權(quán)利要求書： 1.一種基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法，其特征在于：確定制冷季單月變頻排熱風(fēng)機(jī)的節(jié)能率計(jì)算公式如下：上式中，pes為變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季單月節(jié)能率，單位％；100為常數(shù)，無量綱自然數(shù)；d(m)為單月累計(jì)天數(shù)，無量綱自然數(shù)；p(F·i)＝f(i)/50為變頻百分比，單位％，f(i)與50分別為變頻頻率值與工頻頻率值，單位Hz；i＝1和i＝n，變頻百分比起始與總變頻調(diào)節(jié)段數(shù)，無量綱自然數(shù)；d(i)為制冷季內(nèi)運(yùn)行在f(i)變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)的工作天數(shù)，無量綱自然數(shù)；

變頻百分比及其對應(yīng)天數(shù)的計(jì)算方法如下：(a)在制冷季內(nèi)，當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于9℃且低于10℃時，變頻百分比設(shè)定為60％；

當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于8℃且低于9℃時，則變頻百分比設(shè)定為70％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于7℃且低于8℃時，則變頻百分比設(shè)定為80％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值且低于7℃時，則變頻百分比設(shè)定為90％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差低于溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值時，則變頻百分比設(shè)定為100％，實(shí)施工頻運(yùn)行；

(b)在步驟(a)中，所述溫差為逐日最高氣溫與最低氣溫的差值，且氣溫為室外大氣環(huán)境空氣溫度；

(c)根據(jù)步驟(a)和步驟(b)，并利用現(xiàn)有或近期預(yù)報(bào)的室外大氣環(huán)境最高氣溫和最低氣溫，即能確定出變頻百分比及其所對應(yīng)的天數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法，其特征在于：在制冷季內(nèi)，所述溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值為6℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法，其特征在于：溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值的確定方法如下：(a)通過現(xiàn)場測定了若干個連續(xù)地鐵區(qū)間的空氣溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)公開的研究成果：夏季空氣溫度比冬季高，二者分別為23.5℃～27.5℃和16.5℃～20℃，并且，當(dāng)?shù)罔F區(qū)間空氣溫度與室外大氣環(huán)境中平均氣溫相差6℃時，地鐵區(qū)間空氣溫度并未有明顯波動；

(b)由于地鐵區(qū)間地層、土壤、維護(hù)結(jié)構(gòu)所釋放熱量與當(dāng)前室外大氣環(huán)境氣溫波動之間具有動平衡特性，具體表現(xiàn)為地鐵區(qū)間車站最高空氣溫度與最低空氣溫度非常接近，并且，最高空氣溫度與最低空氣溫度之間的平均空氣溫度近似等于室外大氣環(huán)境中逐日最低氣溫；

所述動平衡特性，是隧道區(qū)間地層、土壤、維護(hù)結(jié)構(gòu)所釋放熱量與當(dāng)前室外大氣環(huán)境氣溫波動之間的動態(tài)熱量收支平衡，具體表現(xiàn)為地鐵空間內(nèi)空氣溫度的小幅度波動；

(c)極大化步驟(a)中所述的室外大氣環(huán)境中平均氣溫，即近似等于室外大氣環(huán)境中逐日最高氣溫；

(d)綜合步驟(a)、步驟(b)和步驟(c)，確定溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值為6℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一所述基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法，其特征在于：所述變頻排熱風(fēng)機(jī)包括通風(fēng)機(jī)、變頻器和管網(wǎng)。

說明書： 一種基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及其裝備節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法。

背景技術(shù)[0002] 地鐵區(qū)間隧道與車站是半陷或者淺埋的狹長空間，地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及其裝備節(jié)能運(yùn)行，一直是業(yè)界關(guān)注的重要問題。中國大部分主要城市位于中低緯度地區(qū)，夏季濕

熱，夏季與制冷季基本重合，地鐵車站必須實(shí)施人工制冷降溫及減濕。為了控制規(guī)模、初投

資和節(jié)省運(yùn)行成本，實(shí)施人工制冷的車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，一般均設(shè)計(jì)了、安裝了和運(yùn)行著

排熱風(fēng)機(jī)及其管網(wǎng)子網(wǎng)絡(luò)。這個設(shè)備及其管網(wǎng)，一般簡稱為排熱風(fēng)機(jī)。在制冷季，排熱風(fēng)機(jī)

