对于常规的主要采用全空气系统的地铁车站，空调末端设备主要包括大系统的空调器，小系统的末端设备主要包括空调器或者风机盘管加新风空调器。空调末端设备的节能控制，主要是以上设备的节能控制。地铁车站公共区为人员密集场所，客流强度大、人员密度高，新风负荷也十分惊人，部分车站的新风负荷甚至能达到大系统总负荷的25%-35%。因此，采用公共区新风量的动态控制，在满足相关规范要求的前提下，最大程度降低新风量来降低新风负荷，对于整个地铁车站的节能运行是十分有必要的。《地铁设计规范》（GB 50157-2013）第13.2.17条规定：（地下车站公共区通风与空调系统）当采用闭式运行时，其新鲜空气量不应少于12.6m3，且系统的新风量不应少于总送风量的10%。第13.2.18条规定：当采用空调系统时，每个乘客每小时需供应的新鲜空气量不应少于12.6m3，且系统的新风量不应少于总送风量的10%。第13.2.19条规定：地下车站公共区内的二氧化碳(CO2)日平均浓度应小于1.5‰。由以上条文可知，地铁车站大系统的新风量，不仅需满足人员新风量的要求，同时需满足不少于总送风量的10%，且需保证公共区的二氧化碳浓度小于1.5‰。目前的地铁车站，均安装有CO2浓度传感器，可以检测CO2浓度的变化。由于可以认为每个人呼吸产生的CO2浓度相同的，因此公共区的客流的变化，即可以反映公共区内的CO2浓度的变化。广州某典型车站的夏季某典型日的客流变化曲线，如下图所示。
图一、 广州某典型车站的夏季某典型日的客流变化曲线
公共区的产生的CO2浓度与上述曲线的规律相同，呈现明显的早晚高峰的峰谷的特征。新风机所提供的新风量，是确保空调房间空气品质的必要条件，应随时满足空调末端的使用需求。大系统的最小新风量的确定，可根据站厅、站台层公共区的实时监测的C02浓度来定。C02并不是污染物，也不能完全反映空气质量的状况，C02浓度达到要求并不能完全代表室内空气品质就合格，因为室内还可能会存在其他易挥发性污染物，但以C02浓度作为主要指标可以较准确地反映室内控制的质量。采用CO2浓度其浓度较好地反映了新风供应与需求之间的关系：若小新风机的新风风量 > 新风需用量，则C02浓度下降；若小新风机的新风风量 << span=""> 新风需用量，则C02浓度上升；若小新风机的新风风量＝新风需用量，则C02浓度不变。因此，只要根据空调末端区域的空气质量要求设定一个C02浓度值，通过有效调控新风供应量使该浓度值的相对稳定，即可同时兼顾空调舒适度和节能运行两方面的需求。为较好的控制新风量的变化，大系统需设置有小新风机，采用小新风机变频调节的方式控制系统新风量的变化。可根据新风机组的空调区域功能特征设定C02 浓度值，同时还可设置C02浓度的上、下限保护值，以及保护起始值和保护解除值。并在该空调区域内适当位置设置C02 浓度传感器，给送风机配置带有变频调速功能的自动控制装置，就可以实现最小新风量的动态控制。将检测得到的C02浓度值与设定C02浓度值进行比较，根据偏差值的大小，由变频调速控制装置调节送风机的运行频率，以调节新风风量。由此构成末端空调区域C02 浓度的闭环控制。小新风空调工况时，根据站厅、站台CO2浓度进行小新风机频率调节，当1000ppm≤CO2浓度≤1200ppm时，小新风机初始运行频率50Hz；当800ppm≤CO2浓度≤1000ppm时，小新风机初始运行频率37.5Hz；当CO2浓度<800ppm时，小新风机初始运行频率25hz；当co< span="">2浓度变化时，新风机频率也根据CO2浓度的变化进行风机频率的加减载的变化。回排风机频率根据风量平衡“回排风机风量=组合空调器送风量-小新风机风量”计算确定。这样，通过动态调节控制，就可以实现满足新风需求的最小新风量供给，从而大大降低新风负荷，实现地铁车站的节能运行。常规地铁车站通风空调系统各子系统的全年能耗比例如下图所示：
