城市轨道交通环控系统节能途径分析
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城市轨道交通系统能耗优化方案城市轨道交通系统作为现代都市公共交通的脊梁,承载着缓解城市交通拥堵、促进经济发展、减少环境污染的重任。
然而,随着城市规模的扩张和乘客量的激增,其能耗问题日益凸显,成为制约可持续发展的瓶颈。
因此,探索并实施高效的能耗优化方案显得尤为重要。
以下从六个维度阐述城市轨道交通系统的能耗优化策略。
一、车辆能效提升与技术革新城市轨道交通车辆是能耗的主要来源之一,优化车辆设计,采用轻量化材料,减少列车自身重量,可显著降低运行能耗。
同时,引入先进的牵引及制动系统,如永磁电机和能量回馈制动技术,能在保证运营效率的同时,将列车制动时产生的能量回收再利用,减少电能消耗。
此外,推广无人驾驶技术,利用精确的自动化控制减少不必要的加速与制动,进一步提升能效。
二、智能调度与运营优化建立基于大数据和的智能调度系统,通过分析历史运营数据,预测乘客流量,动态调整列车发车间隔与编组,避免空驶和过度拥挤,从而达到节能目的。
智能调度还能根据实时路况和乘客需求灵活调整线路,提高运输效率,减少无效能耗。
同时,优化列车停靠时间,确保高效有序的上下客流程,减少站台空调和照明的长时间开启,也是重要的节电措施。
三、能源管理系统集成构建综合能源管理系统,集成监控、分析、控制功能于一体,对轨道交通系统内的电力消耗进行精细化管理。
该系统能够实时监测各站点和车辆的能耗状况,识别异常能耗点,及时采取措施。
通过数据分析,合理配置能源使用,如在低峰时段利用电网谷价充电,存储电能供高峰时段使用,实现能源成本优化。
四、绿色能源应用积极推广太阳能、风能等可再生能源在轨道交通设施中的应用,如在车站屋顶安装太阳能光伏板,为车站部分设施供电,减少对化石能源的依赖。
此外,探索地热能、生物质能等新型能源在地铁站空调系统中的运用,实现清洁能源的多元化利用,减少碳排放,推动绿色低碳发展。
五、车站建筑设计与环境控制优化车站建筑设计,如采用自然采光设计、高效保温隔热材料,减少人工照明和空调系统的使用。
城市轨道车辆节能运行方式的研究城市轨道车辆作为一种重要的公共交通方式,对于减少交通拥堵、改善城市环境、节约能源等方面具有重要意义。
因此,研究城市轨道车辆的节能运行方式成为了当下的热门课题。
本文将探讨一些节能运行方式,以期为城市轨道车辆的可持续发展提供参考。
一、优化车辆设计城市轨道车辆的设计对其节能运行起着决定性的作用。
在车辆设计中,应考虑轻量化、低阻力等因素。
首先,通过采用轻量化的材料,可以减轻车辆的重量,从而降低能耗。
其次,减小车辆的空气阻力也能有效提高车辆的能效。
通过优化车体外形、减少车辆的空气阻力系数,可以降低车辆在高速运行时所受到的空气阻力,从而减少能源的消耗。
二、改善能源利用效率要实现城市轨道车辆的节能运行,还需要提高能源的利用效率。
一方面,可以通过提高车辆的能量回收利用率来实现。
例如,采用制动能量回收技术,将制动过程中产生的能量回收并储存起来,用于车辆的加速等其他工作。
另一方面,可以采用高效的动力系统,如永磁同步电机等,提高车辆的能源利用效率。
三、优化行车策略行车策略的合理设计对城市轨道车辆的节能运行至关重要。
在行车策略中,应考虑优化车辆的起停、加速和减速等行为,以减少能源的浪费。
例如,合理控制车辆的起停时间,避免频繁的起停操作,可以降低能源的消耗。
此外,通过合理的加速和减速控制,以减少能量的损耗,也能有效提高车辆的能效。
四、改善线路设计城市轨道车辆的线路设计也对其节能运行具有重要影响。
合理的线路设计可以减少车辆的能耗和运行时间。
