高鐵站中中央空調節能系統的應用現狀

　　摘要：隨著高鐵站建設的不斷發展,對于高鐵站的設計建設提出了更高要求。在節能環保理念下,為實現中央空調系統運行的節能目標,除了要采用節能技術進行空調系統的設計和施工外,還應該從管理控制角度構建集成化管理系統,使中央空調系統運行得到有效控制,更好地實現節能降耗的目標。文章結合高鐵站對于中央空調系統運行管理的現狀,探討如何進一步提高中央空調系統節能效益。

　　本文源自智能城市,2020,6(12):167-168.《智能城市》Intelligent City(月刊)中文，大16開，出版地：遼寧省沈陽市，2015年創刊，是國內公開發行的學術類期刊。以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，全面貫徹黨的教育方針和“雙百方針”，理論聯系實際，開展教育科學研究和學科基礎理論研究，交流科技成果，促進學院教學、科研工作的發展，為教育改革和社會主義現代化建設做出貢獻。

　　1、高鐵站應用中央空調節能系統集成化管理分析

　　集成化管理的方式在高鐵站中央空調系統管理中得到了應用,是因為從宏觀的角度來看,集成化的管理方式更符合節能環保的理念,利用一臺設備、一個平臺就能實現對所有中央空調系統中各個電力設備監督控制,不僅有效減少了人工投入,節省了人工費用,而且該方式有利于對問題進行綜合分析和總結,及時發現系統運行中存在的安全隱患和故障并進行排除。

　　尤其在高鐵站建設越來越多、服務越來越人性化的背景下,為滿足人們高鐵出行安全、舒適的要求,優質的中央空調節能系統及其對該系統的管理水平至關重要。在高鐵站建設發展中,中央空調系統的能耗占整個高鐵站總能耗的50%以上,高鐵站是人流量較大的服務型建筑,所以除了要考慮如何使中央空調穩定高效運行滿足高鐵站運營需求外,還應該實現最小化的能耗和廢棄物排放,確保社會效益、經濟效益和環境效益綜合效益的實現。

　　完整的中央空調系統由制冷劑、冷卻水循環系統以及冷凍水循環系統、風機盤管空調系統和散熱水塔構成,由于系統中設備眾多,因此需要監控的對象也非常多,如果不使用集成化的管理模式,就需要花費大量人力物力,且分散式的管理很難及時發現問題和解決。而且現在的中央空調系統大多數存在滯后性、非線性、時變性、不確定性和強耦合性等缺陷,所以采用集成化管理的模式,提高對中央空調系統控制的靈活性和智能化才能實現有效管理。

　　2、中央空調節能系統集成化管理分析

　　2.1 中央空調節能系統能耗現狀

　　隨著高鐵站的建設發展,采用現代化的中央空調技術已經成為現實。而在管理方面,采用集成化管理進行系統的能耗分析并給出針對性的節能解決對策十分必要。高鐵站中的候車室、售票廳、進站口、出站口和辦公區域、機房等區域都設置有中央空調系統,大多數高鐵站空調能耗依舊很大,為了滿足乘客進出站、候車和高鐵站工作人員對于環境溫度和舒適度的要求,中央空調系統的能耗占整個高鐵站電力消耗的60%左右,甚至有的高達80%。在對空調設備的管理方面,信息化程度、集成化程度不夠高,大量高鐵站還沒有實現和客運服務信息系統的集成化控制。

　　而如果對各個系統的控制都自成體系,就會出現信息無法及時有效傳遞的問題,無法在某個系統出現故障時實行聯動控制,可能會因為處理不及時而擴大影響范圍。而且目前大部分空調設備是以恒定的轉速運行的,對于很多大城市的高鐵站而言是24 h全天候運行的,如果不對所有的空調設備進行集成化管理就會使能耗一直處在較高的水平而產生巨大的能量損失。在高鐵站實際運行中,各個因素是動態的且具有較大的波動性,如果不能結合高鐵站具體營業時間、人員在各個時段的密度、站房、地域和季節等因素,空調的運轉和客運服務系統不能進行信息集成,就會出現需求供應的不平衡現象,從而增大了不必要的空調能耗。