能直接排走地鐵列車車廂頂部冷凝器的冷凝熱，一般也能直接排走列車底部的摩擦熱。大

量研究與工程實(shí)踐說明，排熱風(fēng)機(jī)及其變頻運(yùn)行控制實(shí)現(xiàn)與地鐵站內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)控制、

室外大氣環(huán)境空氣溫度漸變、地鐵車站及其區(qū)間維護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性之間的優(yōu)化，仍是行業(yè)內(nèi)

的前沿問題。

[0003] 針對地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的空氣處理末端設(shè)備及其控制區(qū)域問題，潘展華等申請了“地鐵站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用變風(fēng)量分區(qū)控制風(fēng)機(jī)墻及控制方法”的發(fā)明專利，該申請包

括嵌在墻體內(nèi)的多臺風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)墻框架和底座，并且根據(jù)地鐵站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的不同制冷

系統(tǒng)運(yùn)行所需風(fēng)量對多臺風(fēng)機(jī)進(jìn)行區(qū)域劃分。但是，所涉及到的需風(fēng)量計(jì)算方法，是基于常

規(guī)空氣調(diào)節(jié)中的負(fù)荷計(jì)算與焓濕狀態(tài)點(diǎn)確定，繼而，潘展華等把調(diào)節(jié)時段劃分為早、中和晚

三個時間區(qū)段等。為滿足工況需要而啟動或者關(guān)閉風(fēng)機(jī)，王鑫榮等申請了“地鐵隧道風(fēng)機(jī)控

制系統(tǒng)”的發(fā)明專利，該申請具體由主電路、PLC(ProgrammableLogicController，即可編

程邏輯控制器)控制電路及強(qiáng)啟控制電路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營與災(zāi)變工況的切換。但是，不涉及

地鐵車站排熱運(yùn)行控制及其方法。針對地鐵排熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行與節(jié)能實(shí)現(xiàn)問題，唐敏等設(shè)計(jì)了

“地鐵軌道排熱風(fēng)機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)”的發(fā)明專利，該設(shè)計(jì)涉及一種地鐵軌道排熱風(fēng)機(jī)節(jié)能控

制系統(tǒng)，包括排熱風(fēng)機(jī)、紅外線光電開關(guān)傳感器、I/O模塊和可編程邏輯控制器，實(shí)現(xiàn)了對排

熱風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)時調(diào)整，避免了排熱風(fēng)機(jī)持續(xù)處于大功率狀態(tài)，有效排出軌行區(qū)熱量，并降

低了排熱風(fēng)機(jī)能耗。本質(zhì)上，唐敏等提出的裝置與實(shí)現(xiàn)方法，屬于信號系統(tǒng)與排熱風(fēng)機(jī)的聯(lián)

動運(yùn)行?；谠撀?lián)動的節(jié)能實(shí)現(xiàn)途徑，翁元等申請了“一種地鐵多站點(diǎn)風(fēng)機(jī)節(jié)能方法”的發(fā)

明專利，該專利以地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)為主控平臺，以信號專業(yè)的列車時刻表以及列車實(shí)時

狀態(tài)為依據(jù)，通過時間遞歸射算法和通用的聯(lián)動接口程序?yàn)轵?qū)動，最終，形成排熱風(fēng)機(jī)節(jié)能

運(yùn)行的實(shí)施方法。顯然，排熱風(fēng)機(jī)及其變頻器運(yùn)行控制是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵。針對此關(guān)鍵問題

的解決途徑，談洪朝等設(shè)計(jì)了“地鐵地下車站用節(jié)能排熱風(fēng)機(jī)系統(tǒng)”的發(fā)明專利，該專利包

括帶有變頻電機(jī)的排熱風(fēng)機(jī)、安裝有可編程控制器、變頻器、交流接觸器的風(fēng)機(jī)變頻控制柜

和帶有傳感器的傳感器接線盒，其中，傳感器包括溫度傳感器、光控傳感器、聲控傳感器、振

動傳感器和光電傳感器；實(shí)際上，依靠光控傳感器、聲控傳感器、振動傳感器和光電傳感器

探測地鐵列車及其是否進(jìn)站，并形成排熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行調(diào)節(jié)策略，此外，溫度傳感器則測量車站

