地鐵中央空調(diào)節(jié)能控制

1、工業(yè)自動化機電工程技術(shù)2013年第42卷第07期收稿日期：2013－04－28摘要：對地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)的控制方式及其特點進行了論述與分析，并介紹了深圳地鐵龍崗線中央空調(diào)系統(tǒng)在優(yōu)化節(jié)能原則和控制策略指導(dǎo)下，通過集群控制、冷凍水流量閉環(huán)控制、焓值控制和時間表控制的綜合應(yīng)用，實現(xiàn)了節(jié)能降耗，提高了系統(tǒng)自動化水平和降低運營成本的目的。實際應(yīng)用結(jié)果表明，節(jié)能效果顯著。關(guān)鍵詞：BAS；中央空調(diào)系統(tǒng)；優(yōu)化控制；節(jié)能中圖分類號：TP273文獻標(biāo)識碼：B

2、文章編號：1009－9492(2013)07－0030－04EnergySavingControlofMetroCentralAirConditioningJIANGXiaoming，TANChunlin（ShenzhenMetroGroupCo.，Ltd.，Shenzhen518049，China）Abstract:Thecontrolmodeofmetrocentralairconditioningsystemitsacterist

3、icsareanalyzedinthisarticle.InShenzhenMetroLongGangLine，thecentralairconditioningsystemenergysavingisachieved，systemautomationisimprovedtheoperatingcostsarereducedbytheintegratedapplicationofclustercontrol，coolingwaterfl

4、owclosedloopcontrol，enthalpyvaluecontrolschedulecontrol.Undertheguidanceofoptimizedenergysavingprinciplecontrolstrategy，thepracticalapplicationresultsshowthattheenergysavingeffectisquitesignificant.Keywds:buildingautomat

5、ionsystem；centralairconditioningsystem；optimalcontrol；energysaving地鐵中央空調(diào)節(jié)能控制蔣曉明，譚春林（深圳市地鐵集團有限公司，廣東深圳518049）DOI:10.3969j.issn.10099492.2013.07.0080引言城市現(xiàn)代化建設(shè)消耗大量能源，如何降低能源損耗，維持可持續(xù)發(fā)展，成為亟待解決的問題。在地鐵行業(yè)，車站中央空調(diào)系統(tǒng)是除列車牽引和動力供電外最大的耗能

6、設(shè)備，其負(fù)荷隨外界溫度波動而變化，因此在改進控制方式以降低能耗方面有很大的改善空間。目前國內(nèi)90%的地鐵車站安裝了建筑樓宇自動化系統(tǒng)（BuildingAutomationSystem，BAS）或環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（EquipmentMoniting&ControlSystem，EMCS），對地鐵車站各種機電設(shè)備進行監(jiān)測和控制。但是60%地鐵車站未利用BAS系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集處理，不能對空調(diào)系統(tǒng)進行自動控制，達到節(jié)能目的。從可持續(xù)發(fā)展

7、出發(fā)，中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵在于提高整個系統(tǒng)的能量效率，因此利用現(xiàn)有BAS系統(tǒng)，結(jié)合地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)的運行特點，提高自動化控制水平，節(jié)能降耗，是降低運營成本的必然選擇。1傳統(tǒng)地鐵中央空調(diào)控制現(xiàn)狀傳統(tǒng)BAS系統(tǒng)對車站中央空調(diào)的控制只能實現(xiàn)簡單的點動啟?？刂婆c聯(lián)鎖保護，并顯示冷卻塔、冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷水機組、風(fēng)柜、風(fēng)機等設(shè)備的運行狀態(tài)及環(huán)境溫濕度參數(shù)。BAS系統(tǒng)不能根據(jù)環(huán)境參數(shù)對這些設(shè)備和系統(tǒng)進行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)與優(yōu)化控制。傳統(tǒng)的地鐵車站

8、的中央空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)備系統(tǒng)均按最大熱負(fù)載條件全負(fù)荷運行。在地鐵中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵及冷卻風(fēng)機的容量是根據(jù)建筑物最大設(shè)計熱負(fù)荷選定的，且留有一定的余量。外界溫度隨四季白夜變化以及地鐵運營與非運營時段的熱負(fù)荷相差較大，使得中央空調(diào)的熱負(fù)荷在絕大部分時間里遠比設(shè)計負(fù)荷低，也就是說，中央空調(diào)大部分時間實際運行在低負(fù)荷狀態(tài)下。30工業(yè)自動化機電工程技術(shù)2013年第42卷第07期3）焓值i的計算方法[3]由于車站室外焓值iw與

9、車站回風(fēng)焓值ir的計算通過溫濕度探測器的測量值在BAS系統(tǒng)程序中進行計算，其公式如下：i=1.01t(25001.84t)d或i=(1.011.84d)t2500d（kJkg干空氣）（1）式（1）中：t——空氣溫度，℃；d——空氣的含濕量，gkg干空氣；1.01——干空氣的平均定壓比熱，kJ(kgK)；1.84——水蒸氣的平均定壓比熱，kJ(kgK)；2500——0℃時水的汽化潛熱，kJkg。4）焓值控制界面（3）時間表控制考慮車站公共

10、區(qū)及設(shè)備房在不同時間對環(huán)境的要求不同，在非運營時間需要關(guān)閉公共區(qū)空調(diào)系統(tǒng)，因此在BAS系統(tǒng)中引入時間表控制功能。在BAS操作界面中增加時間表編輯功能，可分別定義空調(diào)設(shè)備開始和結(jié)束運行的日期和時間，能依據(jù)設(shè)定的時間表自動切換運行模式，也可以周為單位進行周期性設(shè)置，可排除節(jié)假日或特定的日歷日程，避免操作人員人為因素，有效提高能源的利用。設(shè)置控制模式的時間表如圖3。（4）凍水流量閉環(huán)控制針對地鐵車站公共區(qū)與設(shè)備區(qū)對環(huán)境溫濕度要求不同，利用PL

11、C（可編程邏輯控制器）的AO模塊（模擬量輸入模塊）對車站公共區(qū)及其重要設(shè)備房溫濕度進行采集、經(jīng)PID計算控制冷凍水流量二通閥的開度達到對冷凍水流量控制的控制[4]。BAS系統(tǒng)利用模擬量對二通閥開度進行PID控制原理如圖4所示。圖1冷水系統(tǒng)的群控流程模式轉(zhuǎn)換條件iwiriwToTw=To運行工況小新風(fēng)空調(diào)運行全新風(fēng)空調(diào)運行全新風(fēng)非空調(diào)運行參數(shù)說明：Tw：室內(nèi)溫度；To：空調(diào)送風(fēng)溫度，由設(shè)計負(fù)荷計算確定；Tr：回風(fēng)干球溫度；iw：室外焓值，