CN103968481A - 一种地铁站厅站台温度独立控制节能装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于地铁站厅站台的温度控制装置，包括：站厅和站台送风支管上分别安装的第一有阀位反馈信号的电动调节风阀和第二有阀位反馈信号的电动调节风阀、回风支管上分别安装的第一温度传感器和第二温度传感器、以及分别与两电动调节风阀和两温度传感器电连接的控制器，控制器控制对应的电动调节风阀的开度，并通过两电动调节风阀的风阀开度反馈信号控制风机转速，以使得其中较大的风阀开度处于设定的大开位置，从而实现满足站厅站台风量需求的同时使风机能耗较小。本发明还公开了一种地铁站厅站台的温度控制方法。本发明在满足地铁站厅站台不同的室内温度控制要求所需的风量的同时可以大大地实现空调系统的节能，减少碳排放，保护环境。

Description

一种地铁站厅站台温度独立控制节能装置及方法

技术领域：

本发明属于地铁空调控制及节能领域，具体涉及一种地铁站厅站台温度独立控制节能装置及方法。

背景技术：

目前地铁站厅站台采用一台水冷式组合式空调器进行送冷风空调方式。空调器的出口连接一根送风总管，在进行一分为二，一根支管向地铁站厅的各个风口送冷风，然后进入站厅，达到站厅空调的目的；另一根支管向地铁站台的各个风口送冷风，然后进入站台，达到站台空调的目的。站厅通过回风支管进行回风，站台也通过回风支管进行回风，两根回风支管合成一根回风总管再连接至组合式空调器的回风口。回风再经过组合式空调器处理为冷风送出。

地铁站厅温度一般要求控制在30℃，站台一般要求控制在28℃。目前地铁站厅站台的空调系统一般采用在回风总管设置温度传感器测量总的回风温度来控制风机的送风量使得总的回风温度维持在29℃(组合式空调器的水阀开度不变)，或者采用在回风总管设置温度传感器测量总的回风温度来控制水阀的开度改变送风温度使得总的回风温度维持在29℃(该方法风机的转速不变，或者只按高低速运行)，或者是通过采用在回风总管设置温度传感器测量总的回风温度通过复杂的算法来控制水阀的开度及风机的转速改变送风量使得总的回风温度维持在29℃。但是由于站厅站台的人员及设备等负荷的不断变化，虽然总的回风温度能控制在29℃，但是站厅及站台不能控制合适的设定温度(站厅一般要求控制在30℃，站台一般要求控制在28℃)。目前的控制既不能满足站厅及站台的人员舒适性，也不能达到较好的节能效果。

发明内容：

针对现有技术中存在的问题或改进需求，本发明提供一种地铁站厅站台温度控制装置和控制方法，其充分利用支管风阀的阀位反馈信号，通过变频器调整风机转速，保证以较小的风机能耗为站台站厅提供足够的风量，从而实现对地铁站厅站台温度的独立控制同时实现优化节能控制。

按照本发明的一个方面，提供一种用于地铁站厅站台的温度控制装置，其通过对设置在地铁站台站厅的送风和回风温度进行协调控制，实现在满足空调温度的同时减小风机负荷，其中，该温度控制装置包括：

水冷式组合式空调器，用于提供冷风以对地铁站厅站台进行空调，其包括过滤器，冷水盘管和风机，通过过滤器过滤后的空气利用所述冷水盘管进行温度调节后利用所述风机送出；

送风管，其包括送风总管和送风支管，其中该送风总管的入口与所述水冷式组合式空调器的出口连通，另一端的出口通过两个分别与站厅和站台连通的送风支管连接，用于将冷风分别送入站台和站厅以进行空调；

回风管，其包括分别与站厅和站台连通的两支管和一端与该两支管连通且另一端与水冷式组合式空调器回风口连通的回风总管，用于将站厅和站台的回风回送到水冷式组合式空调器进行循环；

