1地铁车站冷水系统现状分析

1.1冷水机组效率低下问题

在一些冷水机组的运行过程中，由于设备使用时间过长，设备老化现象严重，导致其能效比降低，无法达到理想的运行效率。这种低效率的运行状态不仅造成了大量的能源浪费，还增加了企业的运营成本，影响了整体的经济效益。

1.2管道系统老化问题

在一些管道系统中，由于长时间的使用和缺乏有效的维护，出现了漏水和锈蚀等问题。这些问题不仅影响了整个系统的运行效率，降低了设备的使用寿命，还增加了维护和修理的成本。为了保证系统的正常运行，必须定期对管道进行检查和维修，以避免更大的损失。

1.3控制系统落后问题

目前，合肥地铁1、2、3号线的空调系统主要依赖于定频冷水机组和定频水泵设备（仅部分试点站除外），并辅以冷水群控系统来确保车站冷量的高效制造与传递。然而，在实际运营过程中，这些设备的定频运行模式在一定程度上制约了节能工作的深入推进。更为关键的是，当前的群控系统主要聚焦于设备间的开关机逻辑控制，而缺乏对于能耗数据的全面统计与分析，这在一定程度上限制了节能效果的评估与优化。

2节能改造方案

通过智能化控制技术的应用，实现对地铁高效机房的远程监控、智能调节等功能，可以显著提升制冷综合能效比。具体来说，智能化控制系统可以实时采集和分析地铁高效机房的运行数据，如温度、湿度、能耗等，并根据这些数据自动调整和优化机房设备的运行状态。通过控制系统的优化，实现如下创新点：（1）整体冷量计量、冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等电量进行分项独立计量；（2）制冷站的实时COP、制冷机组的实时COP、冷冻水泵的实时COP、冷却水泵的实时COP可分开显示；（3）实时采集并记录系统运行数据，室外温湿度参数，调节设备运行，全局寻优，动态调节；（4）能源监测功能，可按日、月统计每天的电耗、冷量、能效参数。

2.1前期规划

（1）全面评估：对现有制冷机房进行详细的评估，包括设备状况、能耗情况、空间布局、管道系统等。确定存在的问题和改造的重点。

（2）明确目标：根据实际需求和问题，明确改造项目的具体目标，如提高能效、增加制冷量、改善可靠性等。

（3）制定方案：结合评估结果和目标，制定详细的改造方案，包括设备选型、管道布局调整、控制系统升级等。确保方案的可行性和经济性。

2.2设备选型

（1）高效节能：优先选择高效节能的制冷设备，如变频冷水机组、变频水泵、变频冷却塔、高效智能控制系统等。关注设备的能效比和运行稳定性。

（2）质量可靠：选择质量可靠、售后服务好的品牌和厂家。确保设备在长期运行中能够保持良好的性能。

2.3改造管道系统

为了显著提升整个冷水系统的运行效率，除了更换高效能的冷水机组、水泵等之外，对管道系统进行彻底的改造也是至关重要的一个环节。首先，需要对现有的管道系统进行全面而细致的检查，以评估漏水和锈蚀的严重程度。通过这一过程，可以识别出需要维修或更换的管道部分，并据此制定出一个详尽的维修或更换计划。其次，可以考虑采用新型的保温材料和防锈材料，这些材料能够有效地减少管道在运行过程中产生的热损失，从而提高系统的整体能效。同时，这些新材料也有助于延长管道的使用寿命，减少未来的维护成本。

此外，优化管道布局也是一个重要的方面。通过减少不必要的弯头和阀门，可以显著降低系统的阻力，从而提高冷水系统的运行效率。优化布局不仅能够减少能量损耗，还能使系统的运行更加平稳，减少故障发生的概率。在进行管道布局优化时，可以考虑采用直管道替代复杂的弯头结构，以及合理安排阀门的位置，以确保系统的高效运行。

2.4升级控制系统

升级控制系统的目标是通过引入先进的自动化和信息化技术，实现对冷水系统的精确控制和管理。首先，需要对现有的控制系统进行评估，确定哪些部分需要升级或更换。通过引入变频控制等技术，对关键设备进行能耗的精细调控，进一步提升了系统的能效水平，对水系统适温、均能（能量均匀）、降阻、提效，减损降耗。针对高效制冷机房优化控制策略，通过信息采集、系统集成与联动，软、硬件无缝对接和协同。负荷预测和制冷模式调控方面：高效节能优化控制系统根据监测到的气象条件、结合回水温度、旁通流量等数据，制定加减载，控制各设备的启停等以达到最大限度节约电费的目的。