一方面,线路设计应考虑减少车辆的弯道数量和半径,以降低车辆在转弯过程中受到的摩擦阻力和能量损耗。
另一方面,线路设计中应避免过多的上下坡,以减少车辆在爬坡和下坡过程中的能量消耗。
城市轨道车辆的节能运行方式涉及车辆设计、能源利用效率、行车策略和线路设计等多个方面。
通过优化车辆设计、改善能源利用效率、优化行车策略和改善线路设计等措施,可以有效提高城市轨道车辆的能效,实现节能运行。
城市轨道交通节能减排技术研究与应用如今,城市轨道交通已成为我国各大城市的重要交通工具,它具有运量大、速度快、安全可靠等优点,为缓解城市交通拥堵、减少尾气排放做出了巨大贡献。
然而,随着城市轨道交通的快速发展,能源消耗和碳排放问题也逐渐凸显出来。
为了实现城市轨道交通的绿色可持续发展,研究节能减排技术显得尤为重要。
一、城市轨道交通能耗现状二、节能减排技术研究与应用1.高效牵引电机技术牵引电机是城市轨道交通车辆最重要的部件之一,它的效率直接影响到轨道交通的能耗。
目前,我国城市轨道交通车辆普遍采用感应电机,但其效率相对较低。
而采用永磁电机、开关磁阻电机等高效电机,可以有效提高牵引电机的效率,降低能耗。
2.再生制动技术3.能量管理系统能量管理系统是一种对轨道交通车辆的能耗进行实时监测、分析和控制的技术。
通过能量管理系统,可以实现对车辆能耗的优化调度,提高能源利用率。
例如,通过合理控制轨道交通车辆的运行速度、加速度等参数,可以有效降低能耗。
4.节能型通风空调系统通风空调系统是城市轨道交通能耗较大的系统之一。
采用变频调速技术、新风节能技术等节能型通风空调系统,可以有效降低能耗。
例如,通过根据室内外温差和新风需求,自动调节通风空调系统的运行状态,实现节能。
5.智能交通系统智能交通系统是一种利用信息技术、数据通信技术等手段,实现城市轨道交通运行的高效、安全、环保的目标。
通过智能交通系统,可以实现对轨道交通车辆的实时监控、故障诊断等功能,提高运行效率,降低能耗。
城市轨道交通节能减排技术的研究与应用,对于实现城市轨道交通的绿色可持续发展具有重要意义。
我们应当加大研究力度,不断推广应用先进的节能减排技术,为我国城市轨道交通的可持续发展贡献力量。
同时,政府也应加大对城市轨道交通节能减排技术研究的投入,鼓励企业创新,推动城市轨道交通行业的绿色发展。
城市轨道交通节能减排技术研究与应用,这是一个涉及到环保、能源、科技多个领域的话题。
轨道工程设计中的轨道交通节能与减排一、引言随着城市化的不断发展和人口的不断增加,轨道交通作为一种高效、快速、环保的交通方式逐渐成为现代城市的重要组成部分。
然而,轨道交通系统的运营也需要大量的能源供应,同时也会产生相应的碳排放。
因此,在轨道工程设计中,如何降低轨道交通的能耗和减少碳排放成为一个重要的课题。
本文将探讨在轨道工程设计中的轨道交通节能与减排的相关内容。
二、轨道交通节能技术1.能源回收利用技术能源回收利用技术是轨道交通节能的重要手段之一。
常见的能源回收利用技术包括制动能量回收利用和空调余热回收利用。
制动能量回收利用技术通过将制动过程中的动力转化为电能,并回馈至电网中供电使用,从而最大限度地减少能源的浪费。
同时,轨道交通车辆在运行过程中会产生大量的余热,通过合理的设计和技术手段,可以将这些余热进行回收利用,用于供热或者热水供应等。
2.轻量化技术轻量化技术是轨道交通节能的另一个重要手段。
轨道交通系统的车辆和设备在设计和制造过程中,通过采用轻量化材料和结构设计,来降低整体重量,减少能耗。
例如,采用碳纤维复合材料替代传统的金属材料,可以在保证安全的前提下减轻车辆的重量,降低能耗。
3.智能能源管理系统通过智能能源管理系统,可以实时监测和控制轨道交通系统的能源消耗,从而达到最优化的节能效果。