其特征在于，该装置还包括：

站厅和站台送风支管上分别安装的第一有阀位反馈信号的电动调节风阀和第二有阀位反馈信号的电动调节风阀、回风支管上分别安装的第一温度传感器和第二温度传感器、以及分别与上述两电动调节风阀和两温度传感器电连接的控制器，其中，该控制器通过利用两温度传感器测量的站台站厅温度控制所述对应的电动调节风阀的开度，并通过所述两电动调节风阀的风阀开度反馈信号控制风机转速，以使得其中较大的风阀开度处于设定的大开位置，从而实现满足站厅站台风量需求的同时使风机能耗较小。

作为本发明的改进，所述送风总管上安装有第三温度传感器，所述水冷式组合式空调器的水管上安装有调节水阀，通过该第三温度传感器测量空调器送风总管上的送风温度，并作为反馈信号以用于控制所述调节水阀，以控制送风温度。

作为本发明的改进，所述大开位置可以优选为90％或95％的阀门开度。

按照本发明的另一方面，提供一种利用上述温度控制装置对地铁站厅站台温度进行控制的方法。

按照本发明的再一方面，提供一种地铁站厅站台的温度控制方法，其用于对设置在地铁站台站厅的送风和回风温度进行协调控制，实现在满足空调温度的同时减小风机负荷，其特征在于，该方法具体包括：

分别测量站厅的回风温度和站台回风温度，以作为控制变量用于分别调节站厅送风支管上设置的第一电动调节风阀和站台送风支管上设置的第二电动调节风阀的阀门开度；

所述第一电动调节风阀和第二电动调节风阀中的阀门开度较大的作为反馈信号控制风机变速运行，使得较大开度的电动调节风阀处于预设的大开位置；

通过上述步骤，即可实现满足地铁站厅站台的空调温度的同时减小风机能耗。

地铁站厅站台一般采用一台水冷式组合式空调器进行送冷风空调方式。空调器的出口连接一根送风总管，再进行一分为二，一根支管向地铁站厅的各个风口送冷风，然后进入站厅，达到站厅空调的目的；另一根支管向地铁站台的各个风口送冷风，然后进入站台，达到站台空调的目的。站厅通过回风支管进行回风，站台也通过回风支管进行回风，两根回风支管合成一根回风总管再连接至组合式空调器的回风口。回风再经过组合式空调器处理为冷风送出。

本发明提供一种地铁站厅站台温度独立控制节能装置及方法，目的是实现地铁站厅和站台两个大空间的温度独立控制，并耗能较小。

本发明中，控制器可以根据站厅的回风温度计算站厅送风支管上装设的电动风阀开度值，并输出控制信号控制风阀开度；可以根据站台的回风温度计算站台送风支管上装设的电动风阀开度值，并输出控制信号控制风阀开度；可以根据两个送风支管上的电动调节风阀的阀位反馈信号，通过优化节能控制器内置优化控制算法程序计算变频器的运行频率，并向变频器发送相应的信号进行风机的变速调节。

本发明中，站厅站台温度独立控制节能装置的优化节能控制器检测来自两个送风支管上分别设置的电动调节风阀的阀位反馈信号，并从两个阀门反馈信号中选出较大反馈信号，并同阀门设定的大开位置(如90％)信号比较，通过优化算法(如比例积分算法或者逐步减少或增加运行频率)计算变频器的运行频率，并输出控制信号通过变频器改变风机转速使较大阀位反馈信号的电动调节风阀达到或接近大开位置，并且满足需求风量。

本发明中，测量的站厅和站台回风支管上的回风温度作为控制变量用于分别调节站厅和站台送风支管上设置的电动调节风阀；反馈的站厅和站台送风支管上的电动调节风阀的较大的反馈信号(通常为0～10V，代表阀位)作为变量用于改变变频器的频率以控制风机变速运行，使得较大的风阀开度处于大开(如90％)位置，从而达到既满足站厅站台风量需求，又使得风机能耗较小；测量的空调器送风总管上的送风温度作为控制变量调节水管上的调节水阀，保证送风温度满足要求。

