铁路车站建筑环境设备自适应动态节能运行管理平台

铁路车站建筑环境设备自适应动态节能运行管理平台

冉凡冰

哈尔滨局集团有限公司海拉尔房产建筑段

【摘 要】现结合某地铁路客运站的基本情况，分析其实时能耗状况，同时考察站房所具有的功能特征，形成自适应化管理平台，保障建筑环境设备的节能应用，设置可行的控制策略。经过应用该运行管理平台可知，其可切实对建筑的基本用能情况进行监测，可帮助调节通风、空调等系统功能的使用运行情况，满足节能运行目标。

【关键词】铁路车站；建筑环境；设备；自适应；动态节能

铁路建设水平持续提升，铁路交通系统被建设到相对完善的程度，在铁路系统中推广节能理念，需最大程度地解决能耗问题，在现有的系统中，铁路客运站的耗能情况较为严重，需要加强对客运站的节能管控，综合使用节能措施，以此来更科学地运行铁路系统。为了进一步应对耗能问题，应当形成支持动态节能功能的运行管理平台，全方位掌控车站的具体耗能设备分布情况，而后通过真正具有针对性的措施组织节能工作，提升能源在铁路车站的使用率，形成更好的建筑环境。

1 工程基本情况分析

建筑内部使用不少功能性系统都存有耗能问题，如防排烟系统、通风系统与空调系统等，运行这些系统时虽然可以改善室内环境条件，但是产生的能耗是非常大的，需要挖掘建筑环境在这方面的节能潜力。节能化运转建筑环境类设备，以某地火车站为例，针对这些高耗能型设备，建设动态节能自适应平台，落实管理运行设备的工作，缩减电耗。

该站房为线侧平式车站，建筑层数为地上两层（局部地下一层），最高聚集人数600人，建筑耐火等级地上部分为二级，地下部分为一级，站房总建筑面积7959.96m²，主要有候车厅、办公房间和“四电”房屋等组成。其中“四电”房屋包括信息楼层设备间、通信机械室、信号机械室、信号机房、信息机房、信号分线间等。

2 建筑环境系统

2.1 空调系统

候车厅面积3097m²，夏季空调计算总冷负荷为851.7kW，冷指标为275W/m²。空调冷源选用名义制冷量463kW的风冷式冷（热）水机组2台，空调机组设计送风温度18.1℃。空调冷水系统设计为闭式机械循环，冷冻水供/回水温度为7/12℃。系统每天运行时间为10h。系统主要由冷冻水泵、全自动综合水处理器、定压补水装置等组成。

空调机组的出水管上设置动态平衡电动调节阀，以实现控制空调送风温度及典型房间的相对湿度，动态平衡电动调节阀的理想流量特性为等百分比特性。空调机组的风机、回风阀（电动调节阀）及新风阀（电动调节阀）应进行电气联锁，启动顺序为：回风阀→新风阀→风机，停机时顺序相反。

车站的售票厅出单独使用了多联式变频空调，其可满足小新风工况与全新风工况运行需求。信号分线间、信息机房、信号机房与信号机械室等区域，使用了专用型空调机组，对室内的湿度与温度实施了有效控制，室内机设备本身带有加湿器，同时还给其使用了自动化检漏设备，在车站站房外部两侧的屋面区域安装了空调外机设备。一层旅客服务区域、VIP区域其他的办公区域联合使用了新风系统与多联变频空调，新风系统使用的全热交换器具有稳定的热回收功能，在车站房屋面区域集中安装外机设备，实际使用的多联空调本身就有集中控制功能。空调水系统中设有双管制系统，综合运行闭式机械循环与异程式，将定压罐式定压技术运用到空调水系统中，定压罐装置在空调机房之中。对车站的空调冷冻水系统进行特别处理，通过电子水处理仪来达到脱色、过滤、除垢、防锈以及防腐的处理目的，使空调水系统可以顺利运行，减少出现问题的次数。信息机房、信号机房与信号机械室中都使用了专用空调，可全天连续应用，空调系统的性能是比较稳定的。在该车站中使用的多联式变频空调比较多。