图三、 通风空调子系统全年能耗比例饼图
由上图可知，大系统能耗占比为16%，同时大系统的耗能与地铁车站的客流关联较大，由图 3‑35可知，车站的客流呈现明显的峰谷变化的特征，峰谷期的大系统空调负荷是明显不同的。以某地铁车站为例，用DesT软件进行建模，对地铁车站的动态负荷进行计算，得到的大系统的动态负荷如下图所示。
图四、 广州某地铁车站8月16日大系统车站动态负荷
由上图可知，大系统一天的动态负荷变化较大，若能做好控制调节，可以得到较好的节能效果，具有较大的节能潜力。但大系统送风参数的控制，在进行节能运行调节的同时，还必须满足相关规范的要求。为达到较好的节能效果，大系统的空调器、回排风机必须采用变频运行的方式。《地铁设计规范》（GB 50157-2013）第13.2.14条规定：地下车站公共区夏季室内空气计算温度和相对湿度，应符合下列规定：1、当车站采用通风系统时，公共区夏季室内空气计算温度不宜高于室外空气计算温度5℃，且不应超过30℃；2、当车站采用空调系统时，站厅中公共区的空气计算温度应低于空调室外空气计算干球温度2℃~3℃，且不应超过30℃；站台中公共区的空气计算温度应低于站厅的空气计算温度1℃~2℃，相对湿度均应为40%~70%。对于广州地区，地下车站公共区室外计算参数为：（1）空调室外计算干球温度32.5℃；（2）空调室外计算湿球温度26.9℃；（3）夏季通风室外计算温度31.0℃。
按上述条文规定，广州地区的地下车站公共区室内计算参数为：站厅干球温度：29.0℃，相对湿度：40～70%，站台 干球温度：27.0℃ ， 相对湿度40～70%，需设置空调的出入口通道干球温度：30.0℃，经过站厅的地下换乘平台：干球温度：29.0℃ ，经过站台的地下换乘平台：干球温度：27.0℃ 温度波动范围±1℃。大系统空调器的送风温度反映它提供的服务质量，送风温度过高或过低都不可取。为保证空调的效果，宜以送风温度恒定作为控制目标。夏季空气处理机输出的冷量增大，送风温度降低，夏季空气处理机输出的冷量减小，送风温度升高。
因此，只要监测空调器的送风温度并根据空调区域空气设计状态的熔值设定一个送风温度值To，通过调节空调器二通阀的开度，以调节输出的冷量，就可以控制送风温度而使送风温度稳定在其设定值。大系统空调器的控制逻辑如下所示。
(1)组合式空调机组、回排风机、小新风机的最小运行频率均为25Hz（可设定），最大运行频率均为50Hz。(2)小新风空调工况时，应根据站内回风温度调节组合式空调机组频率，并利用站厅、站台CO2浓度做保护。站内回风温度与设定温度（根据各站分别提供）进行比较，调节目标是站内回风温度=设定温度。当站内回风温度>设定温度时，需提高空调机组的频率；当站内回风温度<设定温度时，需降低空调机组的频率，调节算法为pid或其他智能算法。(3)全新风空调工况时，应根据站内平均温度调节组合式空调机组频率，并利用站厅、站台CO2浓度做保护。站内平均温度（公共区）与设定温度（根据各站分别提供）进行比较，调节目标是站内平均温度=设定温度。当站内平均温度>设定温度时，需提高空调机组的频率；当站内平均温度<设定温度时，需降低空调机组的频率，调节算法为pid或其他智能算法。(4)全通风工况时，当12℃≤室外温度≤送风温度To时，站内平均温度与设定温度（25℃）进行比较，调节目标是站内平均温度=设定温度。当站内平均温度>设定温度时，需提高空调机组的频率；当站内送风温度<设定温度时，需降低空调机组的频率，调节算法为pid或其他智能算法；并利用站厅、站台二氧化碳浓度做保护。