空調(diào)系統(tǒng)在軌道交通項(xiàng)目中投資只占1.35%，但運(yùn)行能耗卻高達(dá)35%以上，是名副其實(shí)的“用電大戶”。2020年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署與國際能源署聯(lián)合發(fā)布《制冷系統(tǒng)排放和政策綜合報(bào)告》顯示，通過對40余座典型車站現(xiàn)場測試，多數(shù)冷水機(jī)組COP為3.0~5.0，制冷機(jī)房系統(tǒng)全年平均運(yùn)行能效比<3.5，空調(diào)系統(tǒng)全年能效比<2.5，軌交行業(yè)制冷系統(tǒng)綜合能效普遍偏低，這可能帶來未來40年4600億噸溫室氣體的排放。軌道交通行業(yè)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排已迫在眉睫。
（示意圖）
為了提升空調(diào)系統(tǒng)能效，各地軌交集團(tuán)積極推進(jìn)新型節(jié)能設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用。2020年10月，寧波市軌道交通集團(tuán)召開寧波軌道交通智慧城軌新技術(shù)應(yīng)用專題會，明確推進(jìn)磁懸浮高效機(jī)房、軌道交通環(huán)控系統(tǒng)等方案試點(diǎn)應(yīng)用，以降低暖通系統(tǒng)整體能耗。
在此背景下，美的樓宇科技為正在建設(shè)的寧波地鐵6號線一期工程提供了完善的風(fēng)水聯(lián)動高效機(jī)房解決方案，項(xiàng)目中標(biāo)金額達(dá)1.4億，助力寧波軌道交通低碳智慧運(yùn)營。
風(fēng)水聯(lián)動高效機(jī)房解決方案
全線站點(diǎn)綜合能效達(dá)6.0以上
寧波地鐵6號線一期工程是貫通寧波市區(qū)東西方向的核心線路，串聯(lián)城市新舊核心區(qū)、重要產(chǎn)業(yè)功能區(qū)、衛(wèi)星城鎮(zhèn)以及機(jī)場等重要交通樞紐，線路全長約39.6公里，均為地下線，共設(shè)車站24座，其中換乘站13座。
為實(shí)現(xiàn)全線站點(diǎn)高效運(yùn)營，美的樓宇科技基于iBUILDING美的樓宇數(shù)字化平臺的底層能力，集成美的高效機(jī)房+智慧末端+智能環(huán)控節(jié)能控制系統(tǒng)，為其提供美的自研磁懸浮變頻離心機(jī)組、高效變頻水泵及水路組件、變流量冷卻塔、智慧風(fēng)系統(tǒng)末端（組合式空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管）、智能環(huán)控節(jié)能控制系統(tǒng)等軟硬件設(shè)備，以及系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)、BIM建模裝配式施工在內(nèi)的全生命周期系統(tǒng)解決方案。在打造高效機(jī)房的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)智能化風(fēng)水聯(lián)動，將使全線所有站點(diǎn)綜合能效達(dá)6.0以上。
那么，什么是“風(fēng)水聯(lián)動”？傳統(tǒng)的空調(diào)控制技術(shù)，空調(diào)水閥控制和空調(diào)風(fēng)量控制相互獨(dú)立，空調(diào)控制和冷水機(jī)房的控制相互獨(dú)立。而美的“風(fēng)水聯(lián)動”節(jié)能控制技術(shù)依托美控智能環(huán)控設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，對站點(diǎn)內(nèi)的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動控制，消除了空調(diào)控制的孤島，可根據(jù)空調(diào)運(yùn)行狀況預(yù)測負(fù)荷變化趨勢，并同步調(diào)節(jié)空調(diào)末端的風(fēng)量、冷源系統(tǒng)的冷凍水流量及冷水機(jī)組的負(fù)荷，保證各區(qū)域的舒適性，同時(shí)降低系統(tǒng)的綜合能耗，減小系統(tǒng)的控制波動。
美的磁懸浮離心機(jī)等全變頻產(chǎn)品方案
全負(fù)荷適配地鐵需求
在空調(diào)機(jī)組的選配上，對于冷水機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)等耗電量較高的設(shè)備，寧波地鐵6號線全部采用變頻高效產(chǎn)品，實(shí)行大小系統(tǒng)全變頻的方案，大大提升了設(shè)備效率，從而滿足機(jī)房整體能效指標(biāo)。
尤其是美的樓宇科技自主研發(fā)的鯤禹磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組，應(yīng)用了航天氣動技術(shù)、磁懸浮軸承控制技術(shù)、微通道冷媒散熱變頻器技術(shù)、高效永磁同步電機(jī)技術(shù)等多項(xiàng)核心技術(shù)，具有無摩擦、無潤滑、壽命長、噪音低、能效高、維護(hù)少等性能優(yōu)勢，全系列達(dá)到國家一級能效標(biāo)準(zhǔn)，獲得國家節(jié)能認(rèn)證及美國AHRI認(rèn)證，全負(fù)荷適配寧波地鐵6號線的制冷需求，大幅降低運(yùn)行能耗和運(yùn)維成本。