　　2.2 提高中央空調節能系統節能性的措施

　　首先,應該加強對其他國家先進中央空調節能系統集成化管理的關注,引進高新技術對于提高中央空調系統的節能性有很大作用。分析目前大部分高鐵站設置的中央空調系統不能實現真正的節能環保,很大原因是供需不平衡,而進一步分析供需不平衡的原因,則和中央空調系統與高鐵站客運服務系統沒有實現有效的信息溝通相關。為更準確詳細地了解每一個高鐵站具體各個時段對于空調的需求量,就必須采用專門的節能預測軟件實行對高鐵站每一天能耗和節能的預測,并做好大數據采集與分析。

　　將客運服務信息系統和空調系統信息集成起來管理,根據客運服務系統提供的車站營業時間、各個時段客流量、車站接發車和站房設施等信息實現對辦公區域、候車大廳、進出口站等空調的開關和溫度的自動化控制,在營業時間開啟空調,在非營業時間關閉中央空調,在客流量較大時調低溫度在客流量時降低溫度,從而實現了中央空調系統的“人性化”運行,盡可能地減少長時間運行的頻率,提高空調系統運行的效率,不僅實現節能目標而且還能滿足旅客對舒適度的要求。

　　現階段應用于高鐵站空調系統節能預測的軟件最常見的是DCU-EMP,該軟件在實際能耗和節能預測中取得了良好的效果。此外,大型高鐵的人為控制只憑經驗,在對空調機房設備進行開啟和關閉控制操作時,不僅控制麻煩而且精確度不高,采用集成化的中央空調系統管理可以減少不必要能源的浪費,還能減少管理人員的工作量、降低工作強度。

　　3、中央空調節能系統集成化管理模式在高鐵站應用的案例分析

　　3.1 中央空調集成化控制系統工作機理

　　在高鐵站中央空調系統管理中采用集成化的管理方式,主要是對高鐵站多個片區的冷卻泵進行準確的工頻控制,實現對冷卻水系統和冷凍水系統的變流量控制,改變人工控制無法改善主機工況而引起不必要能耗的現象。設置集成化管理系統,一方面是為滿足各片區對冷熱量的需求,另一方面是通過對各片區實際冷熱量需求的動態監控來調整相應的裝置,使各區域獲得的冷熱量能滿足實際運行需要,達到動態能量平衡的目標。對于并聯水泵,采用集成化的管理模式,實現泵組的優化組合,實時監測和計算泵組合運行負荷需要的水流量,并通過數學模型的建立推算出滿足改流量和壓力下所需要的水泵數量和輸出流量,使泵組消耗的能耗降到最低,實現最佳的節能效果。

　　3.2 中央空調集成化控制系統的作用

　　對中央空調系統中的各項設備進行聯鎖安全保護控制,即通過集成化管理系統實現對空調系統內各個設備的開關機聯鎖管控,避免了因人為控制導致的能耗和安全隱患。具體措施包括對空調冷凍水流量的低限保護和流量的調節速率保護,在冷凍水出水和冷卻水回水時采取低溫保護,避免蒸發器內冷凍水溫度太低而造成結冰現象,降低壓縮機故障發生的概率。中央空調系統的最根本目的是為了保障該系統中最不利點的水質、水量和水壓力等參數值的準確,因此采用冷凍水供水和回水之間的壓差保護技術,可有效避免因冷凍水管路中負荷急劇下降或阻塞而出現爆管事故。

　　4、結語

　　綜上所述,由于高鐵站中央空調系統設備眾多復雜,且操作環節較多,存在大量隱蔽性環節,為此對于空調系統的檢查維護難度很大。在傳統管理方式下,因為對高鐵站中央空調系統的管理未能和客運服務系統聯系,因此很難準確把握高鐵站運營情況,不能根據高鐵站實際運行時間、客流量、站房設施等信息進行合理的空調系統控制,導致空調系統長時間運行而產生了許多不必要的能源消耗。從節能環保的角度來看,在大型高鐵站中,采用集成化的管理方式使中央空調系統和其他系統聯系起來,建立信息管理平臺,不僅可以及時發現系統運行故障并解決,而且還能根據高鐵站實際運營情況調節空調系統的運行,除了可以充分發揮中央空調系統節能功效,也提高了高鐵站運行管理的水平。

　　參考文獻：

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