区域适应性地铁通风空调系统研究

地铁作为高效安全的交通工具,在全国各个气候区广泛应用。根据我国5个不同气候区的气候特点,分别论述各个气候区应采用的地铁通风空调系统制式。针对每个气候区,以其代表城市为例,详细论述系统的设置形式及节能优势。综合得出:严寒地区和温和地区可以取消活塞风道,车站公共区应采用通风系统形式,严寒地区可采用集成通风系统+可调门形式;寒冷地区、夏热冬冷地区及夏热冬暖地区应设置空调系统,其中寒冷地区和夏热冬冷地区可采用集成闭式系统及全封闭站台门系统,夏热冬暖地区应采用全封闭站台门系统。除温和地区之外,其他4个气候区可结合可调通风型站台门的设置进行空调季节与非空调季节的模式转换,在单一模式中实现最优控制,从而达到全年节能运行的目的。     

节能型屏蔽门系统在西安地铁的应用分析

根据国内地铁通风空调系统通常采用的两种系统形式的特点分析比较,结合西安地区气候特点,整合了闭式系统和屏蔽门系统的优点,提出了新型节能型屏蔽门系统地铁环控系统形式。对该新型节能型屏蔽门系统从系统原理构成、运行控制模式、运行能耗分析等方面进行分析研究,并结合该系统相关模拟计算结果,得出了节能型屏蔽门系统在西安等夏热冬冷地区的工程应用是可行性的、节能的。     

夏热冬冷地区全高站台门地铁站环控负荷分析

随着城市人口的不断增加,世界各国正在大规模发展城市轨道交通系统,地铁节能工作引发了越来越多的关注和研究。以夏热冬冷地区的典型全高站台门地铁车站为例,采用基于理论分析和STESS模拟的环控系统负荷计算模型,对其组成部分和影响因素进行研究,定量给出客流量、全高站台门气密性、隧道温度、站厅站台控制温度、机械新风量对最热月环控系统冷负荷的影响。模拟结果显示,在典型工况下,全高站台门地铁车站人员负荷、渗风负荷和日稳定负荷分别占环控系统最热月冷负荷的26%～29%,29%～33%和41%～42%。研究发现地铁车站的主要节能潜力在于全高站台门气密性和站厅、站台温度的合理控制。对于全高站台门当量缝隙宽度在约束值以下的车站,增强气密性带来的节能潜力在25%以上;以站台/站厅温度26℃/27℃为基准,控制温度每增加1℃,最热月环控系统累计冷负荷降低约28%。研究结论为地铁车站环控负荷的合理控制提供参考,可对地铁车站的节能运行起到一定的指导作用。     

屏蔽门系统地铁车站空调负荷研究现状及展望

地铁环控系统能耗在地铁车站能耗中占有较大的比例,在设计阶段准确计算空调负荷可有效挖掘系统节能潜力。对屏蔽门系统地铁车站空调负荷组成要素和计算方法进行分析,总结目前该系统负荷计算中存在的关键问题,指出当前对屏蔽门渗漏风和出入口渗透风采用估算方法是造成负荷计算不合理的主要因素。结合国内外研究者实测及模拟结果,对屏蔽门渗漏风和出入口渗透风的影响因素及研究进展进行综述,提出屏蔽门渗漏风的定量分析尚未有统一的结论,出入口渗透风是造成负荷偏大的重要因素。探讨快速准确测量屏蔽门漏风量的方法,开拓更加符合我国地铁建设环境的模拟软件,以及充分利用出入口渗透新风减少机械新风负荷是今后研究发展的方向。     

水源热泵与城市供水系统相结合的水、冷、暖三联产可行性研究

为探讨将城市供水作为水源热泵系统的水源,实现建筑供水、供冷、供暖三联供的可行性,调查了城市供水与地表水水源热泵系统在水源取水口、水温、水质、水量要求上的一致性,并提出了水源热泵与城市供水系统相结合的系统形式。以日供水量为20万t的城市供水厂为例,理论分析了系统在夏季和冬季的节能潜力,对系统可能存在的风险进行了探讨。研究结果表明:系统在夏季和冬季的一次能源节约率分别为40.8%和18.3%。通过将水源热泵与城市供水系统相结合,实现城市供水、供冷、供暖三联产,在夏热冬冷和夏热冬暖地区是可行的,具有较大的节能潜力。     

昆明地铁列车混合新风模式的节能潜力分析

昆明地处亚热带地区,冬无严寒,夏无酷暑,这种特殊的气候使得地铁列车的车外温度在较长时间内低于车内设定温度,因此,可以依靠新风来代替空调达到制冷效果,进而节省空调的运行能耗.分析了混合新风模式的优点,并通过预测昆明制冷季节地铁列车空调的实时负荷来分析采用混合新风模式的空调节能潜力.     

