摘 要：本文通过模型和计算可知，结合末端环境负荷需求对轨道交通环控系统中央空调系统进行风水联调，能大大优化系统运行工况，在保证站内环境质量和负荷需求前提下，最大限度地降低系统的运行能耗。本方法的应用可为城市轨道交通环控系统节能提供有效的节能控制方法建议，降低中央空调系统能耗。

1城市轨道交通新型环控系统中央空调的总体架构

1.1对空调的全局控制

负责空调水系统和大系统的集中监测、综合管理和风水联动优化控制，对空调水系统和大系统模糊控制输入、输出及节能效果进行对比评估，基于历史数据和控制效果进行自学习，并对模糊控制的规则库及各子系统的输入参数的量化权重进行迭代更新，从而提高中央空调系统的水系统和大系统整体能效水平。

1.2对空调大系统局部控制

主要通过模糊控制算法对车站通风空调大系统中的组合式空调机组、新风机、回排风机及组合式空调机组动态平衡电动调节阀等设备进行优化控制，在满足车站舒适性前提下，降低通风空调大系统的能源消耗和车站的运行成本。

1.3对空调水系统的局部控制

主要通过空调主机能效比COP寻优、冷冻水系统模糊控制、系统群控等控制方法对车站空调机房水系统中的制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔进行优化控制，实现降低空调机房各主要耗能设备能源消耗，提高空调机房系统COP的效果。

2探讨风水联调全局控制的策略

在地铁车站通风空调这种复杂的系统中，风系统与水系统之间高度耦合;若将风系统和水系统完全独立进行控制，则系统难以实现稳定和有效节能;若将两者完全作为一个整体控制，则控制模型的建立将非常困难。节能控制系统以水系统和大系统两者整体能效最佳为目标，通过局部的模糊控制及全局的模糊规则优化迭代，有效地整体协调优化车站空调系统中水系统、大系统的耦合控制，从而实现系统能效优化。节能控制主要依据空调系统的系统寻优、模糊控制、温度重设、变流量控制等方法实现整体空调系统COP提高。

在比较众多非线性模型，如多元多项式回归模型、GordonNg通用模型、二次齐次多项式回归模型的准确性及效果后，节能控制方法采用基于人工神经网络的模型对水系统模糊控制的输入变量、模糊规则中的变量因素权重同时进行迭代、比较、优化和自学习。神经网络对多输入及隐含层权重自动调整的应用机理，BP-ANN的神经网络模型非常适合于复杂的非线性系统。

经过实际中央空调机房全年数据测试，众多非线性模型的对比结果表明，BP-ANN具有最高的准确性。

3关于新型环控系统节能技术局部控制的方法

3.1空调大系统控制方法

车站公共区通风空调系统主要功能是排除公共区的余热和余湿、降低空气含尘量;其通过运用现代计算机控制技术、多变量控制理论、变频调节技术、人工环境工程技术对中央空调多变量系统进行集散控制，还可通过实时监测空调机组的送/排风温度及送/排风量，采用模糊逻辑控制技术控制相应的末端设备风机，动态调节送/排风量。同时，集中管理平台实时采集被控区域温度、风量及其变化趋势，进行计算后控制相应设备风机电机的变频器，进行风量的实时调节，使系统能耗随着环境温度及系统负荷的变化而变化，以减少控制过程温湿度的波动，使控制区域温度控制精度稳定在±1℃的范围内。平台还可同时调节大系统组合式空调机组、回排风机频率，保证车站内空气环境质量，满足车站公共区换气要求以及人员“过渡性舒适”的要求。系统根据车站两端回风温度、回风相对湿度、CO2浓度、送风风量、送风温度、送风相对湿度、室外温度及相对湿度等因素，调节两端空气处理机组送风机的运行频率及其送风指标，使车站两端空调区域的温度及热舒适性达到均衡。而回排风机则采用跟随送风机频率运行的方式，使车站内保持必要的微正压。

大系统节能控制系统主要通过专业的控制算法对轨道交通车站通风空调大系统中的组合式空气处理机组、回排风机、小新风机、全新风阀、设备的联锁风阀及组合式空气处理机组动态平衡电动调节阀等设备进行优化控制。由于车站两端的负荷并不一定完全对称，车站两端通风空调大系统的节能控制策略具有独立运算功能，也可以根据实际站点情况由管理层对两端系统进行协调控制，以保证在满足各端负荷实际需求的条件下，实现系统的最佳节能效果。同时，控制系统综合考虑CO2浓度及室内外空气焓值情况，作为设置新风量最小值、切换全新风通风及制冷工况的依据。根据上述，本部分局部模糊控制提出了以下大系统控制策略：

当组合式风柜送风风机频率已经达到50Hz并保持一段时间，且回风温度仍高于设定值时，回风温度将作为关键调控参数用于控制空调末端冷冻水水阀的开度。

当组合式风柜送风温度高于设定值时，且空调末端冷冻水水阀开度已经达到100%，送风温度将作为关键调控参数用于控制送风风机频率。

当地铁车站处于空调负荷低谷期，或室外温湿度较低且室内温湿度及CO2浓度同样较低时，可根据实际情况采用“只送不排”或“只排不送”的通风方式进行节能控制。

3.2空调水系统控制方法

空调主机的节能控制以空调负荷的变化为依据，选择最佳机组投运，确保主机高效率运行。按照同样原理，宏观层面的节能系统可以根据末端当前所需求的总负荷，参照历史制冷主机的效率，选择最佳的制冷机组组合投运，确保运行主机群在较高的效率区间持续运行。

作为中央空调系统控制中最复杂的控制内容之一，机组群控涉及到系统的加载和减载机制、设备故障检测和恢复机制及设备的联锁和轮询机制等各方面的内容。

4结束语

综上述，环控系统是城市轨道交通的重要组成部分，同时也是主要耗能系统，其耗能状况直接影响了整个城市轨道交通能耗情况。高速发展的城市对轨道交通的需求日益增加，由此产生的能耗问题也愈加突出;传统的环控系统控制方式已不能满足现在城市轨道交通发展的需求，节能降耗便显得尤为重要。

参考文献：

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