当站厅站台电动调节风阀的较大的阀位(通常用反馈信号，0～10V，代表阀位)小于设定的大开位置(如90％)一定值(如85％)时，通过比例积分算法或者逐步减少运行频率(如减少1Hz)以产生变频器的控制信号，通过变频器控制风机以减小送风压力，送风支管上的电动调节风阀阀位则不断调节直到处于大开位置(如90％)，同时也满足站厅和站台的风量需求；当变频器的频率到达最小值(比如25Hz)时，变频器的频率不再减小；当站厅站台电动调节风阀的较大阀位超过设定的大开位置(如90％)一定值时(如95％)时，通过比例积分算法或者逐步加大运行频率(如增加1Hz)以产生变频器的控制信号，通过变频器控制风机以增加送风压力，送风支管上的电动调节风阀阀位则不断调节(减小)直到处于大开位置(如90％)，同时也满足站厅和站台的风量需求；当站厅站台电动调节风阀的较大的阀位接近大开位置(即小于95％并大于85％)，变频器频率不变，风机转速不变。

站厅站台温度独立控制节能装置的优化节能控制器根据测量的站厅和站台回风支管上的回风温度，分别调节站厅和站台送风支管上设置的电动调节风阀；站厅站台温度独立控制节能装置的优化节能控制器同时接受来自两个送风支管上的电动调节风阀的阀门反馈信号(通常为0～10V，代表阀位)，选择阀门反馈信号中的较大信号作为变量，通过站厅站台温度独立控制节能方法计算变频器的频率值，并用该值对风机进行变速控制，使得较大的风阀开度处于大开(如90％)位置，从而达到既满足站台站厅风量需求，又使得风机能耗较小；站厅站台温度独立控制节能装置的优化节能控制器根据测量的空调器送风总管上的送风温度，调节水管上的调节水阀，保证送风温度满足要求。

采用上述的地铁站厅站台温度独立控制系统优化控制装置及方法，系统总送风量就可以控制在满足站厅和站台风量需求的最低水平上，风机的能耗也控制在系统需要的最低水平，大大降低风机的能耗。虽然站厅和站台需要控制的室内温度或回风温度不同，该控制方法也能控制站厅和站台的温度满足要求而且风机能耗最低。

本发明的地铁站厅站台温度独立控制节能装置及方法的特点：

1.在站厅的送风支管上装设电动风阀，在站台的送风支管上装设电动风阀；

2.在站厅的回风支管上装设温度传感器，在站台的回风支管上装设温度传感器；

3.设置优化节能控制器；

4.根据测量的站厅和站台回风支管上的回风温度，分别调节站厅和站台送风支管上设有的电动调节风阀，实现站厅站台的温度独立控制；

5.根据各电动调节风阀的阀位反馈信号，通过变频器改变风机转速使较大阀位反馈信号的电动调节风阀达到或接近大开位置，并且满足需求风量；

6.由于较大阀位反馈信号的电动调节风阀能够通过调节达到或接近大开位置，风机的转速始终控制在系统需要的最低转速；

7.根据测量的空调器送风温度调节水管上的控制调节水阀，保证送风温度满足要求；

8.所述控制技术既能满足站厅站台对风量的需求，又能最大限度的降低风机的能耗并保证系统安全运行。

总体而言，本发明的地铁站厅站台温度独立控制节能方法既可以在站厅站台负荷很大时保证站厅站台足够的风量以达到站厅站台不同的室内温度控制要求，也可以在站厅站台负荷不平衡时保证站厅站台足够的风量，还可以在站厅站台负荷较小时节省风能耗保证站厅站台足够的风量。该技术能很好地维持系统的安全运行，在满足地铁站厅站台不同的室内温度控制要求所需的风量的同时可以大大地实现空调系统的节能，减少碳排放，保护环境。

