高鐵站中中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　摘要：隨著高鐵站建設(shè)的不斷發(fā)展,對于高鐵站的設(shè)計建設(shè)提出了更高要求。在節(jié)能環(huán)保理念下,為實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)運行的節(jié)能目標(biāo),除了要采用節(jié)能技術(shù)進行空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和施工外,還應(yīng)該從管理控制角度構(gòu)建集成化管理系統(tǒng),使中央空調(diào)系統(tǒng)運行得到有效控制,更好地實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。文章結(jié)合高鐵站對于中央空調(diào)系統(tǒng)運行管理的現(xiàn)狀,探討如何進一步提高中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)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(chuàng)刊，是國內(nèi)公開發(fā)行的學(xué)術(shù)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(dǎo)，全面貫徹黨的教育方針和“雙百方針”，理論聯(lián)系實際，開展教育科學(xué)研究和學(xué)科基礎(chǔ)理論研究，交流科技成果，促進學(xué)院教學(xué)、科研工作的發(fā)展，為教育改革和社會主義現(xiàn)代化建設(shè)做出貢獻。

　　1、高鐵站應(yīng)用中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)集成化管理分析

　　集成化管理的方式在高鐵站中央空調(diào)系統(tǒng)管理中得到了應(yīng)用,是因為從宏觀的角度來看,集成化的管理方式更符合節(jié)能環(huán)保的理念,利用一臺設(shè)備、一個平臺就能實現(xiàn)對所有中央空調(diào)系統(tǒng)中各個電力設(shè)備監(jiān)督控制,不僅有效減少了人工投入,節(jié)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(jié),及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)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(shè)越來越多、服務(wù)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(yōu)質(zhì)的中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)及其對該系統(tǒng)的管理水平至關(guān)重要。在高鐵站建設(shè)發(fā)展中,中央空調(diào)系統(tǒng)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(wù)型建筑,所以除了要考慮如何使中央空調(diào)穩(wěn)定高效運行滿足高鐵站運營需求外,還應(yīng)該實現(xiàn)最小化的能耗和廢棄物排放,確保社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益綜合效益的實現(xiàn)。

　　完整的中央空調(diào)系統(tǒng)由制冷劑、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)和散熱水塔構(gòu)成,由于系統(tǒng)中設(shè)備眾多,因此需要監(jiān)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(fā)現(xiàn)問題和解決。而且現(xiàn)在的中央空調(diào)系統(tǒng)大多數(shù)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(diào)系統(tǒng)控制的靈活性和智能化才能實現(xiàn)有效管理。

　　2、中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)集成化管理分析

　　2.1 中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀

　　隨著高鐵站的建設(shè)發(fā)展,采用現(xiàn)代化的中央空調(diào)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)實。而在管理方面,采用集成化管理進行系統(tǒng)的能耗分析并給出針對性的節(jié)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(qū)域、機房等區(qū)域都設(shè)置有中央空調(diào)系統(tǒng),大多數(shù)高鐵站空調(diào)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(huán)境溫度和舒適度的要求,中央空調(diào)系統(tǒng)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(diào)設(shè)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(xiàn)和客運服務(wù)信息系統(tǒng)的集成化控制。

　　而如果對各個系統(tǒng)的控制都自成體系,就會出現(xiàn)信息無法及時有效傳遞的問題,無法在某個系統(tǒng)出現(xiàn)故障時實行聯(lián)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(diào)設(shè)備是以恒定的轉(zhuǎn)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(diào)設(shè)備進行集成化管理就會使能耗一直處在較高的水平而產(chǎn)生巨大的能量損失。在高鐵站實際運行中,各個因素是動態(tài)的且具有較大的波動性,如果不能結(jié)合高鐵站具體營業(yè)時間、人員在各個時段的密度、站房、地域和季節(jié)等因素,空調(diào)的運轉(zhuǎn)和客運服務(wù)系統(tǒng)不能進行信息集成,就會出現(xiàn)需求供應(yīng)的不平衡現(xiàn)象,從而增大了不必要的空調(diào)能耗。

　　2.2 提高中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)節(jié)能性的措施

　　首先,應(yīng)該加強對其他國家先進中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)集成化管理的關(guān)注,引進高新技術(shù)對于提高中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性有很大作用。分析目前大部分高鐵站設(shè)置的中央空調(diào)系統(tǒng)不能實現(xiàn)真正的節(jié)能環(huán)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(diào)系統(tǒng)與高鐵站客運服務(wù)系統(tǒng)沒有實現(xiàn)有效的信息溝通相關(guān)。為更準(zhǔn)確詳細(xì)地了解每一個高鐵站具體各個時段對于空調(diào)的需求量,就必須采用專門的節(jié)能預(yù)測軟件實行對高鐵站每一天能耗和節(jié)能的預(yù)測,并做好大數(shù)據(jù)采集與分析。