该系统可以通过集成车辆、信号系统和供电系统等多个部件,实时调整和优化能源的供给和使用。
同时,通过利用大数据分析和预测算法,可以提前预测车辆运行等参数,进一步减少不必要的能源浪费。
三、轨道交通减排措施1.推广清洁能源以传统化石燃料为能源的轨道交通系统会产生大量的碳排放,为了减少碳排放,推广清洁能源是一个必然的选择。
目前,一些地区已经开始使用电力作为轨道交通的主要能源,电力的使用可以在很大程度上减少碳排放。
此外,也可以考虑利用风能、太阳能等可再生能源来供电,进一步降低碳排放。
2.优化线路规划在轨道工程设计中,合理的线路规划可以减少轨道交通系统的总能耗和碳排放。
“双碳”背景下城市轨道交通节能减排有效措施分析吴燕(福州职业技术学院,福建 福州 350108)摘要:“双碳”背景下,节能减排成为各领域发展的重大任务,轨道交通也不例外。
城市轨道交通作为正在快速发展阶段的公共交通基础措施,是“双碳”背景下实现节能减排的发展任务、减少能源消耗和减少碳排放量的关键也是轨道交通发展的重点。
研究在总结城市轨道交通碳排放现状的基础上,对能源消耗结构和影响因素进行分析,提出了供电节能、车站节能、车辆节能和运输组织模式节能的主要措施,并指出了城市轨道交通节能的主要方向,以期能为行业节能减排提供参考。
关键词:城市轨道交通;车辆能耗;车站能耗;节能减排课题项目:2023年福建省中青年教师教育科研项目(科技类)——基于PyroSim的综合实训室火灾模拟与疏散研究(JAT231240)引言“双碳”目标是我国基于碳排放量增加、环境问题日益严峻的显示问题而提出的。
2020年9月22日,习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出“我国C02排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。
目前,“双碳”目标已经成为我国长期转型发展战略。
城市轨道交通作为城市基础设施与公共交通的核心,以其电气化和大运量的特性,在碳减排领域占据重要地位。
中国城市轨道交通协会年报发布的数据显示,2021年我国范围内城市轨道交通的能耗为213.1亿kWh,同比增长率超23.6%,表明我国城市轨道交通发展与绿色节能降碳之间的矛盾日益凸显。
因此,为推动城市轨道交通的可持续发展,并助力“双碳”目标早日实现,我国城市轨道交通领域急需研究和制定可行的绿色节能技术路线,实施科学的碳排放管理,并通过不断的科技进步和创新实践,构建更加绿色、低碳、可持续的城市轨道交通体系,为城市的可持续发展和居民的幸福生活作出更大贡献[1]。
1城市轨道交通耗能现状分析城市轨道交通高效运作依赖大量电能,其中列车牵引和车站内部设施能耗相当,中央空调、通风和照明等设备能耗尤为突出,因此牵引和环控环节是轨道交通减少碳排放的关键所在。
城市轨道交通供电系统的节能措施与经济运行城市轨道交通供电系统是指城市地铁、轻轨等城市轨道交通系统的电力供应系统。
该系统的节能措施与经济运行关系到城市轨道交通的能源消耗和运营成本。
下面给出城市轨道交通供电系统的节能措施与经济运行的相关内容。
一、节能措施1. 采用高效、节能的供电设备:对城市轨道交通系统中的供电设备进行更新换代,采用高效、节能的变电站、牵引变压器和牵引逆变器等设备,提高能源利用效率。
2. 优化供电系统布局:合理设计供电系统的布局,减少线损和电能损耗,提高供电系统的输电效率。
3. 采用能量回馈技术:将制动过程中产生的电能回馈到电网中再利用,减少能量的浪费。
4. 采用智能能源管理系统:通过对供电系统和电网的监控和管理,实现对能源的合理调度,降低能耗。
5. 使用高效照明设备:在车站和隧道等场所使用高效节能的照明设备,减少能源消耗。