附图说明：

本发明包括的附图用来提供对本发明的进一步的理解，结合在本申请中并构成本申请的一部分。

图1为本发明的地铁站厅站台温度独立控制节能原理图。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例的地铁站厅站台温度独立控制节能装置，包括在水冷式组合式空调器1(水冷式组合式空调器1包含过滤器5，冷水盘管6，风机7；水冷式组合式空调器1的送风通过站厅2的支管上的送风口9送至站厅2进行空调，还通过站台2的支管上的送风口12送至站台3进行空调。)的水管上安装的有阀位反馈信号的控制调节水阀14，在送风总管上安装的温度传感器4，站厅和站台回风支管上分别安装的温度传感器10和温度传感器13，站厅和站台送风支管上安装的有阀位反馈信号的电动调节风阀8和电动调节风阀11，控制器15，变频器16。控制器15的输入端与温度传感器4、温度传感器10、温度传感器13、电动调节风阀8、电动调节风阀11、调节水阀14电连接，所述优化节能控制器15的输出端与电动调节风阀8、电动调节风阀11和调节水阀14及变频器16的输入端电连接，所述的变频器16的输出端与风机7电连接。

冷水式组合式空调器1的送风通过站厅2的支管上的送风口9送至站厅2进行空调，还通过站台2的支管上的送风口12送至站台3进行空调。水冷式组合式空调器1的水管上安装的有阀位反馈信号的控制调节水阀14，在送风总管上安装的有温度传感器4，站厅和站台回风支管上分别安装的有温度传感器10和温度传感器13，站厅和站台送风支管上安装的有阀位反馈信号的电动调节风阀8和电动调节风阀11。

本实施例中，站厅站台温度独立控制节能方法是：测量的站厅的回风温度10和站台回风支管上的回风温度13分别作为控制变量用于分别调节站厅2送风支管上设置的电动调节风阀8和站台3送风支管上设置的电动调节风阀11；反馈的站厅和站台送风支管上的电动调节风阀8和电动调节风阀10的较大的反馈信号(通常为0～10V，代表阀位)作为变量用于改变变频器16的频率以控制风机7变速运行，使得较大的风阀开度处于大开(如90％)位置，从而达到既满足站厅2站台3的风量需求，又使得风机7能耗较小；测量的冷水式组合式空调器1送风总管上的送风温度4作为控制变量调节水管上的调节水阀14，保证送风温度4满足要求。

当站厅2站台3电动调节风阀8和调节风阀9的较大的阀位(通常用反馈信号，0～10V，代表阀位)小于设定的大开位置(如90％)一定值(如85％)时，通过比例积分算法或者逐步减少运行频率(如减少1Hz)以产生变频器16的控制信号，通过变频器16控制风机7以减小送风压力，送风支管上的电动调节风阀8或电动风阀11阀位则不断调节直到处于大开位置(如90％)，同时也满足站厅2和站台3的风量需求；当变频器16的频率到达最小值(比如25Hz)时，变频器16的频率不再减小；当站厅2站台3的送风管上电动调节风阀8和调节风阀9的较大阀位超过设定的大开位置(如90％)一定值时(如95％)时，通过比例积分算法或者逐步加大运行频率(如增加1Hz)以产生变频器16的控制信号，通过变频器16控制风机7以增加送风压力，送风支管上的电动调节风阀8或电动调节风阀11阀位则不断调节(减小)直到处于大开位置(如90％)，同时也满足站厅2和站台3的风量需求；当站厅2站台3电动调节风阀8和调节风阀9的较大的阀位接近大开位置(即小于95％并大于85％)，变频器16频率不变，风机7转速不变。

