[南京地铁一号线通风系统节能分析] 南京地铁一号线时刻表

时间：2019-04-17 03:39:41　来源：雅意学习网本文已影响人

　　 [摘要]：南京地铁一号线于2010年开始在全线各车站加装站台门，建成的站台门改变了车站的通风结构。本文针对这一变化进行了详细的理论分析，并得出理论数据供相关部门参考，对南京地铁的节能工作具有一定的指导意义。
　　[关键词]：节能降耗，站台门，变频，送风量
　　[abstract] : nanjing subway began in 2010 in all the door at every station platform and set up the doors of the station platform changed the ventilation structure. This paper makes a change in the detailed theoretical analysis, and that the theory reference data for the relevant department, the energy conservation work in nanjing metro has certain directive significance.
　　[key words] : saving energy and reducing consumption, the door, frequency conversion, send air volume
　　
　　
　　中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：
　　1 概述
　　南京地铁一号线环控系统对地铁一号线的地面和地下车站及相应区间隧道内温度、湿度、风速、噪声和空气质量进行全面控制，并为紧急工况下人员安全疏散提供一定的新风量和风速，以保证乘客安全和舒适，确保设备使用寿命，使地铁和其它类型城市交通方式相比更具优越性，以吸引更多的人乘坐地铁，改善城市交通结构。
　　地下车站采用闭式通风空调系统，系统运转由环境监控自动管理系统(Building Automation System简称BAS)自动控制。空调系统在空调季节为全线地下车站供冷，保持地铁车站的夏季清凉，送风机、排风机是空调系统的核心设备，也是BAS系统控制的重要设备之一，采用变频控制，它对于提高乘客舒适度、保障设备可靠运行都必不可少。
　　随着一号线站台门加装工程的逐步完善，全线通风系统的结构产生了一定的变化，站台与区间隧道的气流交换方式由原来的直接连通变成了通过站台门的通风百叶进行连接，车站的密闭性增强。如果仍然延用之前的通风工艺，势必会造成能源的浪费。因此，可以对车站现有的通风工况进行分析论证，优化现有的通风系统参数，在满足车站正常的冷负荷需求基础上，达到节能降耗的目的。
　　原先夏天所有车站送风机均以40Hz的频率投入运转，考虑到空调区域正压要求，排风机的频率按照送风机频率的80%投入运转，基本能够满足车站的降温要求；而目前，在地铁列车进站时，安全门格挡了大量的活塞风进入车站，由于压强的变化，原先由出入口泄出的低温空气将变少；同理，当列车出站时，安全门又格挡了部分冷量流入区间隧道，出入口灌入的高温空气也将变小。综上所述，由于车站热负荷变小，送风机的送风量可以缩小，风机频率也可以相应的降低。
　　2 相关理论基础
　　2.1 风机相关理论知识
　　因风机属于典型的平方转矩负载类型，所以其功率（P），风量（Q），转速（N），频率（F）满足以下关系：
　　Q’/Q=N’/N= F’/F（公式1）
　　P’/P=(N’/N) ³=(F’/F)³（公式2）
　　式中：N、Q、P、F —— 风机的额定转速，风量，功率、频率
　　N’、Q’、P’、F’ —— 调速后风机的转速，风量，功率、频率
　　由上述分析和风机的工作特性及原理可知：风机的风量与其转速及频率成正比，风机的功率与其转速及频率的三次方成正比。根据上述原理可知：降低风机的转速，其功率可以下降得更多。例如:将供电频率（F）由50Hz降为45Hz时
　　 ∵P45/P50=(F45/F50) ³=(45/50)³ =0.729
　　 ∴P45=0.729P50
　　由上式可知，电机轴功率（P）将会变为原先的0.729倍。当采用变频技术控制时，可以使风机运行的转速随外界需要的变化而变化，最终达到节能的目的。实践证明，使用变频设备可使风机运行平均转速降低以降低其功率，进而达到节能降耗的目的。
　　2.2 热力学相关理论知识
　　2.2.1 热量的计算公式：
　　吸热公式：Q吸=cm(t－t0)
　　放热公式：Q放=cm(t0－t)
　　上式中Q吸表示吸收的热量（单位 J）、Q放表示放出的热量（单位 J）、c表示比热（单位J/(kg*℃)）、m代表质量（单位 Kg）、t0 表示初温（单位℃）、t表示末温（单位℃）。
　　若用Δt表示温度的变化量，则上述两公式可统一表示为：
　　 Q=cmΔt
　　2.2.2 热平衡方程
　　冷热物体混合时，达到相同的温度，若不计热量损失，则低温物体（物体密度为ρ）吸收的热量一定等于高温物体放出的热量，即
　　 Q吸= Q放
　　cm1Δt1= cm2Δt2
　　 c(ρv1)Δt1= c(ρv1)Δt1
　　空气比热c和密度ρ为常量，上式变换为
　　 v1/ v2 =Δt2/Δt1（公式3）
　　结论：在比热c和密度ρ相等的情况下，释放和吸收的热量相等时，两物体的体积比等于温度差的反比。
　　3 项目理论计算
　　3.1 相关条件设定
　　为了便于计算，特对车站的参数进行如下设定：
　　 A、列车进站平均时间为15S，列车出站平均时间为10S，且列车出站时风速约占列车进站时风速的60%，根据上述设定可以得出列车出站风量（U出）占进站风量（U进）的40%，计算如下：
　　U出/U进=(10S/15S)*60%=40%
　　即 U出=U进*40%（公式4）
　　 B、通过出入口泄压、引流的气流总量为列车进出站时带进、带出车站气流的70%，计算公式如下：
　　 U泄=U进*70% （公式5）
　　 U引=U出*70% （公式6）
　　 C、根据南京地铁设计文件标准，夏季室外干球计算温度（T外）取32℃，车站温度（T车）控制在29℃，隧道内平均温度（T隧）取30℃，空调口出风温度（T空）取20℃。
　　 D、由于车站采用水冷式空调并经过相关处理，可以近似认为车站的相对湿度和隧道内的相对湿度相等。
　　 E、经过测量，南京地铁一号线站台全长（L）144m，站台高度（H）为2.5m；站台门体百叶部分的面积约占整个站台侧面积的1/5，安全门顶端百叶约占整个站台侧面积的1/8，故百叶部分占整个站台侧面积的32.5%。
　　3.2 相关数据测量
　　在上述条件确定后，需要对相关的风速进行测量，以得到相关数据，具体测算如下：
　　3.2.1 无站台门列车进站时站台侧边的风量测算（鼓楼站为测量点）
　　将站台两端和站台中央作为3处测量点，利用风速仪的平均测量功能，得到该测量点的平均风速。最终将3处测量的平均值归纳得出整个站台的平均风速，测量情况如下：

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