車道溫度變化，繼而制定出排熱風(fēng)機(jī)的運(yùn)行控制策略。針對上述策略，田炳權(quán)等申請了“一

種地鐵屏蔽門系統(tǒng)排熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率確定方法”的發(fā)明專利，具體采用隧道溫度傳感器實(shí)

時監(jiān)測隧道壁面溫度，并計(jì)算溫升速率，當(dāng)溫升速率大于溫升速率閾值時，開啟排熱風(fēng)機(jī)；

此外，吳小俊等申請了“一種地鐵排熱風(fēng)機(jī)的節(jié)能控制方法及系統(tǒng)”的發(fā)明專利，該專利的

特征在于：環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)接收隧道分布式感溫光纖系統(tǒng)發(fā)送的隧道各段溫度數(shù)值，

通過與預(yù)設(shè)值的溫度進(jìn)行比較，按指定頻率控制排熱風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度。

[0004] 歸納起來，上述專利及其涉及實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，主要通過列車信號系統(tǒng)、隧道空氣溫度測定、常規(guī)空氣調(diào)節(jié)計(jì)算、傳感變送和常規(guī)的可編程邏輯控制器等，單一功能或者多模塊組

合，實(shí)現(xiàn)排熱風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行控制；但是，仍存在系統(tǒng)復(fù)雜、信號來源龐雜、地鐵車站及其區(qū)間

維護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性利用不充分和調(diào)節(jié)依據(jù)闡述不清晰等工程技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法，能迅速快捷確定出制冷季內(nèi)變頻排熱風(fēng)機(jī)的逐

日變頻頻率值及其對應(yīng)的天數(shù)、節(jié)能率。

[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法，確定制冷季單月變頻排熱風(fēng)機(jī)的節(jié)能率計(jì)算公式如下：

[0007][0008] 上式中，pes為變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季單月節(jié)能率，單位％；100為常數(shù)，無量綱自然數(shù)；d(m)為單月累計(jì)天數(shù)，無量綱自然數(shù)；p(F·i)＝f(i)/50為變頻百分比，單位％，f(i)與50

分別為變頻頻率值與工頻頻率值，單位Hz；i＝1和i＝n，變頻百分比起始與總變頻調(diào)節(jié)段

數(shù)，無量綱自然數(shù)；d(i)為制冷季內(nèi)運(yùn)行在f(i)變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)的工作天數(shù)，無量綱自

然數(shù)。

[0009] 變頻百分比及其對應(yīng)天數(shù)的計(jì)算方法如下：[0010] (a)在制冷季內(nèi)，當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于9℃且低于10℃時，變頻百分比設(shè)定為60％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于8℃且低于9℃時，則變頻百分比設(shè)定為70％；當(dāng)逐日當(dāng)日的

溫差不低于7℃且低于8℃時，則變頻百分比設(shè)定為80％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于溫差波

動基準(zhǔn)線數(shù)值且低于7℃時，則變頻百分比設(shè)定為90％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差低于溫差波動基

準(zhǔn)線數(shù)值時，則變頻百分比設(shè)定為100％，實(shí)施工頻運(yùn)行；

[0011] (b)在步驟(a)中，所述溫差為逐日最高氣溫與最低氣溫的差值，且氣溫為室外大氣環(huán)境空氣溫度；

[0012] (c)根據(jù)步驟(a)和步驟(b)，并利用現(xiàn)有或近期預(yù)報(bào)的室外大氣環(huán)境最高氣溫和最低氣溫，即能確定出變頻百分比及其所對應(yīng)的天數(shù)。

[0013] 在制冷季內(nèi)，所述溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值為6℃。溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值的確定方法如下：

[0014] (a)通過現(xiàn)場測定了若干個連續(xù)地鐵區(qū)間的空氣溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)公開的研究成果：夏季空氣溫度比冬季高，二者分別為23.5℃～27.5℃和16.5℃～20℃，并且，當(dāng)?shù)罔F區(qū)間空

氣溫度與室外大氣環(huán)境中平均氣溫相差6℃時，地鐵區(qū)間空氣溫度并未有明顯波動；

[0015] (b)由于地鐵區(qū)間地層、土壤、維護(hù)結(jié)構(gòu)所釋放熱量與當(dāng)前室外大氣環(huán)境氣溫波動之間具有動平衡特性，具體表現(xiàn)為地鐵區(qū)間車站最高空氣溫度與最低空氣溫度非常接近，

