王勇
中铁科学研究院有限公司设计院四川成都610000
摘要：近些年来我国经济和社会发展逐渐加快，城镇化脚步越来越深入，地铁已经成为人们出行的重要方式，在各大城市中地铁线路逐步增加，同时中等城市也渐渐投入到地铁的建设中来，但在这过程中地铁的能耗问题也更为突出，其中暖通空调系统是地铁产生能源消耗的重要方面，在地铁耗能中占据较大的比重。因此调查地铁暖通空调系统的用能现状是十分有必要的。本文基于用能现状分析了地铁暖通空调系统存在的不足和缺陷，并且给出了具体的节能设计，希望能给有关企业以及人员可供参考之处，从而有效降地铁运行过程中由于暖通空调而产生的能耗，提高能源利用率。
关键词：地铁；暖通空调系统；节能设计
1.引言
在我国经济的高速发展中地铁逐渐占据了交通系统更加重要的位置，在地铁日常运行中暖通空调是至关重要的一个环节，但是暖通空调的能耗问题一直没有得以有有效解决。根据有关资料显示，在一般建筑工程中暖通空调占据了30%到50%的总能耗，并且这一比例还在不断上涨。如果节能技术能够有所发展并广泛应用，能够减少10%左右的能耗。因此地铁暖通空调系统节能设计的研究具有至关重要的作用和意义。
2.地铁暖通空调系统的用能现状调查
2.1设计管理存在缺陷和不足
虽然地铁暖通空调系统节能设计对于整个地铁的运行节能有着十分重要的影响和作用，但是在实际中却没有一区有关部门的充分重视，通常来说相比于其他工程，地铁工程具有较长的建设周期，并且部分技术层面问题还没有全面完善，在众多因素的影响下导致设计环节出现一定的问题和缺陷，造成了地铁运行能耗过大的现状，在部分地铁中，暖通空调的能耗占比甚至达到了50%。除此之外，现阶段对于节能环保有了更高的要求和标准，同时也逐步提出了新的技术方案，但是每种方案都难以避免的存在一些缺点，因此在实际选择设计方案时，对于不同的考虑角度和方面，通常也会得到不同的各方面评价结果，甚至具有较大的差异，因此怎样在不同设计方案中选择最为适宜的那一个一直是地铁工程设计人员所致力研究的问题之一。
2.2地铁暖通空调节能问题
在实际的地铁工程中，有时施工单位会在施工设计完成后便放松警惕，认为施工任务已经完成，然而却忽视了暖通空调系统部分操作人员的教育以及培训，而对于地铁工作人员来说，通常没有充分的掌握和了解暖通空调系统，并且也缺乏足够的意识，导致操作人员对于暖通空调部分基本的理论不熟悉，从而没有根据室外参数、人员变化等来实现暖通空调实际运行中的实时调节，虽然部分系统中涉及到调节方面的设计，但通常都是较为滞后的调节。就温度方面来说，根据我国地铁设计要和规范，在冬季时，地下车站内的空气计算温度要与当地的底层自然温度保持一致，但最低为12℃。然而在我国大部分城市地铁中，冬季的温度明显高于这一标准，例如在部分城市中，地下车站冬季的温度高于20℃，甚至有的车站温度高于25℃，在这样的温度下一方面会导致乘客在冬季服装下感到不适，另一方面也会导致能源的消耗大大增加。在一般情况下，对于一套相同的暖通空调系统来说，由于人员操作不同而导致的能耗差异是十分明显的，优势甚至会产生50%以上的差距。
3.地铁暖通空调系统节能设计措施研究
3.1合理调整技术参数
对于大部分空调系统来说，其作用主要在于通过空气的温湿度以及风速等方面来影响人体的舒适感，人体对环境产生的冷热干是多方面因素共同作用而来的综合感受。在传统的空调控制模式中，通常都是对空气温湿度进行简单的测量和控制，还有部分只是实现对温度的测控，这无论是对于人体舒适感还是节能方面来说显然都是不足够的，并且这种模式会造成很多不必要的麻烦。在现阶段热湿环境研究已经逐步取得广泛应用，我们可以以此为基础来研究相应的新型控制措施。对于人体来说，存在着相当繁多的环境参数会对其舒适度产生影响，而也正是因为这样的原因才使得环境参数的组合差异一样能够产生热舒适性效果。但对对于不同的热湿环境参数，空调系统产生的能源消耗量是具有巨大差异的。