当室外温度<12℃时，组合式空调机组控制风机频率按室内外温差不大于13℃所需的最小风量运行，且不应低于25hz，并利用站厅、站台二氧化碳浓度做保护。(5)大系统二通阀调节，控制目标为组合空调器送风温度=设定温度，采用PID或其他智能算法。当组合空调器送风温度>设定温度时，二通阀开度增大；当组合空调器送风温度<设定温度时，二通阀开度减小。(6)回排风机运行频率根据送风量与新风量之差经过计算确定。具体方法为实时测量回风机入口温度。在所述回风机入口温度高于所述室内温度阈值时，提高所述送风机的运行频率，在所述回风机入口温度低于所述室内温度阈值时，降低所述送风机的运行频率, 在所述回风机入口温度等于所述室内温度阈值时，重新循环测量回风机入口温度。通过以上方式进行调节，可以较好的控制公共区内的温度变化，同时得到较好的节能效果。以广州某车站为例，在夏季8月16日当天的公共区温度变化曲线以及大系统空调器的变频控制曲线如下图所示。图五、公共区温度变化及大系统空调器的变频控制曲线对比
（1）组合式空调机组、回排风机、小新风机的最小运行频率均为25Hz（可设定），最大运行频率均为50Hz。（2）小新风空调工况时，应根据站内回风温度调节组合式空调机组频率，并利用站厅、站台CO2浓度做保护。站内回风温度与设定温度（根据各站分别提供）进行比较，调节目标是站内回风温度=设定温度。当站内回风温度＞设定温度时，需提高空调机组的频率；当站内回风温度＜设定温度时，需降低空调机组的频率，调节算法为PID或其他智能算法。（3）全新风空调工况时，应根据站内平均温度调节组合式空调机组频率，并利用站厅、站台CO2浓度做保护。站内平均温度（公共区）与设定温度（根据各站分别提供）进行比较，调节目标是站内平均温度=设定温度。当站内平均温度＞设定温度时，需提高空调机组的频率；当站内平均温度＜设定温度时，需降低空调机组的频率，调节算法为PID或其他智能算法。（4）全通风工况时，当12℃≤室外温度≤送风温度To时，站内平均温度与设定温度（25℃，可调）进行比较，调节目标是站内平均温度=设定温度。当站内平均温度＞设定温度时，需提高空调机组的频率；当站内送风温度＜设定温度时，需降低空调机组的频率，调节算法为PID或其他智能算法；并利用站厅、站台CO2浓度做保护。当室外温度＜12℃时，组合式空调机组控制风机频率按室内外温差不大于13℃所需的最小风量运行，且不应低于25Hz，并利用站厅、站台CO2浓度做保护。全通风工况时，除可利用上述调整组合式空调机组频率，关闭回排风机的方式（只送不排）以外，还可考虑设定调整回排风机频率，关闭组合式空调机组的方式（只排不送）进行，同时当系统检测公共区CO2浓度在回排风机工频后仍然无法超标，则系统切换为只送不排模式。（5）小新风空调工况时，根据站厅、站台CO2浓度进行小新风机频率调节，当1000ppm≤CO2浓度≤1200ppm时，小新风机运行频率50Hz；当800ppm≤CO2浓度≤1000ppm时，小新风机运行频率37.5Hz（可调）；当CO2浓度＜800ppm时，小新风机运行频率25Hz（可调）；回排风机频率根据风量平衡“回排风机风量=组合式空调机组送风量-小新风机风量”计算确定。（6）大系统动态平衡电动调节阀，控制目标为组合式空调机组送风温度=设定温度，采用PID或其他智能算法。当组合式空调机组送风温度＞设定温度时，动态平衡电动调节阀开度增大；当组合式空调机组送风温度＜设定温度时，动态平衡电动调节阀开度减小。
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