Способ регулирования теплового режима тоннелей метрополитена Советский патент 1990 года по МПК E21F3/00 

(21)4385001/31-03

(22)29.02.88

(46) 30.05.90. Бкш. № 20

(71)Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова и Государственный проектно-изыскательский институт транспортного строительства Лен- метро гипротране

(72)С.Г.Гендлер , В.А.Соколов, Э.М.Юшковский и Т.С.Быстрова

(53)622.413 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1093822, кл. Е 21 F 3/00, 1983.

Цодинов В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. М.: Недра, 1975, 213.

(54)СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ТОННЕЛЕЙ МЕТРОПОЛИТЕНА

(57)Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для кондиционирования воздуха в метрополитенах. Цель изобретения - повышение эффективности регулирования теплового режима. Свежий воздух с поверхности

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для кондиционирования воздуха в метрополитенах.

Цель изобретения - повышение эффективности регулирования теплового режима.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации способа.

На схеме показаны параллельные тоннели 1 метрополитена, сообщенные

нагнетают в тоннели перегона метрополитена, в районе центральной сбойки. Направление движения потоков воздуха в каждом из тоннелей создают совпадающим с направлением движения поездов. Циркуляционный воздух воспринимает теплоту, выделившуюся поездами и другими источникми. Расстояние между платформой станции и боковыми сбойками определяют из математического выражения ,5 пл-Ь/2а+

+ УЬ7/4а -с/а, м. При этом коэффициенты а,Ь,с, в свою очередь, определяют из соотношений, зависящих от сечения тоннеля, скорости поезда, физических свойств воздуха, длины платформы и величин тепловыделения на различных участках перегона между станциями. Нагретый воздух охлаждают в сбойках, а использованный выдают через подплатформенное пространство станции и шахту. Применение способа позволит снизить энергетические затраты на регулирование теплового режима. 1 ил.

с вентиляционной шахтой 2, подходной 3 с размещенным в ней нагнетательным вентилятором 4, вентиляционные шахты 5, сообщенные подходными 6, с размещенными в них всасывающими вентиляторами 7. Подходные 6 сообщены через подплатформенное пространство станций 8 с тоннелями 1. Поезда 9 двигаются по тоннелям 1, сообщенным между собой центральной сбойкой 10 и боковыми сбойками 11 для образования циркуляа

СЛ

зэ 1

со со

ционных контуров воздуха 12 и 13. В сбойках 10 и 11 размещены холодильные установки 14, а в тоннелях 1 - дополнительные вентиляторы 15.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают величины тепловыделения от источников тепла на участках разгона, выбега и станции. Затем определяют коэффициенты п и m по приведенным зависимостям:

° 17 srvnfe

кг/с;

m

0,07 s-rVtiPe /

- -АX-nzjj. кг/мс

где ST - сечение тоннелей 1, м ; VR - скорость поезда 9, м/с; - плотность воздуха, кг/м3, L - длина перегона между станциями 8, м.

Коэффициента пит входят параметрами в зависимости для определения величин коэффициентов а,Ъ,с, определяемых из соотношений

0 , ч кВт.кг а 3m(qp-qn) , .

Ь 3n(qp-qn)+Gnp(qp-qn)-fO,5raQCT-ra Of5L(q,-qn)+lp(qp-q ),

с QCT(n+Gn()-n Ot5L-(qB-qn) + т i л кВт-кг

+ip(qP-qe)J. -г-.Найденные коэффициенты подставляют в зависимость для определения расстояния между станциями 8 и боковыми сбойками 11 и определяют место привязки последних:

где 1

„Л - дл ина платформы станции 8, м.

тепловыделение на участках выбега и разгона, кВт/м; количество теплоты, затрачиваемой на нагрев обделки тоннеля, кВт/м количество приточного воздуха, кгс/с;

QCT - тепловыделения на станции

8, кВт-,

Lр - длина участка разгона, м. После определения расстояния между центрами станций 8 и сбойками 11 проходят последние, а также центральную сбойки 10. Мощнрсть холодильных машин 14, установленных в сбойках

Q 11, выбирают из условия соответствия количеству теплоты, выделяющейся на участках циркуляционных контуров 12 и 13. Свежий воздух с поверхности по вентиляционной шахте 2 и подходной

5 3 нагнетают вентилятором 4 в.тоннели 1 в районе центральной сбойки 10. Направление движения потоков приточного и циркуляционного воздуха в каждом из тоннелей 1 создают совпадающим

0 с направлением движения поездов 9. Циркуляционный воздух, воспринявший на участках тоннелей Д и станции 8 теплоту, выделяемую поездами 9 и другими источниками, попадает в цент5 ральную сбойку 10 или боковые сбойки 11, где охлаждается в холодильных установках 14 до температуры, с которой он попал в данный циркуляционный контур. Смешиваясь с. приточным

Q воздухом, он охлаждает , приводя тем самым к нормализации климатических условий.

