电大户之一，分析该系统的能耗状况，对早期投入运营的地铁线路实施节能改造，降低用电需求是解决地铁用能紧张的重要措施之一。
关键词：地铁通风空调；节能改造；EMC；
1我国地铁通风空调能耗分析
调查表明，我国南方城市地铁约50%的运营能耗为通风空调系统耗能；北方城市通风空调系统的能耗基本为地铁运行总能耗的1/3。通风空调系统是地铁运营中名副其实的用能大户，其节能潜力巨大。地铁通风空调系统主要包括4部分。（1）区间隧道通风系统。（2）车站公共区通风空调系统。（3）设备管理用房通风空调系统。（4）空调水系统。研究了某地铁通风空调各系统能耗比例，如图1所示。由图1可知，区间隧道通风系统能耗约占26%，车站大系统占23%，车站设备管理用房系统占29%，车站水系统约占22%。
图1某地铁通风空调能耗比例
其中空调机组、通风机、水泵等输配设备能耗占比非常高，约占到了80%，冷水机组能耗比例小于20%。因此，节能改造应重点针对空调机组、通风机、水泵等输配设备。
2节能改造的方向
2.1公共区通风空调系统的改造。（1）变风量运行.车站公共区通风空调系统由组合式空调机组、回排风机、小新风机组成，在早期运营的地铁中一般都是采用定风量运行，在客流少时存在大马拉小车的情况，其能耗浪费是相当严重的。因此，对公共区通风空调系统实行变风量运行改造是十分必要的。实现风机变风量运行最有效的办法是对风机进行变频调节。变频调节具有调节范围大、无级调节、灵活调节等优点，可以实现对风量的准确控制，并保证风机的效率不因风量的减小而减小。因此对组合式空调机组、回排风机、小新风机实施变频节能改造可达到明显的节能效果。（2）运行模式的优化。目前，公共区通风空调系统大多采用过渡季组合式空调器送风、回排风机排风的运行模式。在实际运营中可充分利用地铁出入口进排风的条件，在过渡季或冬季采用只送不排、或只排不送的运行模式，满足乘客所需新风量，节能效果显著。
2.2车站变电所空调系统的改造。目前地铁地下站变电所一般采用一次回风定风量系统，通过冷风降温排除预热，使房间温度保持在36°C以下。然而在实际运营中，供电设备在列车停运后，其发热量会大幅降低。如整流变压器在列车运行时发热量可达36kW，而在列车停运后仅有6kW；配电变压器在车站运营时段发热量可达18kW，在车站停止运营时仅有6kW；其他供电设备发热量在车站停止运营后其发热量也会大大降低。而通风空调系统依然满负荷运行，造成了大量能耗浪费。由于各变电所房间在车站停止运营后其发热量变化比例各不相同，采用将空调机组回排风机采用变频调节无法匹配各房间的风量需求。因此，变电所房间需增加设置一套夜间停运时段的空调系统。
2.3空调水系统的改造。地铁车站空调水系统一般由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备组成。早期运营的地铁线空调水系统大多采用一次泵定流量系统。冷冻泵、冷却泵、冷却塔均采用定速运行，其输出功率恒定不变，与地铁车站一日内负荷变化大的特点不匹配。
2.4自动控制系统的优化。运行控制是通风空调系统节能的最终实施手段，准确合理的自动运行控制对于空调系统节能至关重要。所以节能空调系统必须具备与部分负荷相匹配的运行控制手段，使工况选择、设备、能量的投入和实际需求相当，做到“量体裁衣”运行。结合地铁所在城市的气候特点，在考虑人体热舒适的前提下，利用RWI（相对热指标）和HDR（热损失率）确定地铁车站全年控制温度计算准则，确定通风空调系统的全年温度控制指标，在满足乘客舒适性的前提下，避免过渡季节和冬季风机“无效”或“超标”运转。结合通风空调系统中冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备的运行参数与特点，准确设定冷水系统的自动控制参数，并合理地确定设备投入数量、运行模式、机组负载以及水温水量等参数，实现通风空调系统冷机的节能自控运行。
3EMC模式应用
3.1应用优势。（1）地铁运营公司不需要承担节能项目实施的资金、技术风险，并在项目实施降低用能成本的同时，获得实施节能带来的收益和获取EMC提供的设备。（2）节能效率高，EMC项目的节能率一般在5%~40%，最高可达50%。（3）使地铁公司运营管理更科学，地铁运营公司借助EMC实施节能服务，可以获得专业节能资讯和能源管理经验，提升运营人员素质，促进内部管理科学化。（4）节能更专业，由于EMC是全面负责能源管理的专业化“节能服务公司”，所以能够比一般技术机构提供更专业、更系统的节能技术。（5）节能有保证，EMC可向地铁运营公司承诺节能量，保证其可在项目实施后即刻实现能源利用成本下降。（6）市场机制及双赢结果，EMC为地铁运营公司承担了节能项目的风险，在客户见到节能效益后与客户一起分享节能成果，以取得双赢的效果。
3.2实施流程。（1）能源审计。针对某地铁车站具体情况，对各用能系统进行能耗评价，测定系统当前能耗水平。此阶段是EMC公司提供服务的起点，由EMC公司的专业人员对车站通风空调的能耗状况进行审计，对所提出的节能改造的措施进行评估，并将结果与地铁运营公司进行沟通。（2）节能改造方案设计。在能源审计的基础上，由EMC公司向地铁运营公司提供节能改造方案设计，方案不限于单个设备的置换或系统的优化改造，还包括项目实施方案和改造后节能效益的分析及预测，可使地铁运营公司充分了解节能改造的效果。（3）能源管理合同的谈判与签署。在能源审计和改造方案设计的基础上，EMC公司与地铁运营公司进行节能服务合同的谈判。在通常情况下，由于EMC公司为项目承担了大部分风险，因此在合同期EMC分享项目的大部分的经济效益，小部分的经济效益留给地铁运营公司。待合同期满，EMC不再分享经济效益，所有经济效益全部归地铁运营公司所有。（4）项目实施。待合同签定后便可进入节能改造项目的实施阶段。由于接受合同能源管理的节能服务新机制，地铁运营公司在改造项目的实施过程中无需任何投资，EMC公司根据项目改造方案负责原材料和设备的采购及施工、安装调试等服务。（5）人员培训、设备运行、保养及维护。在完成设备安装和调试后即进入试运行阶段。EMC公司还将负责培训地铁运营公司的相关人员，以确保能够正确操作及保养、维护改造中所提供的先进的节能设备和系统。（6）节能效益分享。由于对项目的全部投入都是由EMC提供，因此在项目的合同期内，EMC对整个项目拥有所有权。地铁公司将节能效益中应由EMC分享的部分逐季或逐年向EMC支付项目费用。
通风空调系统能耗只是地铁运营中的一部分，车辆牵引、照明等其他系统同样有极大的节能潜力，面对节能减排的巨大压力，国家政策仍将向EMC模式不断倾斜，EMC模式也将在既有地铁节能改造中扮演着更加重要的角色。
参考文献
[1]张庆，城市轨道交通通风空调系统的现状及发展趋势.2017.
[2]朱炜.地铁空调通风系统能耗解析.2017.