КВАЗИЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ТОННЕЛЕЙ И СТАНЦИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА

КВАЗИЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ТОННЕЛЕЙ И СТАНЦИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА
Предлагаемая полезная модель относится к вентиляции и может быть использована для систем основной (тоннельной) вентиляции метрополитена.
Известна система вентиляции метрополитена, описанная в способе по патенту РФ №2462595 от 27.09.2012 г. Система включает приточные и вытяжные камеры на входе и выходе из перегонного тоннеля на каждой станции соответственно, вентиляторы тоннельной вентиляции и установки термодинамической обработки воздуха.
Указанная система позволяет обеспечить круглогодично, независимо от погодных условий на поверхности, поддержание нормативных параметров температурно-влажностного режима и содержания кислорода и углекислого газа в воздушной среде метрополитена. Достигается также снижение интенсивности «дутьевых» потоков воздуха, создающих дискомфорт на станциях метрополитена.
Однако, известная система достаточно сложна и, кроме того при использовании в конструкции примыкания вентиляционных каналов к тоннелям только под прямым углом, в отдельных случаях (при снижении интенсивности движения поездов) может привести к движению воздуха на станции, а не на перегонный тоннель.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение нормативных температурно-влажностных параметров в воздушной среде метрополитена, снижение интенсивности «дутьевых» потоков, сокращение сроков и стоимости строительства линий метро.
Технический результат достигается тем, что система вентиляции тоннелей и станций метрополитена, включающая приточные и вытяжные вентиляционные камеры с вентиляционными каналами, расположенные при станциях метрополитена и установки термодинамической обработки воздуха, снабжена струйными вентиляторами, установленными в тоннелях после станций метрополитена по ходу движения, вентиляционные каналы расположены под углом 45-90 к оси тоннелей, а в вентиляционных камерах размещены установки термодинамической обработки воздуха и установлены створчатые клапаны, с возможностью обеспечения рециркуляции и термодинамической обработки части воздуха, циркулирующего по тоннелям и регулирование пропорционального соотношения указанной части воздуха с частью воздуха, работающего в приточно-вытяжном режиме.
2
2
Предлагаемая полезная модель позволяет обеспечить сокращение количества приточного/вытяжного воздуха до значений, обусловленных необходимостью поддержания нормативных параметров газового состава воздуха в подземных сооружениях метрополитена (по кислороду O и углекислому газу CO), то есть в 3-4 раза.
Размещение в вентиляционных камерах установки термодинамической обработки воздуха, а также установка в них створчатых клапанов, обеспечивает рециркуляцию и термодинамическую обработку части воздуха (а не полного его объема), циркулирующего по тоннелям и регулирование пропорционального соотношения указанной части воздуха с частью воздуха, работающего в приточно-вытяжном режиме.
Одновременно указанные вентиляционные камеры технологически играют роль пристанционных противодутьевых сбоек, перехватывающих значительную часть воздуха, циркулирующего по тоннелям и препятствующих его прорыву на станции в полном количестве.
Тем самым достигается снижение негативного воздействия на станциях «дутьевых» потоков воздуха, складывающихся из суммы приточно-вытяжного и «поршневого» воздуха.
Подавляющее количество воздуха (60-70%) циркулирует по тоннелям, ассимилируя выделяющиеся теплоизбытки и после термодинамической обработки вновь повторяют рециркуляционной цикл.
Однако этот цикл не является полностью замкнутым, так как определенное количество воздуха (30-40%) работает в режиме приточно-вытяжного воздухообмена. Поэтому данную систему вентиляции нельзя признать замкнутой, а следует считать квазизамкнутой.
Для обеспечения оптимальной аэродинамики сопряжение воздушных каналов с тоннелями может осуществляться под углом от 45° и 90° (по расчету проектировщиков). Может предусматриваться также установка струйных вентиляторов после станций (по ходу движения поездов), что способствует организации направленного движения воздуха по перегонным тоннелям.