建立智能控制平台：（1）系统寻优：控制系统通过对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及系统管路阀门等设备进行控制，实时采集并记录系统运行数据，室外温湿度参数，调节设备运行，全局寻优，动态调节系统各应用工况的运行模式，在最经济的情况下提供主机出水温度。控制系统根据室外温湿度、历史记录，自动选择主机开启台数，并进行系统的优化控制。（2）人机交互，数据智能控制，实现以下功能：①对制冷站实时综合能效、累计综合能效进行监测、记录及显示；②整体冷量计量、冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等电量进行分项独立计量；③制冷站的实时COP、制冷机组的实时COP、冷冻水泵的实时COP、冷却水泵的实时COP分开显示；④能源监测功能，可按日、月统计每天的电耗、冷量、能效参数；⑤系统运行数据上云端平台储存，远程不断寻优调适，现场需具备外网条件；⑥数据至少每分钟更新一次，实现更精确统计需求。

制冷机房管理模式由粗放向精细化转变，通过数字化智慧管理，减少系统损耗，准确的监测和能耗能效评价系统，可以清晰地了解各设备及系统的能效情况，对比分析设计效率与实际运行效率的差异，利用智能控制系统对数据进行分析并实时优化运行策略，保证空调系统持续高效健康运行。为了保证系统的稳定性和可靠性，控制系统升级还应包括冗余设计，确保在主控制系统出现故障时，备用系统能够迅速接管，避免对地铁车站运营造成影响。最后，控制系统升级应考虑与现有系统的兼容性，确保升级过程平稳，不影响地铁车站的正常运营。

3运行成本分析

3.1节能效果评估

通过对改造前后的能耗数据进行详细对比分析，可以全面评估节能改造措施所带来的经济效益。主要考核指标为：（1）全年耗电量降低率：设定了一项明确的指标可衡量每年耗电量的减少。对比升级前后的数据，可确保冷冻水系统显著节能。（2）总运行耗电费用降低：通过精确的计算和比较，提高能源效率可降低总运营电力成本。此外，还可以进一步分析节能改造的长期经济效益，包括设备运行成本的降低、维护费用的减少以及设备使用寿命的延长等。通过这些综合分析，可以全面评估节能改造带来的经济效益，从而为未来的能源管理决策提供有力支持。

3.2投资回收期计算

在进行投资回收期计算时，首先需要确定节能改造的总成本，这包括设备购置费、安装费、调试费以及可能的培训费用等。预期的节能效益则可以通过对比改造前后的能源消耗数据来估算。具体而言，可以计算出改造前后的冷水系统运行成本，包括电力消耗、维护费用等，从而得出节能效益。

其中，年节能效益是指每年通过节能改造节省下来的能源成本。通过计算出投资回收期，可以评估项目的经济可行性。一般来说，投资回收期越短，项目的经济性越好。此外，还可以结合企业的财务状况和投资回报率要求，对项目的可行性进行综合评估。

除了经济可行性评估外，还应考虑项目的社会效益和环境效益。节能改造不仅能够降低企业的运营成本，还能减少能源消耗和环境污染，提升企业的社会形象。因此，在评估项目时，应综合考虑经济效益、社会效益和环境效益，以确保项目的全面成功。

3.3社会效益分析

（1）促进技术升级：高效机房智能控制技术的出现推动了空调制冷产业的技术升级。它促使传统机房向智能化、高效化转变，提高了整个产业的技术水平。通过引入先进的传感器、控制器和数据分析算法，实现了对机房设备的精准控制和优化运行，减少了能源浪费，提高了系统的可靠性和稳定性。

（2）推动节能环保：在全球节能环保的大趋势下，高效机房智能控制技术为空调制冷产业的可持续发展提供了重要途径。它能够显著降低机房的能耗，减少温室气体排放，符合国家节能减排的政策要求。同时，也为交通行业的绿色发展提供了有力支持，提高了通风空调机房的能源利用效率和环境友好性。

结语：

随着城市轨道交通的高速发展，地铁车站的能源消耗问题已成为一个不容忽视的挑战。尤其是地铁车站的冷水系统，其高能耗不仅增加了运营成本，还对环境造成了不小的压力。应不遗余力开展节能改造，不断提高地铁车站冷水系统的能效，降低运行成本，为环境保护贡献重要力量。

参考文献：

[1] 罗燕萍，韩瑶，王静伟等.地铁车站制冷系统综合节能改造[J].暖通空调，2019（5）：1-3.

[2] 宋洁，郑懿，张万毅.上海地铁某车站空调系统高效制冷机房改造实测分析[J].上海节能，2024（1）：116-123.

[3] 潘雷刚，张世勇，翟宇昕等.地铁车站冷却塔运行实测及节能改造案例分析[J].建筑热能通风空调，2021（2）：56-59.