地鐵中央空調機電設備論文

　　1地鐵電扶梯及中央空調節能控

　　1.1地鐵電扶梯節能控制的必要性

　　我們都知道，若地鐵電扶梯采用傳統的運行方式，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(jìn)行變頻節能改造，則空載時(shí)，電扶梯保持節能速度的運行狀態(tài)；載人時(shí)，電扶梯再經(jīng)控制系統從節能速度快速轉變?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(jīng)變頻器從額定速度轉變?yōu)楣澞軤顟B(tài)，從而達到變頻節能控制的目的。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，電扶梯高速運行時(shí)，供電頻率為50Hz；中速運行時(shí)，供電頻率為38.5；低速運行時(shí)，供電頻率為10，因此對地鐵電扶梯進(jìn)行變頻節能改造非常必要。

　　1.2地鐵中央空調節能控制的必要性

　　地鐵中央空調系統由回排風(fēng)機、送風(fēng)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，中央空調系統中輸送設備的能耗占總能耗的60~70%左右�？梢�(jiàn)，地鐵中央空調實(shí)行節能控制非常必要，尤其應重視對輸送設備進(jìn)行節能改造。中央空調系統變頻節能改造前，地鐵空調始終保持著(zhù)持續變化的負荷狀態(tài)，且能對冷水機組進(jìn)行自動(dòng)化調節，但系統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(jiàn)，對地鐵中央空調系統進(jìn)行節能改造非常必要，即中央空調負荷降低時(shí)，應用變頻技術(shù)來(lái)使冷水機組能量與相應的輸送設備轉速實(shí)現同步及自動(dòng)化調節，從而最終實(shí)現降低能耗、提升效率的目的。

　　2地鐵機電設備中變頻節能技術(shù)的應用研究

　　2.1地鐵電扶梯變頻節能控制技術(shù)的應用

　　地鐵電扶梯變頻節能控制技術(shù)是指依據全變頻控制技術(shù)的無(wú)級調速特性，為電扶梯提供集計算機、通信、控制、網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)為一體的監控技術(shù)，由此以變頻調速為手段對電扶梯的效率進(jìn)行調控，從而使地鐵電扶梯的運行始終保持著(zhù)節能的狀態(tài)。地鐵電扶梯變頻節能控制技術(shù)的運行原理為：空載時(shí)，自動(dòng)調低電扶梯電機的轉速，從而降低電機的輸出功率；載人時(shí)，自動(dòng)調高電扶梯的轉速，以適應使用者的出行需要，由此實(shí)現地鐵電扶梯運行的低能耗與高效率（見(jiàn)圖2-1）。近年來(lái)，地鐵建設長(cháng)度快速增加，同時(shí)電扶梯的安裝數量也越來(lái)越多，因此此項變頻技術(shù)的應用對實(shí)現地鐵電扶梯的節能運行意義重大。此外，地鐵電扶梯變頻節能控制技術(shù)的應用允許依據地鐵內實(shí)時(shí)的客流量等信息，對電扶梯的速度時(shí)間表進(jìn)行自動(dòng)化調節，從而實(shí)現區別性的變速運行。所謂速度時(shí)間表，是指首先由車(chē)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)機調速性能，完成電扶梯區別性的變速運行。與中央空調系統相比，地鐵電扶梯同樣經(jīng)地鐵專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )就站內所有電扶梯建立起集成化的綜合監控系統，并最終建立起信息化的共享平臺，且經(jīng)控制中心能夠實(shí)現遠程監控。實(shí)踐表明，地鐵電扶梯變頻節能控制技術(shù)的應用具有非常理想的節能效果。例如，某城市地鐵自動(dòng)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(dòng)載荷（120kG）；V——額定速度（0.65m/s）。高地鐵全線(xiàn)共設241臺自動(dòng)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(jìn)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(jià)為0.71元，則電費約為2854萬(wàn)元；變頻扶梯每年的電能消耗量達2.0901×108kWh，則電費約為1484萬(wàn)元�？梢�(jiàn)，采用變頻技術(shù)可使該地鐵電扶梯每年節約電費約1370萬(wàn)元。

　　2.2中央空調變頻節能控制技術(shù)的應用

　　中央空調變頻節能控制技術(shù)是以閉環(huán)控制為運行原理、以變頻調速為實(shí)現手段及集計算機、網(wǎng)絡(luò )、通信、控制等技術(shù)為一體的智能監控技術(shù)，由此使地鐵中央空調系統始終保持著(zhù)低能、高效的運行狀態(tài)。地鐵中央空調變頻節能控制的運行步驟為：依據地鐵溫濕度及客流量的變化信息，經(jīng)傳感器對地鐵溫濕度進(jìn)行自動(dòng)化檢測→對設計值與輸入控制器的信號進(jìn)行比較運算→依據輸入變頻器的計算結果，對風(fēng)機運行的頻率進(jìn)行自動(dòng)化調節，由此實(shí)現對地鐵溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)性、連續性的閉環(huán)控制及對地鐵中央空調系統各設備的運行頻率進(jìn)行自動(dòng)化調節，如此既能使地鐵內溫濕度、換氣次數及新風(fēng)量始終保持在設定范圍，又能實(shí)現中央空調系統的節能化運轉。此外，經(jīng)地鐵專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，空調通風(fēng)設備被集成到綜合監控系統，由此構建起信息化的共享平臺，從而實(shí)現下列功能：控制中心實(shí)行遠程監控；地鐵控制界面對各類(lèi)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，以實(shí)現對特定設備的實(shí)時(shí)監控；就地設置或遠程下載控制參數；自動(dòng)化調節地鐵內的實(shí)時(shí)溫度，且溫濕度的控制精度分別達±1℃/10%；自動(dòng)記錄地鐵機電設備的各項實(shí)時(shí)數據。實(shí)踐表明，地鐵中央空調系統對變頻技術(shù)的應用具有極佳的節能效果。例如，依據某地鐵中央空調系統的變頻數據，若滿(mǎn)足設計新風(fēng)比＞10%、換氣次數為5次/h，則該地鐵中央空調系統應用變頻節能技術(shù)后的節能率較常規系統高出70%。

　　3討論

　　結合前文可知，變頻技術(shù)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，能為地鐵機電設備的節能問(wèn)題提供有效的解決辦法，因此重視地鐵機電設備中變頻節能控制技術(shù)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兩方面，淺析了地鐵機電設備中變電技術(shù)的應用，以期實(shí)現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電扶梯變頻節能控制技術(shù)的應用，既能實(shí)現電扶梯的區別性變速運行，又能使電扶梯的運行始終保持著(zhù)節能的狀態(tài)，且此節能率超出30%。

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

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