6. 合理规划列车运行方案:合理规划列车的起止站和停靠站,以减少能源的浪费。
二、经济运行1. 降低能源成本:通过节能措施的实施,减少能源消耗,降低能源成本。
3. 提高运输效率:通过提高供电系统的运行效率和设备的使用率,提高城市轨道交通系统的运输效率,增加收入。
4. 减少维修成本:通过对供电系统的设备进行定期检修和维护,及时发现设备故障并及时维修,减少维修成本。
5. 降低环境污染:城市轨道交通是一种清洁的交通方式,通过减少能源消耗和减少尾气排放,降低环境污染,提升城市形象。
城市轨道交通供电系统的节能措施与经济运行密切相关。
通过采取适当的节能措施,可以降低能源消耗和运营成本,提高城市轨道交通系统的经济效益和运行效率。
这也符合可持续发展的要求,对保护环境和改善居民出行环境有着积极的意义。
城市轨道交通环控节能策略分析发布时间:2023-01-31T08:47:16.925Z 来源:《中国建设信息化》2022年9月18期作者:徐广明[导读] 城市轨道交通占地面积大、运行时间长,因此能源消耗情况不容小觑徐广明苏州市轨道交通集团有限公司运营二分公司江苏苏州 21500摘要:城市轨道交通占地面积大、运行时间长,因此能源消耗情况不容小觑。
本文以城市轨道交通环控系统概述为切入点,针对新型环控系统节能技术控制方法进行了分析,在此技术上进一步提出了城市轨道交通环控系统节能优化措施,希望能为我国资源节约型社会的建设提供参考和借鉴。
关键词:轨道交通;城市交通;环控系统;节能策略一、城市轨道交通环控系统概述近几年,随着我国社会经济水平的快速发展,城市化进程不断加快,城市经济建设对交通以及出行提出了更高的要求,在这种情况下,就必须使用具备更强承载能力以及安全性能、做到准点准时到达和出发、服务质量较高的城市出行交通工具,在这种情况下,我国各大城市的轨道交通情况获得了巨大的发展。
但是也带来了一定的资源消耗问题,为了能够尽可能的提高轨道交通节能效果,必须对其进行充分的探讨和分析。
环控系统作为一个专用的软件管理模块,能够实现对于当前城市轨道交通系统内部的不同区域空间空调通风系统进行相应的控制,并且能够实现智能化节能优化,在能够保障当前轨道交通站台、大厅、设备房以及管理用房使用舒适程度以及可靠性等多种性能指标的前提下,进一步实现能源降低。
城市轨道交通环控系统具备节能控制的作用,能够通过大数据寻优算法以及分析技术的应用,完成通风空调节能控制的策略方案制定,进一步实现节能控制工作[1]。
当前,国内的城市轨道交通环境控制问题受到了越来越多的重视,要想达到最大限度地降低城市轨道交通的能源消耗,最大限度地降低城市的运行费用。
二、地铁车站环控系统重要性地铁环控系统是地铁运行的核心,因为它的地理位置,大部分都是在地下,离地面有一段距离。
城市轨道交通系统能源管理与优化一、绿色能源在城市轨道交通系统中的运用城市轨道交通系统是城市公共交通的重要组成部分,为城市的经济、社会和人民生活提供了保障。
城市轨道交通系统耗能大,对环境造成的压力也很大,为了实现可持续发展,需要对能源进行全局管理。
1.1.城市轨道交通系统能耗分析城市轨道交通系统的能耗主要包括列车牵引能耗、车站、车辆维修及空调等各项目能耗。
其中列车牵引能耗占整个系统能耗的60%左右,是系统内部的最大能耗源。
根据分析发现,城市轨道交通系统的能耗主要来自三个方面:(1)系统中列车高频率、高功率的启停过程;(2)列车运行过程中的制动过程;(3)列车运营方式中的空载运行方式。
1.2.绿色能源在城市轨道交通系统中的应用城市轨道交通系统的能源管理与优化,需要从能源消耗效率提高的角度入手。
其中,引入绿色能源是解决城市轨道交通系统能源问题的重要途径之一。
(1)太阳能光伏在轨道交通系统中,建设智慧站、车站顶棚安装光伏发电设施可以使得公共交通系统充分利用太阳能资源,实现可再生能源的利用。