成都地铁环控设计中系统模式比选

针对成都地区的气象条件、地铁列车运行模式、客流量等因素,重点研究开式、屏蔽门式、开/闭式和开闭混合式系统模式的可行性。采用简化的半经验法,对开式系统和屏蔽门系统中车站和隧道内的温度变化进行计算。引入活塞风通风模型,对开/闭式系统中闭式运行时的活塞风影响进行分析,并建立相应的负荷及温度分析模型。将开闭混合式系统中非空调车站内空气作为一个控制体,用能量守恒原理,分析与空调车站相邻的非空调车站内空气的温度变化。根据热力过程分析比较结果,提出适合成都地铁环控系统模式的建议。     

北京某地铁站蒸发冷凝空调系统实测分析

为优化地铁站通风空调系统以实现节能,以北京市某地铁站蒸发冷凝空调系统为研究对象,测试该地铁站的蒸发冷凝结合冷媒直膨式空调系统的实际运行参数,分析配风量及空气相对湿度对蒸发冷凝空调系统的影响,为蒸发冷凝空调系统在地铁站的实际运行及相关研究提供参考依据;同时,对比分析蒸发冷凝空调系统和传统水冷式空调系统的实际运行情况及经济性。结果表明,蒸发冷凝器进风空气相对湿度增加50%,蒸发冷凝器换热量相应会减少28%,蒸发冷凝制冷机组能效系数会降低22%,即空气相对湿度越大,蒸发冷凝空调系统运行效率越低;随风量增加,蒸发冷凝空调系统运行效率先增加后减小;相比于水冷式空调系统,蒸发冷凝空调系统的能效系数比传统水冷式空调系统提高约9.66%,具有较好的节能性及经济性。     

基于TRNSYS的地铁车站公共区冷负荷预测模型

以地铁车站公共区负荷为研究对象,在前人研究基础上继续完善地铁车站公共区负荷计算方法,用该负荷计算方法得到的数据作为输入参数,应用TRNSYS软件建立地铁车站公共区逐时负荷计算模型。以南方某屏蔽门地铁车站为例,用该站夏季某时间段的实测负荷数据对TRNSYS模型进行验证;并用该模型对负荷影响较大的因素做详细分析,挖掘该站的节能潜力,得到在关闭新风阀和提高车站控制温度时,该站公共区负荷可分别降低68%和42%。希望可以应用该方法为地铁车站公共区空调设计、运行和能耗管理提供一定指导。     

地铁车站采用复合地源热泵系统的节能潜力分析

我国大部分地区地铁车站仅在夏季设置空调系统供冷,冬季不供暖。在运用土壤源热泵系统时,会造成土壤热积累,运行效率逐年下降。冷却塔复合式地源热泵能够在冬季将土壤夏季积累的热量排出,保持土壤冷热负荷相等,从而提高地铁车站空调系统夏季运行能效。通过计算地铁车站夏季空调负荷,对采用复合式地源热泵系统的节能潜力进行分析。结果表明,采用该系统能够有效减少地铁车站空调系统能耗,达到节能效果。     

地铁车站公共区域空调能耗影响因素的敏感性分析

随着地铁建设规模和能耗的不断增加,地铁车站通风空调系统节能逐渐成为研究热点.采用基于回归、筛选和方差的3种方法对地铁车站通风空调系统能耗的影响因素进行敏感性分析.对比发现,3种方法识别出的重要性排序前25％的参数相同但排序有差异,其中方差和筛选方法排序较一致,回归方法差异较大;回归方法的计算效率最高,方差和筛选方法计算时长分别为前者的25倍和3倍;综合考虑参数排序结果和计算效率,基于筛选的方法在该模型上的适用性较好.进而以长江流域的地下二层典型岛式地铁车站为例,分析重要参数在其可能的变化范围内改变对通风空调系统能耗的影响.结果显示,室外空气参数对能耗的影响程度高达84％;机械新风量、出入口渗风量和屏蔽门渗风量对能耗的影响分别为43％、29％和12％;设备能效对能耗的影响程度达39％;站内及隧道空气参数对能耗的影响分别为37％和33％.研究结果指出节能设计和运营需要关注的重要参数,为车站低能耗运营管理提供指导.     