并且，最高空氣溫度與最低空氣溫度之間的平均空氣溫度近似等于室外大氣環(huán)境中逐日最

低氣溫；

[0016] 所述動平衡特性，是隧道區(qū)間地層、土壤、維護(hù)結(jié)構(gòu)所釋放熱量與當(dāng)前室外大氣環(huán)境氣溫波動之間的動態(tài)熱量收支平衡，具體表現(xiàn)為地鐵空間內(nèi)空氣溫度的小幅度波動；

[0017] (c)極大化步驟(a)中所述的室外大氣環(huán)境中平均氣溫，即近似等于室外大氣環(huán)境中逐日最高氣溫；

[0018] (d)綜合步驟(a)、步驟(b)和步驟(c)，確定溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值為6℃。[0019] 所述變頻排熱風(fēng)機(jī)包括通風(fēng)機(jī)、變頻器和管網(wǎng)。[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：本發(fā)明能直接量化地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中排熱風(fēng)機(jī)制冷季的逐日變頻百分比，能避免逐時調(diào)節(jié)的繁瑣，也能避免常規(guī)方

法頻繁改變及其校核排熱風(fēng)機(jī)變頻頻率值，并能避免布設(shè)傳感器的高投入，能迅速快捷確

定出變頻頻率值、變頻百分比及其二者對應(yīng)的逐日天數(shù)，也能預(yù)估出變頻運(yùn)行的當(dāng)日節(jié)能

率和月節(jié)能率，甚至能預(yù)評價制冷季節(jié)能率，最終，實(shí)現(xiàn)排熱風(fēng)機(jī)高效節(jié)能運(yùn)行。

附圖說明[0021] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的中國天氣網(wǎng)數(shù)據(jù)與地鐵站臺安檢區(qū)實(shí)測最高氣溫與最低氣溫對比曲線圖；

[0022] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的06月、07月和08月的溫差逐日波動對比曲線圖；[0023] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的06月、07月和08月的溫差不低于6℃天數(shù)統(tǒng)計(jì)與排熱風(fēng)機(jī)功率消耗曲線圖；

[0024] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的06月、07月和08月的功率消耗百分率與累計(jì)節(jié)能率對比曲線圖。

具體實(shí)施方式[0025] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

[0026] 本發(fā)明基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季的節(jié)能率計(jì)算方法，所述變頻排熱風(fēng)機(jī)由通風(fēng)機(jī)、變頻器和管網(wǎng)組成，其特點(diǎn)是：

[0027] 確定制冷季單月變頻排熱風(fēng)機(jī)的節(jié)能率計(jì)算公式如下：[0028][0029] 式(1)中，pes為變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季單月節(jié)能率，單位％；100為常數(shù)，無量綱自然數(shù)；d(m)為單月累計(jì)天數(shù)，無量綱自然數(shù)；p(F·i)＝f(i)/50為變頻百分比，單位％，f(i)與50

分別為變頻頻率值與工頻頻率值，單位Hz；i＝1和i＝n，變頻百分比起始與總變頻調(diào)節(jié)段

數(shù)，無量綱自然數(shù)；d(i)為制冷季內(nèi)運(yùn)行在f(i)變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)的工作天數(shù)，無量綱自

然數(shù)。

[0030] 其中，變頻百分比及其對應(yīng)天數(shù)的計(jì)算方法如下：[0031] (a)在制冷季內(nèi)，當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于9℃且低于10℃時，變頻百分比設(shè)定為60％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于8℃且低于9℃時，則變頻百分比設(shè)定為70％；當(dāng)逐日當(dāng)日的

溫差不低于7℃且低于8℃時，則變頻百分比設(shè)定為80％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于溫差波

動基準(zhǔn)線數(shù)值且低于7℃時，則變頻百分比設(shè)定為90％；當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差低于溫差波動基

準(zhǔn)線數(shù)值時，則變頻百分比設(shè)定為100％，實(shí)施工頻運(yùn)行；

[0032] (b)在步驟(a)中，所述溫差為逐日最高氣溫與最低氣溫的差值，且氣溫為室外大氣環(huán)境空氣溫度；在制冷季內(nèi)，所述溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值為6℃；