(2)能量回收在列车通过车站的制动过程中,可以实现能量回收,将制动时产生的能量回收到供电系统中,实现能耗的再利用。
此外在列车系统设计时,也要有整体考虑,在牵引功率较大的高速段,通过设计实现能量回收。
二、城市轨道交通能源管理为了实现城市轨道交通的绿色发展,需要通过能源管理和优化,降低能耗,提高能源使用效率。
2.1.能耗监测做好轨道交通系统的能耗监测工作,对于制定科学合理的能源管理和优化方案有着重要意义。
对于整个系统中的每个细节,都需要使用传感器等方式收集数据,以便于系统集中管理和分析,从而制定相应措施,减少不必要的能源消耗。
2.2.智能系统城市轨道交通智能化系统是实现能源管理和优化的重要手段,对于实现节能减排具有重要作用。
通过智能可控制、集中监视和智能应急反应系统,可以实现更加精细的管理和优化,提高能源使用效率。
2.3.节能改造通过对存在的交通设施和设备进行改造和优化,以降低能耗,提高能源使用效率。
城市轨道交通环控系统节能途径分析
摘要:环控系统是城市轨道交通的重要组成部分,论文介绍了城市轨道交通环控系统的功能组成,通过对现有城市轨道交通环控系统能耗的综合分析,着重指出了几种可行的节能途径,以期对开展环控节能降耗及其他行业或系统的节能改造提供一定的参考借鉴。
关键词:城市轨道交通,环控系统,节能途径
一、引言
当前,我国正处于大规模城市化时期,伴随着经济大发展、城市规模扩张、人口骤长,城市交通日益拥挤,原有的道路及公共交通设施已不能满足要求,严重影响了百姓生活和经济发展。
因此,我国地铁的大量建设和广泛应用已经成为必然。
目前北京、上海、广州、深圳、南京、天津等城市均在新建地铁,更多的地铁线路正在筹建或论证中。
在近十到二十年内,国内将形成三大轨道交通网络:以北京为中心的华北地区、以上海为中心的长江三角洲和以广州、深圳为双中心的珠江三角洲,而沈阳、天津、成都、西安、南京、苏州、杭州、大连、武汉、重庆等大城市的轨道交通体系也呈星罗棋布之势。
城市轨道交通运营过程中,环控系统的用电量占了相当的比重,特别是带有空调的环控系统的用电量约占全部耗电量的40%左右。
因此如何在环控系统中采用节能装置对交通系统的经济运营具有十分重要的意义。
由于一年四季天气的变化,及一天内气温和客流量的变化,环控系统中采用变频调控将是节能的最有效措施。
因此在保证交通系统的正
常运营和乘客的热舒适性基础上,要根据不同季节的气象条件以及不同时刻的列车密度和客流情况来控制轨道交通空调通风系统的正常运行,制定最佳的节能有效的通风系统运行方案。
二、环控系统功能及组成
(一)环控系统功能
城市轨道交通环控系统是指在车站站厅、站台、隧道、设备及管理用房等处所的环境进行空气处理的系统。
其功能主要是调节指定区域内的空气温度、湿度,并控制二氧化碳、粉尘等有害物质的浓度,以满足人体健康及相关设备正常运行的要求。
城市轨道交通地下环境因封闭、湿度大、发热源多,故空气质量与地面其他场所相差较大。
在这里降温、除湿和排热是主要的空气处理手段,同时对新、回风中的粉尘、有害物质及人员呼出的二氧化碳进行过滤和处理,为乘客和工作人员创造一个舒适的环境,保证设备能持续、正常地运行。
(二)环控系统的组成
城市轨道交通环控系统主要由车站空调通风系统和隧道通风系统两部分组成。
车站空调通风系统包括公共区制冷空调通风系统,设备及管理用房空调通风系统,制冷空调循环水系统。
隧道通风系统包括区间隧道通风系统和车站区间排热系统。
三、环控系统的节能途径
城市轨道交通环控系统的设计是根据天气最热、远期高峰运营条件来计算的,并且留有10%-20%的设计余量,以保证在实际情况发生各种变化时系统仍可达到要求的参数。
