摘 要：科学技术的迅猛发展促进了变频技术的发展，被广泛应用到生活和工业中，变频器成为了电器的一个必备条件。变频技术在社会工程当中的应用也越来越注重其潜能的发挥，特别是节能功效受到了极大的关注。地铁机电设备的工作运行是一项消耗非常大的项目，而变频技术的应用，大大降低了能源消耗，减少了地铁运行成本。
关键词：变频技术；地铁机电设备；节能分析
中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0212-01
当今社会能源的耗费越来越大，对环境造成的伤害也是与日俱增，在这种形势下，变频技术应时而生。变频技术的运用是机电设备在能源使用上的一项伟大改革，变频技术在为设备供应稳定电压，降低能源消耗等这些方面有着很大优势，广受机电设备等有关市场的欢迎。变频技术具有广泛的实用性，其发挥着巨大的经济和环境效益，使得广泛应用于地铁机电设备当中。变频技术的运行模式有所不同，其所产生的效果也存在很大差别，本文针对变频技术在地铁环控系统当中的节能应用进行了分析。
1 地铁换控系统节能原理
变频技术被广泛运用于地铁机电设备当中，其主要原因是节约能源的消耗。
变频技术的产生在很大程度上改变了人类的生活状态，除此之外，也给工业生产带来了巨大的影响。在地铁系统当中，地铁环控系统是其重要的一部分，包含车站空调通风系统和隧道通风系统，车站空调通风系统包含：车站公共区域的空调通风系统、设备和管理用房空调通风系统。对一个地铁车站来说，车站的结构和规模影响着设备和管理用房空调冷负荷，根本不采用变频控制系统。下面只对车站公共区域空调通风系统的节能原理做解答。
从专业方面的图纸来看，室外的新风被新风机送到“新回风混合室”，当新风和回风充分混合之后，在“组合式空调机组”的降温处理下，然后送到站台等公共区域。“回排风机”将室内的一部分空气重新送回“新回风混合室”加以利用，其余的一部分被排出室外。地铁车站空调通风负荷的设计远期是30年之后，初期运行为3～5年，和远期相比，客流量要小很多。在节假日和上下班的高峰期客流量差别很大，一年四季的天气变化也有所不同，一天当中的气温和客流量也都存在着巨大差异，车站空调通风设备如果依照一定的功率运行，就会造成能量的浪费，并且致使车站温度不稳定。因此可以使用变频控制系统，在空调负荷低的情况下，减少空调风机的转速，达到减少能量消耗的目的；当空调负荷高的情况下，增加空调风机的转速，加大冷量。通过变频控制系统达到调速功能在其他环空系统领域中已经有了先例，但在地铁机电设备中的应用还处于初级阶段。车站公共区域环控系统的消耗会随着天气的变化和車站内人员的变化产生变化，所以变频节能有很大的发展空间。
2 地铁空调系统的构造和控制方法
2.1 车站通风空调系统的发展现状
地铁车站的通风系统经历了三代的发展：开式、闭式以及屏蔽门三种系统。当今，国内在建的或已经建成的大部分地铁轨道采用的是屏蔽门系统。例如，西安地铁除了2号线之外，全都是屏蔽门系统，广州地铁除了1号线之外也均采用的屏蔽门系统，此外还有北京地铁1号线、天津地铁2、3号线以及在建的深圳地铁一期工程采用的都是屏蔽门系统。
2.2 定风量运行的缺点
车站冷负荷和空调系统的风量设计都是依照远期的客流量来计算的，并按照远期的计算结果对车站制冷、空调和通风设备进行设置。远期来看，车站负荷也会随着客流量和气候的变化产生变化。在大部分时间下，空调通风系统是在部分负荷下运行的，风机采用恒定转速的方式运转消耗了大量能源，需要转换运行方式，应用变风量的方式推动运转，大大降低了能耗。
2.3 变风量的控制现状
变风量控制是指依靠转变送入车站内的风量来实现室内的变化负荷。应用变频变风量控制既做到了能源的合理利用，还降低了机械的磨损，改进了设备的性能。当前，国内运行的地铁线路应用的运行方式大都是恒定转速。基于变速控制系统的优点，很多车站开始了变频节能的改造，在风量和空调水系统方面采用变频技术，而很多地铁在建造之初就采用变频控制系统。
3 变频技术在地铁机电设备中的节能应用分析
3.1 回排风机的变频使用方法
两台相同功率的回排风机既可以在变频状态下工作，也可以在工作工频状态下工作。依据车站内温度、室外温度、站台温度，使用智能控制计算方法来对回排风机的运行频率、新风阀、排风阀的开度进行合理调控。当所需的回排风量超过单台风机的额定送风量的时候，一台回排风机处于工频状态，另一台在变频状态下工作。回排风量的需求如果低于单台风机的额定送风量，则可以关闭一台风机，让另一条风机处于变频工作状态。
3.2 空调机组和水系统的变频调控方法
變频空调机组用来调控站厅和站台的温度，在初始的时候，通过公共区温度的信息反馈来对空调机的送风量进行调控，运用PID的调控方法完成。在空调的送风量降低到一定量后，通过调节水系统中的冷冻水流量电动二通调节阀的开度大小实现水温度的调控。冷水泵采用变频控制系统，其运行的频率决定于水泵两端的水压差。水泵依据此系统中冷量和水量没有比例调配，水量的变化延缓于冷量，就会出现“大流量”，“小温差”的现象。系统所需的冷量如果超过规定冷量的50%的时候，两台冷水机组和冷水泵会一同运行。当冷量减少到工况的一半的时候，就可以关闭一台冷水机组和一台冷水泵。冷冻水温差的调控要依据季节和时段来进行，如果温度和季节不相符，就要做出对应的调整，以此来适应季节的变换。
4 结束语
采用变频调控技术，可以减少地铁车站空调通风系统的能源消耗，对地铁环控的实际运营有着重大意义，而且，变频控制可以调控空调系统的送风量，改善地铁车站内的空气质量。
参考文献
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[2]孙永涛.变频技术在地铁机电设备中的节能应用分析[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2015（05）：167～168.
[3]王晓冬，龙 雪.变频技术在地铁机电设备中的节能分析[J].建筑热能通风空调，2014，33（04）：64～66+83.
收稿日期：2018-8-5
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