一  项目概况‍

        按照南宁市轨道交通网络规划，目前南宁轨道交通已运营车站有79座，远期将达到200座左右，已运营的1号线及2号线通风空调系统常年处于工频模式运行，大系统由操作人员根据经验手动设置运行频率。

        2018年，汇通华城进行现场踏勘和长期运行能耗跟踪调研、用能分析，对南宁地铁1号线车站站点通风空调系统的运行能耗状况有了基本了解，由于南宁位于北回归线南侧，属湿润的亚热带季风气候，空调系统年运行约7个月，空调大系统及水系统空调季运行耗电量约为每站81.2万kWh。

        由于南宁地铁1号线通风空调系统无法根据负荷需求实时调节控制，能源浪费较为严重。2019年，汇通华城以南宁地铁1号线的通风空调系统为研究对象，将我司自主研发的SECEMS地铁站风水联动控制系统在麻村站进行了试点应用，取得了显著的节能及能效提升效果，并为南宁地铁已运营车站通风空调系统的节能改造及新线建设提供了参考依据。‍

二  系统控制范围‍

        项目以南宁地铁1号线麻村站通风空调系统为研究对象，对该站的通风空调系统中的水系统和风系统的风水联动控制进行应用研究，其中主要受控设备参数如表1所示。

表1    南宁地铁1号线麻村站受控设备参数

三  系统采用的控制技术‍

        本次风水联动技术在南宁地铁的应用实施，以对地铁站内通风空调水系统和大系统设备的自动化控制及管理为手段，将智能控制技术、系统集成技术、计算机技术、网络通讯技术、数据库技术和变频调速技术应用于地铁站点的环境控制和能源管理中，实现通风空调设备的正常运行，系统自动化程度高，实现了全系统无人值守、一键操作、全系统运行工艺参数的存储与分析、系统能效的分析评价等，控制效果稳定，实现了风与水的共同节能，创造出巨大的节能效益。

图1    节能控制系统设备

系统采用的控制技术贯穿了通风空调系统的各个环节，具体如下：

1. 从冷水机房冷量供给与末端负荷需求间进行协调联动，即系统根据历史负荷情况及室外环境温湿度的变化趋势，对负荷进行测算，为系统的开机、加减机策略及基于负荷预测的控制策略提供数据支撑，使冷量供给与末端负荷的需求实时匹配，避免过度制冷带来的能源浪费。

2. 末端空调箱表冷器换热特性与冷水机组出口温度再设定间的协调联动，即在末端除湿需求减少时，在满足末端显热负荷需求的前提下，提高冷水机组的出水温度，从而提高冷水机组的运行效率，降低空调系统中大能耗设备（冷水机组）的运行能耗；在末端除湿需求增大时，降低冷水机组的出水问题，满足末端环境的需求，降低系统的总体能耗。

3. 根据公共区实际负荷大小，同时动态计算系统循环周期，对末端空调箱风机及回排风机的频率进行动态调节，使公共区温度接近标准规定的值，避免公共区温度过低带来的能源费用的不必要增加。

4. 通过对新风焓值和回风焓值的对比分析，在满足公共区CO₂浓度不超标的情况下，以充分利用低焓风源为原则，对新风阀、回风阀、排风阀进行控制，降低对冷源的消耗。

5. 在制冷环节中，在不同负荷率、不同室外湿球温度下，均存在一个合适的两器温差，使得系统中冷水机组、冷却水泵及冷却塔的综合能耗降低，而两器温差受室外环境湿球温度及冷却水供回水温差影响，因此本项目通过自动漫步寻优控制，通过系统自我学习进化，自动寻找系统综合能耗降低的条件下冷却塔的合适出水温度（即逼近温度）、冷却水的供回水温差（即冷幅），来实现对冷却水泵频率及冷却塔风机频率的控制，保证整个制冷系统的能耗降低。

6. 系统通过对冷水机组安装能效分析装置，采集并计算主机的运行参数：冷冻水进/出口温度、冷却水进/出口温度、冷冻水流量、机组实时功率、耗电量以及制冷量来对冷水机组的能效进行实时计算分析，生成实际运行工况下冷水机组的能效分布表，从而可确定在何种工况下，开哪一台冷水机组更节能，在多大的负荷率下进行加机（或减机）更节能，为系统开关机、增减机提供数据支撑。

图2    节能控制系统软件

四  应用效果‍

        通过对试验车站通风空调系统的改造，系统可运行在非节能模式和节能模式，该项目经第三方检测机构“广西壮族自治区建筑科学研究设计院”检测，系统综合节能率达42.8%，大幅度降低了运营成本。采用风水联动节能措施后，相对于非节能模式，冷水机房能效提升了22.9%，通风空调系统综合能效比提升了30%，系统运行能效得到了大幅提升。