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，從而造成不必要的能耗浪費。然而，若對電扶梯進行變頻節能改造，則空載時，電扶梯保持節能速度的運行狀態；載人時，電扶梯再經控制系統從節能速度快速轉變為額定速度；反之，若電扶梯再次處在空載狀態，則電扶梯再經變頻器從額定速度轉變為節能狀態，從而達到變頻節能控制的目的。由此可見，電扶梯變頻供電頻率與速度呈正相關，詳見表2-1．由表2-1可知，電扶梯高速運行時，供電頻率為50Hz；中速運行時，供電頻率為38.5；低速運行時，供電頻率為10，因此對地鐵電扶梯進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機、送風設備、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。可見，地鐵中央空調實行節能控制非常必要，尤其應重視對輸送設備進行節能改造。中央空調系統變頻節能改造前，地鐵空調始終保持著持續變化的負荷狀態，且能對冷水機組進行自動化調節，但系統中的某些設備始終處在額定轉速的運行狀態，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，對地鐵中央空調系統進行節能改造非常必要，即中央空調負荷降低時，應用變頻技術來使冷水機組能量與相應的輸送設備轉速實現同步及自動化調節，從而最終實現降低能耗、提升效率的目的。
2地鐵機電設備中變頻節能技術的應用研究
2.1地鐵電扶梯變頻節能控制技術的應用
地鐵電扶梯變頻節能控制技術是指依據全變頻控制技術的無級調速特性，為電扶梯提供集計算機、通信、控制、網絡等技術為一體的監控技術，由此以變頻調速為手段對電扶梯的效率進行調控，從而使地鐵電扶梯的運行始終保持著節能的.狀態。地鐵電扶梯變頻節能控制技術的運行原理為：空載時，自動調低電扶梯電機的轉速，從而降低電機的輸出功率；載人時，自動調高電扶梯的轉速，以適應使用者的出行需要，由此實現地鐵電扶梯運行的低能耗與高效率（見圖2-1）。近年來，地鐵建設長度快速增加，同時電扶梯的安裝數量也越來越多，因此此項變頻技術的應用對實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的應用允許依據地鐵內實時的客流量等信息，對電扶梯的速度時間表進行自動化調節，從而實現區別性的變速運行。所謂速度時間表，是指首先由車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，地鐵電扶梯同樣經地鐵專用網絡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，且經控制中心能夠實現遠程監控。實踐表明，地鐵電扶梯變頻節能控制技術的應用具有非常理想的節能效果。例如，某城市地鐵自動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——制動載荷（120kG）；V——額定速度（0.65m/s）。高地鐵全線共設241臺自動扶梯，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，若電的單價為0.71元，則電費約為2854萬元；變頻扶梯每年的電能消耗量達2.0901×108kWh，則電費約為1484萬元。可見，采用變頻技術可使該地鐵電扶梯每年節約電費約1370萬元。
2.2中央空調變頻節能控制技術的應用
中央空調變頻節能控制技術是以閉環控制為運行原理、以變頻調速為實現手段及集計算機、網絡、通信、控制等技術為一體的智能監控技術，由此使地鐵中央空調系統始終保持著低能、高效的運行狀態。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，經傳感器對地鐵溫濕度進行自動化檢測→對設計值與輸入控制器的信號進行比較運算→依據輸入變頻器的計算結果，對風機運行的頻率進行自動化調節，由此實現對地鐵溫濕度進行實時性、連續性的閉環控制及對地鐵中央空調系統各設備的運行頻率進行自動化調節，如此既能使地鐵內溫濕度、換氣次數及新風量始終保持在設定范圍，又能實現中央空調系統的節能化運轉。此外，經地鐵專用網絡，空調通風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，從而實現下列功能：控制中心實行遠程監控；地鐵控制界面對各類實時信息進行動態顯示，以實現對特定設備的實時監控；就地設置或遠程下載控制參數；自動化調節地鐵內的實時溫度，且溫濕度的控制精度分別達±1℃/10%；自動記錄地鐵機電設備的各項實時數據。實踐表明，地鐵中央空調系統對變頻技術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，若滿足設計新風比＞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，變頻技術作為高新技術產業發展的產物，能為地鐵機電設備的節能問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的應用，以期實現地鐵運行的低能耗和高效率。從文中所提案例可知：
（一）地鐵電扶梯變頻節能控制技術的應用，既能實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節能的狀態，且此節能率超出30%。
（二）地鐵中央空調系統應用變頻節能技術的應用，既能使地鐵內溫濕度、換氣次數及新風量始終保持在設定范圍，又能實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%。可見，地鐵機電設備中變頻技術的應用對實現我國地鐵事業的健康發展具有重要意義，因此符合未來社會發展的要求。
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