1、 南京地铁一号线通风系统节能分析 5000 字摘 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 作文 zuoation 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
2、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
3、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。 思想汇报 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
4、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(tt0) 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
5、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）。 思想汇报 若用 t 表示温度的变化量，则上述两公式可统一表示为： Q=cmt 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 ）吸收的热量一定等于高温物体放出的热量，即 Q 吸= Q 放 cm1t1= cm2t2 c(v1)t1= c(v1)t1 空气比热 c 和密度 为常量，上式变换为 v1/ v2 =t2/t1 （公式 3） 结论：在比热 c 和密度 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。
6、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） 3.3 相关数据计算 3.3.1 风量计算 无站台门情况下，在列车平均进站时间内，给车站注入的活塞
7、风量U 可以做如下近似计算： U=L*H *V 台*t =144m*2.5m*2.1m/s*15s =11340m3 有站台门情况下，考虑到站台门端门处百叶为垂直于风向放置，其风量当高于站台侧边百叶，同时接缝及站台门顶端处也会存在漏风现象，为了简化计算，漏风率 取值 10%，在列车平均进站时 作文 间内，给车站注入的活塞风量 U可以做如下近似计算： U=L*H *13/40*V 台*t/(1-) =(144m*2.5m*13/40*2.1m/s*15s)/90% =4095m3 经过上述计算，可见对于列车进站而言，由于站台门的存在，格挡了大量的活塞风，其风量 U=U-U=11340m3-409
8、5m3=7245m3。 3.3.2 能量与风量折算 下面我们从能量角度对相关风量进行一个折算。 .进站时，站台门格挡的风量与风机送风量的计算 列车进站时，被格挡掉的风原先是要消耗车站内的冷量才能从隧道内的 30降为车站设定的 29的，但是现在这些风被挤入区间隧道，就不会消耗车站的冷量，所以送风机减少送出的冷量近似等于被格挡风量降温所消耗的能量。故送风机在一次进站过程中需要少送出气体的体积 U 风 1，可以参照公式 3 进行如下计算： v1/ v2 =t2/t1 （公式 3） U/U 风 1=(T 车-T 空)/(T 隧-T 车) 代入数值 7245m3/U 风 1=(29-20 )/(30-2
9、9) 得 U 风 1=805 m3 .出站时，站台门格挡的风量与风机送风量的计算 简历大全 如前所述，列车出站时的总风量是进站总风量的 40%，也即送风机送风量也是进站时的 40%，由公式 4 得： U 出 =U 进*40% U 出/U 进= U2/U1 U 风 2=U 风 1*40%=805 m3*40%=322 m3 .出站时，出入口引流风量与风机送风量的计算 列车出站时，从出入口少灌入车站的风原先是要消耗车站内的冷量才能从外界的32降为车站设定的 29的，但是现在不会被引流入车站，自然就不会消耗车站的冷量，所以送风机减少送出的冷量近似等于少灌入车站那部分风量降温所消耗的能量。所以结合公式
10、 3 和公式 6，对送风机在一次出站过程中要少送气体的体积 U 风 3，可以进行如下计算： U 引=U 出*70% （公式 6） U引=（U *40%）*70% 又 v1/ v2 =t2/t1 （公式 3） U 引/U 风 3=(T 车-T 空)/(T 外-T 车) 代入 U 引后得： (U*60%*2/3*70%)/U 风 3=(T 车-T 空)/(T 外-T 车) 2030m3/U 风 3=(29-20)/(32-29 ) U 风 3=676m3 .出站时，出入口泄压风量与风机送风量的计算 同样，列车出站时出入口引流风量是列车进站时出入口泄压风量的 40%，也即送风机送风量也是进站时的 4
11、0%，联立公式 4.公式 5.公式 6，得： U 进/U 出= U 引/U 泄= U 风 3/U风 4 U 引=U 泄*40% U 风4=U 风 3/40%=676 m3/40%=1690 m3 一号线目前的行车间隔是 4 分钟，即平均每 2 分钟就会有一班上行或下行的地铁列车进站，则每小时列车进站次数 M=60/2=30，综上所述，则风机在一个小时内，可以减少送风量 U 总为： U 总 = （U 风 1+ U 风 2+ U 风 3+ U 风 4）*M =（805 m3+322m3+676 m3+1690 m3）*30 = 104790m3 4 数值分析 南京地铁一号线典型地下车站均设 4 台
12、送风机.4 台排风机，风机功率均为 37K3/h)。 经过上述计算，可见对于列车进站而言，由于站台门的存在，格挡了大量的活塞风（U）： U=U-U=11340m3-4095m3=7245m3 其格挡率 =U/ U*100%=7245 m3/11340m3*100%64% 因电源频率（F）.风机转速（N）.风机风量（U）均成一次关系，同时车站共有 4 台送风机，折算每台风机可以减少的风量为 U 总的 1/4，也就是 26198m3，依照典型地下站进行计算，遂得 论文 F/F=U/U F50/F=U 额/U 50Hz/F=100000m3/26198m3 即 F=13Hz 综上所述，根据理论计算，由于站台门的原因，可以将现有的风机频率下调 13Hz，但是出于对舒适度的考虑，应保留部分送风的余量，故令 F10Hz 经过优化后，可以将送风机设定为 30Hz.排风机同步降低为 24Hz 投入运行，以满足运营需要。