[0033] (c)根據(jù)步驟(a)和步驟(b)，并利用現(xiàn)有或近期預(yù)報(bào)的室外大氣環(huán)境最高氣溫和最低氣溫，即能確定出變頻百分比及其所對應(yīng)的天數(shù)。

[0034] 其中，溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值的確定方法如下：[0035] a)通過現(xiàn)場測定了3個連續(xù)地鐵區(qū)間的空氣溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)公開的研究成果：夏季空氣溫度比冬季高，二者分別為23.5℃～27.5℃和16.5℃～20℃，并且，當(dāng)?shù)罔F區(qū)間空氣溫

度與室外大氣環(huán)境中平均氣溫相差6℃時，地鐵區(qū)間空氣溫度并未有明顯波動；

[0036] b)由于地鐵區(qū)間地層、土壤、維護(hù)結(jié)構(gòu)所釋放熱量與當(dāng)前室外大氣環(huán)境氣溫波動之間具有動平衡特性，具體表現(xiàn)為地鐵區(qū)間車站最高空氣溫度與最低空氣溫度非常接近，

并且，最高空氣溫度與最低空氣溫度之間的平均空氣溫度近似等于室外大氣環(huán)境中逐日最

低氣溫；

[0037] 所述動平衡特性，是隧道區(qū)間地層、土壤、維護(hù)結(jié)構(gòu)所釋放熱量與當(dāng)前室外大氣環(huán)境氣溫波動之間的動態(tài)熱量收支平衡，具體表現(xiàn)為地鐵空間內(nèi)空氣溫度的小幅度波動；例

如，公開的實(shí)測數(shù)據(jù)表明：在2017年03月期間，某地鐵車站站廳層安檢區(qū)最高空氣溫度和最

低空氣溫度依次為15℃和14℃，基本高于或等于當(dāng)?shù)?017年03月的室外大氣環(huán)境中逐日最

高氣溫，并且，地鐵空間內(nèi)空氣溫度幾乎不受室外環(huán)境氣溫逐時波動的影響，基本只受到室

外環(huán)境氣溫逐日波動的影響；

[0038] c)極大化步驟a)中所述的室外大氣環(huán)境中平均氣溫，即近似等于室外大氣環(huán)境中逐日最高氣溫；

[0039] d)綜合步驟a)、步驟b)和步驟c)，確定溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值為6℃。[0040] 下面是應(yīng)用本發(fā)明方法的一個工程實(shí)施例。[0041] 參見圖1至圖4，在圖1中，縱坐標(biāo)的變量為空氣溫度及其單位℃，下部橫坐標(biāo)的變量為Date(即日期)及其單位自然數(shù)，上部橫坐標(biāo)的變量為Number(即序號)及其單位自然

數(shù)，“―□―Maxi?1”和“―○―Mini?1”依次為來自中國天氣網(wǎng)公開的2017年03月室外大氣

環(huán)境中最高氣溫和最低氣溫，“―■―Maxi?2”和“―●―Mini?2”依次為實(shí)測的2017年03月

青島地鐵3號線五四廣場站站廳層安檢區(qū)最高氣溫和最低氣溫。如圖1所示，在2017年03月

期間，該安檢區(qū)最低氣溫為14℃、最高氣溫為15℃，上述氣溫基本高于當(dāng)?shù)?017年03月的室

外大氣環(huán)境中最高氣溫和最低氣溫。這表明青島地鐵3號線五四廣場站的隧道區(qū)間地層、土

壤、維護(hù)結(jié)構(gòu)所釋放熱量與當(dāng)前室外大氣環(huán)境氣溫波動之間具有動平衡特性，該特性實(shí)現(xiàn)

了五四廣場站地下空間內(nèi)氣溫的削峰填谷作用，并維持了空間內(nèi)氣溫小幅度波動。進(jìn)一步

歸納為，地鐵站臺地下空間內(nèi)氣溫的逐時波動受到室外大氣環(huán)境氣溫逐時波動的影響小，

而受到逐日波動的影響明顯。

[0042] 在室外大氣環(huán)境氣溫逐日波動中，涉及到單日最高氣溫與最低氣溫，二者氣溫的差值，簡稱為溫差，其單位為℃。圖2是溫差逐日波動(06月、07月和08月的對比)。在圖2中，

