[發(fā)明專利]一種地鐵車站公共區(qū)智能空調(diào)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110738902.5
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113446684B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫俊杰;張鵬;焦玉洗;涂旭煒;許鴻;姚紅星;于文龍;孫增田
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州地鐵設(shè)計研究院股份有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F7/08;F24F11/30;F24F11/64;F24F11/74;F24F11/77;F24F11/80;F24F11/89;G01J5/02;G06N3/02;F24F110/10;F24F110/40;F24F120/10
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;徐麗娜

本發(fā)明提供一種地鐵車站公共區(qū)智能空調(diào)，包括非制冷熱成像系統(tǒng)、變風量空調(diào)系統(tǒng)、新風管道、送風管道、回風管道和組合式空調(diào)器；非制冷熱成像系統(tǒng)包括建筑自動化系統(tǒng)，建筑自動化系統(tǒng)與變風量空調(diào)系統(tǒng)連接，非制冷熱成像系統(tǒng)能夠得到車站公共區(qū)的溫度數(shù)據(jù)和人員數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)和人員數(shù)據(jù)均通過建筑自動化系統(tǒng)接入變風量空調(diào)系統(tǒng)，變風量空調(diào)系統(tǒng)由建筑自動化系統(tǒng)控制；變風量空調(diào)系統(tǒng)包括新風量控制回路。本地鐵車站公共區(qū)智能空調(diào)首次通過建筑自動化系統(tǒng)將非制冷紅外焦平面熱成像系統(tǒng)應(yīng)用在地鐵車站公共區(qū)空調(diào)設(shè)計中，解決了車站客流數(shù)據(jù)依據(jù)遠期晚高峰預(yù)測值簡單、粗暴的做法，同時，通過多種技術(shù)手段實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的舒適性、節(jié)能性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通地鐵車站節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種地鐵車站公共區(qū)智能空調(diào)。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟的增長與城市化水平的提高，城市軌道交通在大中城市公共交通中發(fā)揮越來越重要的作用。目前我國正處在地鐵建設(shè)高速發(fā)展時期，建設(shè)規(guī)模和承載的客流量都是世界最大的。然而，地鐵建設(shè)的巨額投資和高昂的運營成本成為制約軌道交通發(fā)展的重要因素。如何有效降低工程建設(shè)和運營成本，建設(shè)節(jié)約型地鐵既是建設(shè)節(jié)約型社會的要求，更是軌道交通自身可持續(xù)發(fā)展的需要。

地鐵通風空調(diào)系統(tǒng)作為最大的機電系統(tǒng)，是地鐵車站的耗能大戶，一個標準車站通風空調(diào)系統(tǒng)能耗約占整個軌道交通能耗的25％～30％，通風空調(diào)系統(tǒng)耗電成本約占運營成本的30％。通常把典型的地鐵地下車站空調(diào)系統(tǒng)分為大系統(tǒng)和小系統(tǒng)兩個部分。大系統(tǒng)是指車站公共區(qū)，即乘客使用區(qū)；小系統(tǒng)是指車站設(shè)備及管理用房區(qū)域。

車站大系統(tǒng)主要空調(diào)冷負荷為人員冷負荷、新風負荷、屏蔽門傳熱、照明及廣告牌、指示牌負荷、自動售檢票及閘機、自動扶梯、電梯負荷、通信設(shè)備、銀行等設(shè)備負荷。地鐵車站的人員冷負荷、新風負荷為主要冷負荷，逐時值變化較大。人員冷負荷、新風負荷、屏蔽門傳熱、自動售檢票及閘機、自動扶梯、電梯負荷與客流關(guān)系密切，變化較大。其它設(shè)備的發(fā)熱量較為固定在地鐵車站正常運營時間。

按照《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB 50157-2013)中的有關(guān)規(guī)定，地鐵車站通風空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計是按照地鐵運營遠期晚高峰客流量確定空調(diào)負荷，系統(tǒng)裝機容量也是按此進行配置。在裝機容量已經(jīng)固定的情況下，如何運行先進的控制技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)高效節(jié)能運行，成為降低系統(tǒng)能耗的核心內(nèi)容。

地鐵車站的初期客流遠低于遠期客流，同時人員流動性大，一般早晚高峰時段的人流量比平常時段高出近一倍，再加上外部氣象條件的變化，必然會引起地鐵公共區(qū)空調(diào)系統(tǒng)(簡稱大系統(tǒng))負荷的不斷變化和波動，導致負荷的變化幅度常常達到40％～50％。空調(diào)負荷在變，而空調(diào)設(shè)備裝機容量卻不會改變，如果空調(diào)設(shè)備始終在固定的裝機容量下運行，必然存在能源浪費。如果采用先進的調(diào)控技術(shù)，根據(jù)空調(diào)負荷及工況的變化對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的運行參數(shù)進行動態(tài)調(diào)節(jié)，可實現(xiàn)在提供舒適環(huán)境條件的同時實現(xiàn)節(jié)能降耗，降低地鐵的運營成本。車站大系統(tǒng)為典型的舒適性空調(diào)，主要目的在于為乘客提供由室外到乘車這一段時間內(nèi)的過渡性舒適環(huán)境。根據(jù)地鐵設(shè)計規(guī)范，車站大系統(tǒng)每天運行時段運行18h；夏季為小新風空調(diào)，過渡季為全新風空調(diào)，冬季按通風工況運行。

現(xiàn)階段地鐵車站采用集中冷源的集中式空調(diào)系統(tǒng)，車站大、小系統(tǒng)的冷凍水由設(shè)于設(shè)備管理用房區(qū)的冷水機房提供。冷水機房內(nèi)設(shè)兩臺冷水機組，對應(yīng)設(shè)置冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔各兩臺，兩臺冷卻塔設(shè)于附近地面風亭上。在車站新風道、空調(diào)機組回風/送風處、車站公共區(qū)站廳層/站臺層設(shè)置溫度計。

車站大系統(tǒng)采用全空氣一次回風系統(tǒng)。在車站兩端設(shè)置通風空調(diào)機房，各負擔車站一半公共區(qū)的通風空調(diào)。機房內(nèi)設(shè)置組合式空調(diào)箱，回/排風機和空調(diào)新風機(小新風機)。根據(jù)使用要求和室內(nèi)設(shè)計參數(shù)進行通風空調(diào)設(shè)計，為地鐵工作人員和設(shè)備提供良好的工作環(huán)境和運行環(huán)境。以上設(shè)計能滿足車站大、小系統(tǒng)的人員舒適性以及設(shè)備冷風降溫的需求，但是存在一部分的局限性：

1)車站客流決定了人員冷負荷、新風負荷、部分設(shè)備發(fā)熱量，呈現(xiàn)日動態(tài)變化。然而目前計算均簡單的按照遠期晚高峰客流量計算，冗余量過大；