中国各气候区屏蔽门地铁站 通风空调能耗指标

通过对地铁站的实际调研和参考相关设计标准,建立中国各城市地铁站的通风空调合理能耗指标,包括约束值和引导值,分别对应及格线和优秀线。首先,对车站的客流量、列车运行时刻、站内控制温度等信息进行广泛调研,分析确定研究案例的参数取值,进而采用地铁站通风空调能耗原理模型,对43座城市、36种服务规模、2种合理运行管理水平下共计3 096个案例进行大规模计算。模拟结果显示,各城市地铁站通风空调年能耗的约束值在17.6万～85.9万kW·h/(年·站)之间,引导值在17.5万～52.9万kW·h/(年·站)之间。其次,采用线性回归分析通风空调系统合理能耗与气候条件的关系,发现合理能耗指标与当地年平均湿球温度的拟合效果最好,约束值和引导值的拟合R2分别为0.951和0.949。最后,对每个城市地铁站通风空调的合理能耗与客流量、发车对数和隧道长度进行多元线性回归分析,从而给出每个城市的拟合系数表,可为车站运维和管理人员评估地铁站通风空调用能水平提供便捷、有效的工具。     

新型蒸发冷凝型冷媒直膨式通风空调系统在地铁车站中的应用

针对地铁通风空调系统的特点以及地面设置冷却塔存在的相关问题,提出在北京某地铁车站中采用一种新型的地铁通风空调系统——新型蒸发冷凝型冷媒直接膨胀式通风空调系统。介绍新系统的工作原理及布置方式,从土建投资、设备初投资及运行维护费用等方面进行全寿命周期技术经济分析。在投入运营后的空调季进行第三方的对比测试,检测结果显示,新系统的电冷源综合制冷性能系数SCOP达到5.51,远大于传统的螺杆式冷水机组的系统形式,在节能方面具有很大的潜力,在地铁车站冷源系统的应用方面具有广阔的应用前景。     

地铁站水冷空调机组IPLV计算方法讨论

大量测试数据表明,在现行地铁环控系统中,冷机大部分时间处于部分负荷状态,因此用于评判地铁站冷水机组部分负荷综合性能的IPLV值的计算方法值得研究.使用了一种逐时计算地铁车站负荷的方法,计算得出北京市、上海市、广州市典型地铁标准站全年的逐时负荷曲线.根据全年逐时负荷曲线统计了3个城市地铁车站不同负荷率区间占比情况,从而得...     

杭州市某地铁站集成式蒸发冷凝冷水机组性能实测分析

目前集成式蒸发冷凝冷水机组在地铁车站得到较广泛的应用,但对于该系统的实际运行状况研究较少。为了研究系统实际运行特点进而提高系统现有运行性能优化运行,对杭州市采用蒸发冷凝冷水机组和采用常规冷水机组的两座地铁站进行性能测试,分析蒸发冷凝冷水机组的能耗特点,分析室外温湿度对不同负载下蒸发冷凝机组性能系数(coefficient of performance,COP)的影响。当系统负载较低时COP的主要影响因素是进风空气相对湿度,满负载时压缩机COP同时受干球温度和相对湿度影响,当室外空气焓值增加时压缩机COP随之降低。同时对两座地铁站的运行能耗进行实测分析并研究两者的能耗运行特性。     

冷水机组群控系统在北京地铁的应用

讨论空调系统中能耗最大的冷水机组系统,指出该系统的高效节能是空调系统节能的关键。论述北京地铁某线冷水机组群控系统的方案和控制策略,说明采用群控是实现冷水机组节能的一个行之有效的技术手段。实践表明,群控系统可根据需要自动调节监控和管理空调系统,使空调系统处于最佳的工作状态和保持最少的能源消耗。     

西安地铁通风空调系统节能改造研究

根据西安市地铁车站内外环境、客流量等因素的变化,采用地铁车站环境控制及能源管理系统,对原有通风空调系统按各种不同运行工况进行节能改造,包括:空调末端负荷节能控制、空调主机热转换效率控制、通风空调系统末端送风量调节控制、风系统与水系统协调控制等。西安地铁2号线3个车站的改造后测试结果证明,对地铁节能降耗作用明显,可为同类工程的改造设计和实施提供参考。     

基于数据驱动的地下车站 能耗预测模型对比研究

对比了最小二乘多元线性回归、岭回归、Lasso 回归、随机森林、XGBoost 在地下车站通风空调、垂直 交通能耗预测领域的应用效果。研究发现,对于地下车站通风空调和垂直交通能耗预测,各算法的均方根误差 的变异系数(CV-RMSE)均在 10%以下,可达到工程应用要求的精度。其中,XGBoost 算法在通风空调能耗预测 中的 CV-RMSE 为 5.1%,在垂直交通能耗预测中的 CV-RMSE 为 5.4%,预测效果明显优于其他算法。从计算 成本来看,最小二乘回归、岭回归、Lasso 回归算法计算成本较低,随机森林和 XGBoost 模型调参复杂、计算 成本较高。对比常用的数据驱动算法在地下车站能耗预测中的预测精度和计算成本,为地下车站模型的搭建提 供算法参考。