2.2 防排烟与通风系统

铁路车站的候车厅中的空调系统在过渡型季节中，直接使用了新型的运行模式，能够实现每小时换气通风2次的使用要求，形成换气通风效果更好；在自然排烟环节中主要运用电动型排烟窗，实现排烟需求；在一些空间中安装机械排风系统，如气体灭火房间、气瓶间、行包库、消防水泵房与卫生间等，通过有针对性的排风系统来实现这些特殊空间的排风需求；变电所中使用的排风方式同样是机械排风，使用的设备的温控风机，温控风机与自然排风系统的启动温度均为38℃，停机温度设置为33℃，将贯流型空气幕设置到车站的售票厅以及候车厅的进出口大门上方。

3 建设运行管理平台

依照该铁路车站的情况，确定运行管理平台的应用功能，达到设计标准，采取的主要控制运行策略内容如下所述：

3.1 运行管理策略分析

给通风空调应用新型集散化控制系统，系统组成复杂，包括执行器、传感器与控制器与多种终端设备，使用中央电脑等控制设备实现对现场的管控，同时引进智能化楼宇管理体系，实现对车站的全面管控。使用的软件功能有PID控制、最优化启停、动态图形显示、设备台数控制、打印与报警以及基础的通讯联络等功能。

给循环水泵与风冷冷水机组使用的控制系统是电气联锁启停，系统能够自动启动，按照预设时间开启循环水泵与其他的冷水机组，停机时同样可按照预设的顺序逐步关闭设备。通过冷量参数对冷冻水系统展开控制，控制冷水机组本身的同时，还可调节运行的水泵数量。空调水系统使用一次泵末端型变流量控制系统，在冷水回水管与冷水供水管之间形成压差，使用旁通阀，实现对供回水以及冷水系统的控制，可以长期使控制系统保持稳定，使用的是带有直线性特性的旁通阀，属于常闭型。控制范围内的设备可以就地进行启停操作，大多数设备可通过自控室中设置的中央电脑，实现远距离条件下的控制，风机盘管与风机并未处于远距离控制范围之内。机房中使用专用型空调，同时车站的多联型空调本身均有完善的管理控制系统，一些设备设施需要与消防系统形成联动，如排烟窗、排烟阀、防火阀、风阀与风机等，均可利消防控制室实现对其的控制。

3.2 平台功能分析

该平台由于被赋予了动态节能以及自适应的功能，因此可进行多种不同的实时监控活动，包括通风系统运行情况、空调运行情况、车站实时能耗状况以及外部气象参数等。

监测室外环境的气象参数，具体有累计雨量、风向、风速、湿度以及温度等。监测车站形成的实时能耗情况，主要对防排烟系统、通风系统与空调系统这几个关键系统的整体电耗进行控制与监测，及时发现异常的能耗情况，建筑环境类设备形成的逐日能耗也在系统的监控范围内，掌握用电负荷特性与不同机组形成的实时电耗。需要了解空调系统的运行状态时，可直接使用系统进行实时控制与逐时监测即可。

4 结束语

本次以某地铁路车站的真实需求为准，设计管理运行监控平台基本满足动态节能与自适应应用需求，可对车站建筑中应用的防排烟、通风以及空调等系统集中监督，实时监测能耗的情况，在完成基础性的监测工作之后，还可提供控制策略，及时解决电量消耗问题。该系统的使用效果显著，适合被引进到公共建筑中，达成减排目标，在不同的设备应用环境中，可适当优化该运行管理平台，放大其节能应用效用。

参考文献

[1]卜延龙, 王岳怡. 铁路车站建筑环境设备自适应动态节能运行管理平台[J]. 制冷与空调（四川）, 2016(3):336-339.

[2]李瑞. 铁路智能车站设备节能集控系统研究[J]. 铁道运输与经济, 2018(7).

[3]王永泽, 马龙. 铁路客运站能源管控系统发展趋势分析[J]. 铁路节能环保与安全卫生, 2018(3).