縱坐標(biāo)的變量為溫差及其單位℃，橫坐標(biāo)的變量為Date(即日期)及其單位自然數(shù)，“―△―

June”、“―◇―July”和“―☆―August”依次為06月、07月和08月的溫差逐日波動，數(shù)據(jù)來

自于中國天氣網(wǎng)公布的2017年06月、07月和08月室外大氣環(huán)境中最高氣溫、最低氣溫及其

二者的溫差。此外，在圖2中，“―┼―Baseline”為溫差波動基準(zhǔn)線，其溫差數(shù)值為6℃；該溫

差波動基準(zhǔn)線的確定步驟如下：

[0043] a)連續(xù)測定了3個連續(xù)地鐵區(qū)間的氣溫?cái)?shù)據(jù)，并得出：夏季氣溫比冬季高，二者分別為23.5℃～27.5℃和16.5℃～20℃，并且，當(dāng)?shù)罔F區(qū)間氣溫與室外大氣環(huán)境中平均氣溫

相差6℃時，地鐵區(qū)間氣溫并未有明顯波動；

[0044] b)由于地鐵區(qū)間地層、土壤、維護(hù)結(jié)構(gòu)所釋放熱量與當(dāng)前室外大氣環(huán)境氣溫波動之間具有動平衡特性，具體表現(xiàn)為地鐵區(qū)間車站最高氣溫與最低氣溫的非常接近，并且，最

高氣溫與最低氣溫之間的平均氣溫近似等于室外大氣環(huán)境中逐日最低氣溫；

[0045] c)極大化步驟a)中的室外大氣環(huán)境中平均氣溫，即近似等于室外大氣環(huán)境中逐日最高氣溫；

[0046] d)綜合步驟a)、b)和c)，得到溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值為6℃。[0047] 應(yīng)用確立的溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值6℃，并利用中國氣象網(wǎng)公開的青島2017年06、07月和08月室外大氣環(huán)境逐日最低氣溫和逐日最高氣溫，統(tǒng)計(jì)出溫差不低于6℃的天數(shù)，如圖

3所示。在圖3中，左縱坐標(biāo)的變量為“Daynumber”(即天數(shù))及其單位DDN(即無量綱數(shù))，下

橫坐標(biāo)的變量為“Falue”(即變頻頻率值)及其單位Hz(即赫茲)，“―△―June”、“―

◇―July”和“―☆―August”依次為06月、07月和08月的不低于溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值天數(shù)

與變頻頻率值之間的因變曲線。在圖3中，變頻頻率值與天數(shù)之間的因變關(guān)系確立如下：

[0048] (a)在制冷季(青島當(dāng)?shù)貫?6月、07月和08月)內(nèi)，當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于溫差波動基準(zhǔn)線數(shù)值且低于7℃時，地鐵車站變頻排熱風(fēng)機(jī)的變頻頻率值設(shè)定為45Hz(即工頻頻率

的90％)；

[0049] (b)并且，當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于7℃且低于8℃時，地鐵車站變頻排熱風(fēng)機(jī)的變頻頻率值設(shè)定為40Hz(即工頻頻率的80％)；

[0050] (c)并且，當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于8℃且低于9℃時，地鐵車站變頻排熱風(fēng)機(jī)的變頻頻率值設(shè)定為35Hz(即工頻頻率的70％)；

[0051] (d)并且，當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差不低于9℃且低于10℃時，地鐵車站變頻排熱風(fēng)機(jī)的變頻頻率值設(shè)定為30Hz(即工頻頻率的60％)；

[0052] (e)此外，在過渡季節(jié)，當(dāng)逐日當(dāng)日的溫差更大時，依次逐級遞減地鐵車站變頻排熱風(fēng)機(jī)的變頻頻率值，最終，直至停機(jī)，不再排熱；在供熱季，關(guān)閉排熱風(fēng)機(jī)，利用地鐵列車

剎車產(chǎn)生的熱量補(bǔ)充供熱季的通風(fēng)空調(diào)熱量。

[0053] 在青島某線某地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制冷季內(nèi)，開啟變頻排熱風(fēng)機(jī)，該排熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為40m3/s、靜壓為600Pa、功率為55kW和電網(wǎng)輸入工頻為50Hz，配備了F