而目前客流量远未达到设计额定值仅
在小负荷的情况下,因此环控系统的不当运行造成能源的大量浪费。
(一)通风系统的优化
目前城市轨道交通环控系统基本采用全空气系统,由于轨道交通系统运行的特点,风机的运行时间要长于制冷机,而且风机的功率远大于一般建筑的空调系统的风机,因此轨道交通风机能耗比例通常大于一般建筑的空调系统的风机能耗比例。
因此,城市轨道交通环控系统运行能耗中,风机能耗在占有最大的比例,考虑把节能的重点应放在风系统的节能优化上。
隧道通风系统风机正常情况每日从地铁运营开始至运营结束期间一直运作,是长期运作风机。
但实际工作中,近远期轨道交通系统内发热量不同、风机的排风量不同,因此宜采用变频风机来调节风量,既可以起到降低风机能耗的作用,又能满足功能要求和达到良好的效果,同时对风机的控制简单可靠容易实现,实现局部区域灵活控制等特点。
(二)集中供冷系统
目前国内轨道交通系统多为各站分设冷水机房,该设计方案各站供冷机房独立运行,互不影响,系统运行安全性较高。
但是制冷机房数量和占地面积大大增加,极大地加增加了初期投资和后期运行管理费用和难度。
集中供冷方式集中设置冷却塔和制冷设备,极大地挖掘了车站规模效应,使每个车站节约制冷设备投入及机房面积,合理调配各单位用冷负荷,提高制冷站的设备利用率及综合效益,解决冷却塔分站设置的难点,减轻对城市景观造成的负面影响,具有较强的技术优势。
因此,应该在受到条件限制不便设置冷却塔的地铁车站中大力推广这一集中
供冷方式。
(三)屏蔽门系统
屏蔽门把站台区域与列车运行区域隔离成为相互独立的空间,最大限度地避免了隧道区间与车站冷热气流的相互交换,一定程度上简化了车站环控系统,避免活塞风影响,大大减少了车站的冷气通过隧道的不必要散失,降低空调能耗和运营成本。
对于处于热带和亚热带地区的地铁轨道盒车站,炎热的夏季站内冷气需求非常高,安装屏蔽门后,可以将流失的能耗最大限度地集中在站厅范围内,降低运行费用。
以空气幕取代屏蔽门的系统,利用平面射流减缓隧道风流速,阻隔区间隧道风入侵,改善屏蔽门造成的狭弄效应,车站出入口适当加设空气幕,隔离车站内外空气,可以降低夏季和冬季空调系统负荷,实现节能。
(四)冰蓄冷空调系统
冰蓄冷空调是近十年来发展起来的一项新技术,可以转移用电高峰,适用于峰谷负荷差的运行工况,又能减少冷水机组等设备,充分利用电网低谷廉价电力,节约运行费用。
在保障正常交通功能的情况下,通过调整空调运行时间,均衡电力负荷,降低能耗,实现节能,负荷低峰制冰蓄能,负荷高峰化冰释冷。
冰蓄冷中央空调系统经济效益和社会效益显著,不仅容易满足低负荷期间的供冷要求,而且也容易在短时间内提供大于设计负荷的供冷量,应对突发高峰负荷和偶然异常高温现象。
有文献分析指出,地铁蓄冰可采用部分蓄冰方案,即约40%左右采用夜间制冷蓄冰,白天空调负荷由制冷机组和蓄冷设备共同提供,这种运行方式可减少总冷负荷的50%左右,电总容量的40%左右,可节约运
转费用30%左右。
(五)新型空调系统
地板送风系统利用架空地板与顶板间的空间形成送风静压箱,把空气送到人员活动处,回风系统设置于房间最大允许高度处,以获取最好的通风与热效率。
通过选用不同的末端散流器实现风量的调节,控制局部环境,处理后的空气直接送达人员活动区,提高热舒适性,可以在地板或人员活动处送风,在吊顶处回风,形成室内空气与污染气流向上置换的流态,利用热力分层,改善通风效率和空气质量。
四、结语
环控系统是城市轨道交通工程中的一个重要组成部分,设计的合理与否对使用环境产生巨大的影响,其重要性引起了国内外许多者和设计者的关注。
有效的节能手段使得环控能耗显著下降,节约了大量能源,从而减少了对于自然环境的影响,同时也符合当前建设节能型社会、和谐社会的趋势,具有良好的社会效益。