Установки термодинамической обработки рециркуляционного воздуха работают только в режиме охлаждения (адиабатического, политропического, контактного или поверхностного, по выбору проектировщиков). Нагрев воздуха не требуется, так как принятая схема вентиляции исключает попадание холодного воздуха непосредственно на станции (туда он попадает отепленным, после прохождения по тоннелям).
Реалистичность эффективной работы установок термодинамической обработки воздуха обеспечивается тем, что количество воздуха, поступающего на обработку, снижено в 3-4 раза по сравнению с приточно-вытяжными системами. Кроме того, тепловая нагрузка на указанные установки снижается за счет того, что в теплый сезон года, со сниженным в 3-4 раза количеством приточного воздуха, соответственно снижается и количество тепла, заносимого им в подземные сооружения.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично представлены участок метрополитена с двумя станциями и перегонными тоннелями между ними.
На чертеже (фиг.1) приняты следующие обозначения:
1. Перегонные тоннели метрополитена;
2. Станции метрополитена;
3. Вытяжные вентиляционные камеры с рециркуляционными воздушными каналами;
4. Приточные вентиляционные камеры с рециркуляционными воздушными каналами;
5. Воздушные каналы;
6. Вентиляционные стволы;
7. Вентиляторные агрегаты;
8. Створчатые регулировочные клапаны;
9. Установки термодинамической обработки воздуха;
10. Струйные вентиляторы;
11. Потоки воздуха.
Предлагаемая полезная модель функционирует следующим образом:
Приточный (наружный) воздух в количестве 30-40% от расчетного по теплоизбыткам (определяется расчетом проектировщиков), через вентиляционные стволы 6 приточных вентиляционных камер 4 подают в правый (левый) перегонный тоннель 1. Из противоположного перегонного тоннеля воздух 11 засасывается в эту же приточную вентиляционную камеру, проходя через установку термодинамической обработки 9.
Движение воздуха осуществляется при помощи вентиляторных агрегатов 7 и поршневого действия поездов, чему способствует благоприятная аэродинамика воздушных каналов 5, сопрягаемых с тоннелями под углом, определяемым расчетом проектировщиков. Этому также могут способствовать струйные вентиляторы 10, создающие эжектирующий эффект. При помощи створчатых клапанов 8 производится регулирование пропорций приточного и рециркуляционного воздуха 11, смешиваемого в вентиляционных камерах 4 и далее окончательно перемешивающегося при движении по тоннелям.
Вытяжной воздух в количестве, сопоставимом с приточным, удаляется с помощью вытяжных вентиляционных камер 3, снабженных вентиляторными агрегатами 7. В установках 9 этих же вентиляционных камер производится термодинамическая обработка рециркуляционного воздуха, отепленного при прохождении по правому (левому) тоннелю и перемещаемого вентиляционным агрегатом 7 в противоположный тоннель.
Как вытяжные, так и приточные вентиляционные камеры, сооружаются в едином комплексе со станциями метрополитена 2, поэтому освоения отдельных стройплощадок для их строительства не требуется. Вентиляционных камер на перегонах, и соответственно освоения стройплощадок для их строительства, не требуется.
В случае чрезвычайной ситуации струйные вентиляторы 10 и вентиляторы 7 вентиляционных камер 3 и 4, имеющие реверсионный ход, могут обеспечить движение воздуха в необходимом направлении.
Таким образом, предлагаемая полезная модель - квазизамкнутая система вентиляции метрополитена, позволяет минимизировать количество вентиляционных камер основной (тоннельной) вентиляции, обеспечить круглогодично, практически независимо от погодных условий на поверхности, нормативный (комфортный) температурно-влажный режим и газовый состав воздуха в подземных сооружениях метрополитена, сокращение объемов и, как следствие, сроков и стоимости строительства.
К существенным достоинством предложенной системы вентиляции относится также то, что наличие регулировочных створчатых клапанов позволяет, в зависимости от условий обстановки на поверхности и в подземном сооружении, регулировать работу системы от полностью рециркуляционного до полностью приточно-вытяжного режимов. При этом, при отсутствии необходимости, могут быть отключены установки термодинамической обработки воздуха.