　　將客運服務(wù)信息系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)信息集成起來管理,根據(jù)客運服務(wù)系統(tǒng)提供的車站營業(yè)時間、各個時段客流量、車站接發(fā)車和站房設(shè)施等信息實現(xiàn)對辦公區(qū)域、候車大廳、進出口站等空調(diào)的開關(guān)和溫度的自動化控制,在營業(yè)時間開啟空調(diào),在非營業(yè)時間關(guān)閉中央空調(diào),在客流量較大時調(diào)低溫度在客流量時降低溫度,從而實現(xiàn)了中央空調(diào)系統(tǒng)的“人性化”運行,盡可能地減少長時間運行的頻率,提高空調(diào)系統(tǒng)運行的效率,不僅實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)而且還能滿足旅客對舒適度的要求。

　　現(xiàn)階段應(yīng)用于高鐵站空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能預(yù)測的軟件最常見的是DCU-EMP,該軟件在實際能耗和節(jié)能預(yù)測中取得了良好的效果。此外,大型高鐵的人為控制只憑經(jīng)驗,在對空調(diào)機房設(shè)備進行開啟和關(guān)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(diào)系統(tǒng)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(diào)節(jié)能系統(tǒng)集成化管理模式在高鐵站應(yīng)用的案例分析

　　3.1 中央空調(diào)集成化控制系統(tǒng)工作機理

　　在高鐵站中央空調(diào)系統(tǒng)管理中采用集成化的管理方式,主要是對高鐵站多個片區(qū)的冷卻泵進行準(zhǔn)確的工頻控制,實現(xiàn)對冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)的變流量控制,改變?nèi)斯た刂茻o法改善主機工況而引起不必要能耗的現(xiàn)象。設(shè)置集成化管理系統(tǒng),一方面是為滿足各片區(qū)對冷熱量的需求,另一方面是通過對各片區(qū)實際冷熱量需求的動態(tài)監(jiān)控來調(diào)整相應(yīng)的裝置,使各區(qū)域獲得的冷熱量能滿足實際運行需要,達到動態(tài)能量平衡的目標(biāo)。對于并聯(lián)水泵,采用集成化的管理模式,實現(xiàn)泵組的優(yōu)化組合,實時監(jiān)測和計算泵組合運行負(fù)荷需要的水流量,并通過數(shù)學(xué)模型的建立推算出滿足改流量和壓力下所需要的水泵數(shù)量和輸出流量,使泵組消耗的能耗降到最低,實現(xiàn)最佳的節(jié)能效果。

　　3.2 中央空調(diào)集成化控制系統(tǒng)的作用

　　對中央空調(diào)系統(tǒng)中的各項設(shè)備進行聯(lián)鎖安全保護控制,即通過集成化管理系統(tǒng)實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各個設(shè)備的開關(guān)機聯(lián)鎖管控,避免了因人為控制導(dǎo)致的能耗和安全隱患。具體措施包括對空調(diào)冷凍水流量的低限保護和流量的調(diào)節(jié)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(fā)器內(nèi)冷凍水溫度太低而造成結(jié)冰現(xiàn)象,降低壓縮機故障發(fā)生的概率。中央空調(diào)系統(tǒng)的最根本目的是為了保障該系統(tǒng)中最不利點的水質(zhì)、水量和水壓力等參數(shù)值的準(zhǔn)確,因此采用冷凍水供水和回水之間的壓差保護技術(shù),可有效避免因冷凍水管路中負(fù)荷急劇下降或阻塞而出現(xiàn)爆管事故。

　　4、結(jié)語

　　綜上所述,由于高鐵站中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備眾多復(fù)雜,且操作環(huán)節(jié)較多,存在大量隱蔽性環(huán)節(jié),為此對于空調(diào)系統(tǒng)的檢查維護難度很大。在傳統(tǒng)管理方式下,因為對高鐵站中央空調(diào)系統(tǒng)的管理未能和客運服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)系,因此很難準(zhǔn)確把握高鐵站運營情況,不能根據(jù)高鐵站實際運行時間、客流量、站房設(shè)施等信息進行合理的空調(diào)系統(tǒng)控制,導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)長時間運行而產(chǎn)生了許多不必要的能源消耗。從節(jié)能環(huán)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(diào)系統(tǒng)和其他系統(tǒng)聯(lián)系起來,建立信息管理平臺,不僅可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行故障并解決,而且還能根據(jù)高鐵站實際運營情況調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的運行,除了可以充分發(fā)揮中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能功效,也提高了高鐵站運行管理的水平。

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