2.2合理的选择空调的冷源
如何正确选择能热源一直是暖通空调应用过程中的重要内容之一。通常来说地铁中多采用螺杆式压缩机作为冷源系统，这种设备操作和结构都较为简单，在较大压力和压力差情况下都能良好运行，具有较低的排气温度，不会对智能家居中产生的润滑油过于敏感，疏气性较好。如果能够实现空调的蓄冷系统的合理用电则能有效降低系统运载负荷，节约运行成本，提高使用效率。
3.3采用变频调速技术来降低能耗
在整个空调系统中输配系统的任务在于将新风以及冷热量进行传输，从空调机房传输至车厢内或者是站台内。相比于普通建筑来说，这种大型公共空间暖通空调系统中，由于分配以及输送冷热量的风机和输泵而消耗的电能资源占据整个系统电能资源的60%～70％。暖通空调系统一直处于较高的能耗状态，这便是其中的原因之一。在节能设计过程中，这是我们需要重点关注的内容所在。现阶段变频调速技术逐渐发展成熟，可以在众多暖通系统中的输配电设备加以应用，例如风机和水泵等，可以有效的降低能耗。
通常情况下，如果室外的环境发生了一定的变化，室内也会随之发生相应的负荷方面的响应。在负荷充足时，空调会按照它的最大功率进行输出和运转。但是一旦出现负荷不足甚至过低的情况，如果空调没有做出相应调整而仍然按照之前的功率进行输出，这会造成大量不必要的能源损失。这时就需要空调能够根据负荷的变化而做出相应的输出变化，以免造成能源损失，而变频技术恰好能够做到这一点。除此之外，还有其他方面的措施可以实现降低能耗，例如负荷情况不同时，控制不同的风速和水速，这也是一种十分有效的方法。综上所述，对于外部环境因素的变化而做出内部的调整是十分重要的，如果空调能够根据不同情况而实时做到变换频率，控制风速和水速，从而做到最佳的自身调整，这将极大限度的节约能源的目的。
3.4降低输送系统的动力能耗
在降低系统能耗措施中，处理变频技术能够有效达到目的外，还可以通过降低输送系统的能动消耗来得以实现。动力能耗主要包括的是空调系统运行过程中由于水泵以及风机消耗的电能，通常来说这部分能耗占比较大，如果能通过科学有效的方式来降低输送能耗，那么对于整个系统的节能设计来说是非常有意义的，在实际中可以通过以下一个方面来实现输送系统的节能设计：
（1）在水系统中使用大温差。通过这样的方式能够使得冷却塔系统以及冷冻水系统中工作温差变大，从而一定程度上减少输送水量过程中所需要的能耗。
（2）降低流速。对于风机和水泵来说，其实际功耗与管路中流速的平方具有正比关系，因此可以通过降低流速来有效减少系统中的能耗。
（3）采用具有较高输送效率的载能介质。通常来说，通过水来进行冷热量的传输要比通过空气传输能耗较小，同时两种方式输送同样的冷热量时，采用水输送其水管管径会比风管要小，所占空间也较小。
3.5地铁运行管理过程中进行节能控制
地铁车站建成后，实际运行过程中有效的运行管理也是实现暖通系统节能设计的重要方式。工作过程中的节能控制能够一定程度上弥补由于系统节能设计不足以及管理模式缺陷而造成的能耗问题，加强对于设备实际运行的控制和管理能力，从而实现更加科学合理的能源消耗。在这过程中要注重操作人员的专业技能培训，同时对自动控制系统加以完善，为节能设计奠定基础。
4.结束语
怎样实现暖通空调系统的节能是地铁建设过程中需要重点考虑的问题之一，因此要对现阶段暖通系统的能耗情况进行全面调查，研究主要能耗的来源以及产生，掌握问题所在后进行有针对性的优化和整改，从而实现节能环保方面的要求，为地铁车站的科学运行提供保障。
参考文献：
[1]陈钗钗.建筑暖通空调系统节能设计要点[J].山西建筑.2019（08）
[2]路勇.建筑暖通空调系统节能设计问题分析[J].住宅与房地产.2018（30）