(ariableoltageandariableFrequency，即變電壓與變頻率)調(diào)節(jié)器(簡稱變頻器)，

本機(jī)具備了變頻運(yùn)行調(diào)節(jié)功能。在流體力學(xué)、泵與風(fēng)機(jī)的經(jīng)典理論中，有如下關(guān)系式：

[0054][0055] 在式(2)中，f(i)為某一變頻頻率值，Hz；f(i+1)為另一變頻頻率值，Hz；N(i)為f(i)變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)所消耗功率，kW；N(i+1)為f(i+1)變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)所消耗功率，kW；1/

3為冪函數(shù)的數(shù)值，無量綱數(shù)。

[0056] 利用式(2)，得到制冷季內(nèi)某變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)功率消耗計(jì)算式如式(3)所示：

[0057] N(i)·(d)＝d(i)·N(i)(3)；[0058] 在式(3)中，N(i)·(d)為制冷季內(nèi)f(i)變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)功率消耗量，kW；d(i)制冷季內(nèi)運(yùn)行在f(i)變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)的工作天數(shù)，無量綱自然數(shù)。

[0059] 利用式(3)，結(jié)合圖3中“Falue”與“DayNumber”之間的對應(yīng)關(guān)系(即變頻頻率值與天數(shù)之間的因變關(guān)系)，并根據(jù)前述青島某線某地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中變頻排熱

風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)，繪制出變頻頻率值與變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)功率消耗量的關(guān)系圖，如圖3

所示。在圖3中，右縱坐標(biāo)的變量為“ConsumedPower”(變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)功率消耗量)

及其單位kW，上橫坐標(biāo)的變量為“Falue”(即變頻頻率值)及其單位Hz(即赫茲)，“―

▲―June”、“―◆―July”和“―★―August”依次為06月、07月和08月的變頻頻率值與變頻

頻率值下排熱風(fēng)機(jī)功率消耗量之間的因變曲線。

[0060] 利用式(3)，得到了制冷季內(nèi)變頻排熱風(fēng)機(jī)功率消耗及百分率計(jì)算式如式(4)所示：

[0061] ppc＝(100·d(i)·N(i))/(d(i)·N(j))(4)；[0062] 在式(4)中，ppc為排熱風(fēng)機(jī)f(i)變頻頻率值下運(yùn)行與工頻運(yùn)行相比的功率消耗百分率，％；N(j)為排熱風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行的功率消耗，kW；100為常數(shù)，無量綱自然數(shù)。

[0063] 利用式(4)，結(jié)合圖3中“Falue”與“ConsumedPower”之間的因變關(guān)系(即，變頻頻率值與變頻頻率值下排熱風(fēng)機(jī)功率消耗量之間的因變關(guān)系)，并根據(jù)前述青島某線某

地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中變頻排熱風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)，繪制出變頻頻率值與排熱風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)

行與工頻運(yùn)行相比的功率消耗百分率的關(guān)系圖，如圖4所示。在圖4中，左縱坐標(biāo)的變量為

“Power?ConsumingPercent”(功率消耗百分率)及其單位％，下橫坐標(biāo)的變量為“F

alue”(即變頻頻率值)及其單位Hz(即赫茲)，“―△―June”、“―◇―July”和“―☆―

August”依次為06月、07月和08月功率消耗百分率與變頻頻率值之間的因變曲線。

[0064] 確立變頻頻率值及其所對應(yīng)的累計(jì)天數(shù)后，結(jié)合排熱風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)，得到變頻排熱風(fēng)機(jī)單月節(jié)能率，其計(jì)算公式如式(5)所示：

[0065][0066] 在式(5)中，pes為變頻排熱風(fēng)機(jī)單月節(jié)能率，％；i＝1及n排熱風(fēng)機(jī)f(i)變頻頻率值及其累計(jì)數(shù)，無量綱自然數(shù)；d(m)為單月累計(jì)天數(shù)，無量綱自然數(shù)。

[0067] 利用式(5)，并結(jié)合前述變頻排熱風(fēng)機(jī)的變頻頻率值及其所對應(yīng)的天數(shù)，計(jì)算出變頻排熱風(fēng)機(jī)單月節(jié)能率與單月累計(jì)功率消耗之間的關(guān)系圖，如圖4所示。在圖4中，上橫坐標(biāo)