Исходящий воздух отсасывают через подплатформенное пространство станций 8 и подходные 6 вентиляторами 7 и по шахтам 5 выводят на поверхность. Пример. Регулирование теплового режима тоннелей метрополитена произвести с учетом приведенной схемы (фиг.2) и следующих величин: перегон имеет длину 2000 м, длина участка разгона 500 м и станции 200 м, тепловыделения на участках разгона, ныбега и станции соответственно рав5 ны QCT 180 кВт, ,5 кВт/м, q в

0,3 кВт/м. Количество теплоты, затрачиваемое на нагрев обделки тоннеля, составляет 0,25 кВт/м. Расход приточного воздуха составляет 60 кг/с. Площадь сечения метрополитена, 20 м., скорость движения поезда 10 м/с, плотность воздуха 1,2 кг/мэ.

Пр приведенным выше зависимостям определяют: коэффициенты ,8 кг/с,

г m 0,0084 кг/м-cj параметры а

..„кВт. кг , „„- .кВт-кг 0,02-;, ,4--s, с

Т. г

5

0

0

м

ч с

расстояние от платформы станций до боковой сбойки 1 175 м; холодильную мощность установок, размещаемых в каждой из сбоек, определяют из уравнения:

известного балансного

Q-0,5L(qB-qr)+lp(qp-qJ)-l(q,-qn), кВт

Q г. 580 кВт.

Общая холодильная мощность на один перегон будет равна ZQ 3-580 1740 кВт.

Для сопоставления необходимо отметить, что при охлаждении воздуха перед подачей в тоннели метрополитена потребная холодильная мощность без применения предлагаемого способа достигает 5600 кВт, т.е. оказывается почти в 3 раза выше.

Применение предлагаемого способа регулирования теплового режима по сравнению с известными способами позволит повысить эффективность использования для снижения температуры тоннельного воздуха теплоаккумулирующих свойств пород; отказаться от сложных и дорогостоящих поверхностных систем охлаждения воздуха} снизить энергетические затраты на регулирование теплового режима.

Формула изобретения

Способ регулирования теплового режима тоннелей метрополитена, включающий охлаждение атмосферного воздуха, подачу его в тоннели перегона с центральной и боковыми сбойками, выдачу через подплатформенное пространство станции и шахту, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования теплового режима, охлаждение воздуха производят в сбойках, при этом

осуществляют циркуляцию воздуха по контурам с равным тепловыделением, образованным участками тоннелей и сбойками, причем расстояние 1 между платформами станции и боковыми сбойками определяют из математического выражения

,51„А-Ь/2а+

К - Ч4а

с/а,

коэффициенты а,Ь,с определяют из соотношений

а 3m(qp-qn), кВт-кг/м2 с,

Ь - 3n(qp-qn)+Gn(,(qp-qn)+0,5QCT-m 0,5L(qe-qn)+lp(qp-q$)J , кВт-кг/м-с; с 0,5Qcr(n+Cftp),5L-(qe-qn)+

+l«(qp- Чв), кВт-кг/с;

- длина платформы станции, м

Р

где 1

п

0,17 sTvnj g, кг/Cj

.2 StYj, кг/м.с.

0

ч.

If

5

0

-пр QCT L

vn f

-тепловыделение на участках выбега и разгона, кВт/м;

-количество теплоты, затрачиваемое на нагрев обделки тоннеля, кВт/м;

-количество приточного воздуха, кг/с,

-тепловыделение на станции, кВт-,

-длина перегона между станциями, м;

-длина участка разгона, м;

-сечение тоннеля, м7,

-скорость поезда, м/с;

-плотность воздуха, кг/м3.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для кондиционирования воздуха в метрополитенах. Цель изобретения - повышение эффективности регулирования теплового режима. Свежий воздух с поверхности нагнетают в тоннели перегона метрополитена, в районе центральной сбойки. Направление движения потоков воздуха в каждом из тоннелей создают совпадающим с направлением движения поездов. Циркуляционный воздух воспринимает теплоту, выделившуюся поездами и другими источниками. Расстояние между платформой станции и боковыми сбойками определяют из математического выражения L=0,5L_пл-B/2A+√B²/4A²-C/A, м. При этом коэффициенты A,B,C в свою очередь определяют из соотношений, зависящих от сечения тоннеля, скорости поезда физических свойств воздуха, длины платформы и величин тепловыделения на различных участках перегона между станциями. Нагретый воздух охлаждают в сбойках, а использованный выдают через подплатформенное пространство станции и шахту. Применение способа позволит снизить энергетические затраты на регулирование теплового режима. 1 ил.