除了高效主機(jī)，項(xiàng)目還采用了電機(jī)效率高、傳動效率高、結(jié)構(gòu)效率高的永磁直驅(qū)冷卻塔，在標(biāo)準(zhǔn)工況下滿負(fù)荷工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，可節(jié)能約20%；在風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)化方面，用矩陣式消聲器取代片式消聲器，空調(diào)箱采用EC變頻風(fēng)機(jī)取代離心風(fēng)機(jī)，基于風(fēng)機(jī)能耗測試結(jié)果，綜合節(jié)能約20%。
美的高效智能環(huán)控節(jié)能控制系統(tǒng)
主動尋優(yōu)保持高效運(yùn)行狀態(tài)
在控制系統(tǒng)上，美的樓宇科技以美控強(qiáng)弱電一體柜與高精度傳感器的硬件為基礎(chǔ)，基于大數(shù)據(jù)分析的節(jié)能控制策略，提出軌道交通空調(diào)系統(tǒng)自適應(yīng)節(jié)能控制技術(shù)，即系統(tǒng)自動根據(jù)室內(nèi)外溫度、氣象站數(shù)據(jù)、客流量等參數(shù)，全面計(jì)算地下車站的實(shí)際空調(diào)負(fù)荷需求量，提前決策系統(tǒng)的開機(jī)時(shí)間、投入設(shè)備臺數(shù)、冷水機(jī)組預(yù)設(shè)溫度等參數(shù)，解決了軌道交通車站冷量供給與需求不匹配、控制過程滯后波動的問題。
美的高效智能環(huán)控節(jié)能控制系統(tǒng)采用主動尋優(yōu)模型，使全系統(tǒng)維持在高效運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能的目的。在控制策略中加入的室內(nèi)溫度設(shè)定值，可按人體舒適度區(qū)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，兼顧了節(jié)能需求和舒適度需求。經(jīng)過與常規(guī)運(yùn)行邏輯進(jìn)行對比測試，主動尋優(yōu)算法可以提供10-15%的節(jié)能貢獻(xiàn)。
寧波地鐵6號線iBUILGING智慧運(yùn)營中心
在智能運(yùn)維方面，項(xiàng)目采用美的iBUILDING智慧運(yùn)營中心，以iBUILDING美的樓宇數(shù)字化平臺為底座，創(chuàng)造一個(gè)基于BIM模型的建筑空間與設(shè)備運(yùn)維管理中樞，可提供三維可視無人值守機(jī)房管理功能，幫助管理人員更直觀、清晰地了解建筑信息、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等相關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)對建筑空間、設(shè)備資產(chǎn)的科學(xué)管理，提升運(yùn)維效率。
寧波地鐵6號線云能效管理平臺
此外，項(xiàng)目設(shè)置美的云能效管理平臺，該平臺依托iBUILDING的數(shù)字化底層能力，首次將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于軌道交通環(huán)控系統(tǒng)，通過云端大數(shù)據(jù)接入，實(shí)時(shí)上傳運(yùn)行數(shù)據(jù)，使用大數(shù)據(jù)挖掘算法實(shí)現(xiàn)AI在線系統(tǒng)診斷、能效評估等功能。
BIM建模裝配式施工
三維可視化提高施工效率
為保證現(xiàn)場的實(shí)際施工精度與水力計(jì)算結(jié)果保持一致，美的樓宇科技將車站的管道、設(shè)備及傳感器全都采用BIM建模，零部件按BIM模型進(jìn)行高精度工廠預(yù)制，并拼裝成模塊運(yùn)輸至現(xiàn)場安裝。
寧波地鐵6號線紅聯(lián)站優(yōu)化后BIM圖
采用BIM預(yù)制的安裝方式，施工現(xiàn)場只需要進(jìn)行模塊的簡單連接，機(jī)房的實(shí)際安裝時(shí)間將減少30%以上，大大提升了安裝效率，縮短了工期。此外，采用這種安裝方式，不僅保證了管道及設(shè)備安裝的施工質(zhì)量，也保證了系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際效果，在全國地鐵建設(shè)普遍工期緊張的情況下，BIM建模裝配式施工非常具有現(xiàn)實(shí)意義。
作為美的樓宇科技在華東區(qū)域又一條全線風(fēng)水聯(lián)動高效機(jī)房的地鐵項(xiàng)目，寧波地鐵6號線應(yīng)用美的軟硬件一體綜合解決方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)房能效突破，為后期華東區(qū)域乃至全國軌道交通項(xiàng)目樹立了樣板，具有極高的可復(fù)制性和借鑒意義。
未來，美的樓宇科技將持續(xù)秉承“GREEN FOR ONE”雙碳戰(zhàn)略，不斷創(chuàng)新產(chǎn)品與技術(shù)，完善軌道交通智慧解決方案，攜手行業(yè)推動中國城市軌道交通綠色發(fā)展。