的變量為“AccumulatedPower?Consuming”(變頻排熱風(fēng)機(jī)單月累計(jì)功率消耗)及其單位

kW，右縱坐標(biāo)的變量為“AccumulatedEnergy?SavingPercent”(即變頻排熱風(fēng)機(jī)單月節(jié)能

率或者變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季平均節(jié)能率)及其單位％，“▲June”、“◆July”和“★August”依

次為06月、07月和08月的累計(jì)功率消耗與節(jié)能率之間的對應(yīng)關(guān)系。圖4的數(shù)據(jù)表明，針對上

述的青島某線某站變頻排熱風(fēng)機(jī)，2017年06月、07月、08月的累計(jì)功率消耗，依次為

1178.92kW、1528.39kW和1339.85kW，上述累計(jì)功率消耗所對應(yīng)的節(jié)能率為28.55％、

10.36％和21.42％。

[0068] 進(jìn)一步，變頻排熱風(fēng)機(jī)及其在制冷季內(nèi)運(yùn)行的節(jié)能率，能通過如下步驟，實(shí)現(xiàn)普適性的量化計(jì)算：

[0069] (a)在式(2)中，令f(i+1)＝f(j)和N(i+1)＝N(j)，繼而，整理式(2)，則有下式：[0070][0071] 在式(6)中，f(j)為工頻頻率，一般為50Hz；p(F·i)為變頻頻率值f(i)與工頻頻率的比例值，簡稱變頻百分比，％。

[0072] (b)把式(6)代入式(5)，整理，得到式(1)：[0073][0074] 利用式(1)，并根據(jù)青島室外大氣環(huán)境最低氣溫和最高氣溫(中國天氣網(wǎng)公布的2017年06、07月和08月數(shù)據(jù))為特例，計(jì)算出制冷季變頻排熱風(fēng)機(jī)單月節(jié)能率，具體計(jì)算步

驟如下：

[0075] (a)在制冷季內(nèi)，變頻排熱風(fēng)機(jī)的變頻百分比為60％(30Hz)、70％(35Hz)、80％(40Hz)、90％(45Hz)、100％(50Hz，工頻頻率運(yùn)行)及其對應(yīng)的天數(shù)依次為：06月，60％、1day

(天)，70％、2day(天)，80％、5day(天)，90％、7day(天)，100％、15day(天)；07月，80％、2day

(天)，90％、3day(天)，100％、26day(天)；08月，80％、3day(天)，90％、7day(天)，100％、

21day(天)；

[0076] (b)把上述數(shù)據(jù)代入式(6)，則計(jì)算得到：06月，28.55％；07月，10.36％；08月，21.42％；

[0077] (c)歸納前述(a)中的數(shù)據(jù)，制冷季內(nèi)共計(jì)的92天期間，變頻排熱風(fēng)機(jī)的變頻百分比及其天數(shù)依次為，60％為1day(天)，70％為2day(天)，80％為10day(天)，90％為17day

(天)，100％為62day(天)，把以上數(shù)據(jù)代入式(6)，則得到制冷季內(nèi)變頻排熱風(fēng)機(jī)平均節(jié)能

率為20.11％。

[0078] 通過分析具體實(shí)施方案，做出如下歸納：①在制冷季內(nèi)，變頻排熱風(fēng)機(jī)的月節(jié)能率，既受到變頻百分比影響，也受到所對應(yīng)變頻百分率的運(yùn)行天數(shù)影響；變頻排熱風(fēng)機(jī)的制

冷季節(jié)能率直接受到變頻百分比及其累計(jì)天數(shù)的影響，逐日特征顯著。②利用公開的歷史

數(shù)據(jù)，能計(jì)算出變頻排熱風(fēng)機(jī)節(jié)能率；此外，利用天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，能直接手動設(shè)定逐日預(yù)設(shè)

變頻百分比或者人工智能程控設(shè)定預(yù)設(shè)變頻百分比；因此，本發(fā)明提出了一種具有簡單、可

靠和初投資低的基于逐日調(diào)節(jié)的變頻排熱風(fēng)機(jī)制冷季節(jié)能率計(jì)算方法。

[0079] 以上通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。凡利用

本發(fā)明所述的技術(shù)方案，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案的啟發(fā)下，在本發(fā)明的實(shí)

質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)出類似的技術(shù)方案而達(dá)到上述技術(shù)效果的，或者對申請范圍所作的

均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋保護(hù)范圍之內(nèi)。