这样，通过本发明的地铁站厅站台温度独立控制节能装置及方法既可以在站厅站台负荷很大时保证站厅站台足够的风量以达到站厅站台不同的室内温度控制要求，也可以在站厅站台负荷不平衡时保证站厅站台足够的风量，还可以在站厅站台负荷较小时节省风能耗保证站厅站台足够的风量。如果该技术能得到广泛普及应用，能很好地维持系统的安全运行，在满足地铁站厅站台不同的室内温度控制要求所需的风量的同时可以大大地实现空调系统的节能，减少碳排放，保护环境。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于地铁站厅站台的温度控制装置，通过对设置在地铁站台站厅的送风和回风温度进行协调控制，实现在满足空调温度的同时减小风机能耗，其中，该温度控制装置包括：

水冷式组合式空调器(1)，用于提供新风以对地铁站厅站台进行空调，其包括过滤器(5)，冷水盘管(6)和风机(7)，其中通过所述过滤器(5)过滤后的空气利用所述冷水盘管(6)进行温度调节后利用所述风机(7)送出；

送风管，其包括送风总管和送风支管，其中该送风总管的入口与所述水冷式组合式空调器(1)的出口连通，另一端的出口通过两个分别与站厅和站台连通的送风支管连接，用于将新风分别送入站台和站厅以进行空调；

回风管，其包括分别与站厅和站台连通的两支管和一端与该两支管连通且另一端与水冷式组合式空调器(1)回风口连通的回风总管，用于将站厅和站台的回风回送到水冷式组合式空调器(1)进行循环；

其特征在于，该装置还包括：

站厅和站台送风支管上分别安装有第一阀位反馈信号的电动调节风阀(8)和第二阀位反馈信号的电动调节风阀(11)、回风支管上分别安装的第一温度传感器(10)和第二温度传感器(13)、以及分别与上述两电动调节风阀(8、10)和两温度传感器(10、13)电连接的控制器(15)，该控制器(15)通过利用两温度传感器(10、13)分别测量的站台站厅温度控制所述对应的电动调节风阀的开度，并通过所述两电动调节风阀的风阀开度反馈信号控制风机转速，以使得其中较大的风阀开度处于设定的大开位置，从而实现满足站厅站台风量需求的同时使风机能耗较小。

2.根据权利要求1所述的一种用于地铁站厅站台的温度控制装置，其中，所述送风总管上安装有第三温度传感器(4)，所述水冷式组合式空调器(1)的水管上安装有调节水阀(14)，通过该第三温度传感器(4)测量空调器送风总管上的送风温度，并作为反馈信号以用于控制所述调节水阀(14)，以控制送风温度。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于地铁站厅站台的温度控制装置，其中，所述大开位置可以优选为90％或95％的阀门开度。

4.一种利用上述温度控制装置对地铁站厅站台温度进行控制的方法。

5.一种地铁站厅站台的温度控制方法，其用于对设置在地铁站台站厅的送风和回风温度进行协调控制，实现在满足空调温度的同时减小风机能耗，其特征在于，该方法具体包括：

分别测量站厅的回风温度(10)和站台回风温度(13)，以作为控制变量用于分别调节站厅送风支管上设置的第一电动调节风阀(8)和站台送风支管上设置的第二电动调节风阀(11)的阀门开度；

所述第一电动调节风阀(8)和第二电动调节风阀(10)中的阀门开度较大的作为反馈信号控制风机(7)变速运行，使得较大开度的电动调节风阀处于预设的大开位置；

通过上述步骤，即可实现满足地铁站厅站台的空调温度的同时减小风机能耗。

6.根据权利要求5所述的一种用于地铁站厅站台的温度控制装置，其中，该方法还包括测量测量空调器送风总管上的送风温度，以作为反馈信号用于控制设置在水冷式组合式空调器(1)的水管上的调节水阀(14)，从而控制送风温度的步骤。

7.根据权利要求5和6所述的一种用于地铁站厅站台的温度控制装置，其中，所述大开位置可以优选为90％或95％的阀门开度。