Способ проветривания метрополитенов Советский патент 1990 года по МПК E21F1/00 

сд

00

Изобретение относится к вентиляции. Цель - уменьшение энергозатрат на проветривание за счет снижения пиковых нагрузок на электродвигатели вентиляторов при противодействии поршневому эффекту от движения поездов путем поддержания постоянной потребляемой вентиляторами мощности. Свежий воздух подают в тоннель вентилятора через перегонные вентиляционные шахты. Перемещают свежий воздух по тоннели, отработанный воздух удаляют вентиляторами через стационные шахты. При приближении поезда к перегонной вентиляционной шахте и удалении от станционной уменьшают производительность и давление вентиляторов. в случае станционного вентилятора постоянство энергопотребления достигается снижением частоты вращения давления и производительности при удалении поезда от вентиляционной шахты. 4 ил.

Изобретение относится к вентиляции и может быть использовано для проветривания тоннелей и станций метрополитенов.

Цель изобретения - уменьшение энергозатрат на проветривание за счет снижения пиковых разгрузок на электродвигатели вентилятором при противодействии поршневому эффекту от движения поездов путем поддержания постоянной потребляемой вентилятором мощности.

На фиг. 1 представлен фрагмент осциллограммы динамического и статического давления, потребляемой мощности вентилятора при прохождении поезда по ближнему к шахте тоннелю; на фиг. 2 - то же, при прохождении поезда по дальнему тоннелю; на фиг. 3 - осциллограмма давления вентилятора за длительный промежуток времени (более 84); на фиг. 4 - схема вентилятора для осуществления способа

Приближение поезда к шахте приводит к увеличению давления и потребляемой мощности (фиг. 1 и 2). Увеличение мощности достигает 15% о г исходной величины Колебания рабочих параметров вентилятора носят непрерывный характер в течение всего времени движения поездов (фиг. 3).

Результатом колебаний является увеличение потребляемой вентилятором электроэнергии. В то же время повышение разности статического давления за и перед поездом, особенно проявляющееся при его приближении к перегонной шахте и давлении от станционной, приводит к увеличению энергою

со

потребления самого поезда при его движении по тоннелю.

Уменьшение давления и производительности вентилятором при приближении поезда к перегонной вентиляционной шахте и удалении поезда от станционной вентиляционной шахты, которое может осуществляться соответствующим снижением частоты вращения электродвигателя, приводит к снижению мощности, потребляемой электродвигателем в период воздействия поршневого эффекта на вентилятор. Автоматическое поддержание постоянства потребляемой мощности обеспечивает уровень энергопотребления, соответствующий исходной величине мощности. В результате ликвидируются «горбы на кривых мощности (фиг. 1 и 2) и, таким образом, энергопотребление сводится к необходимому минимуму.

Одновременно снижение давления вентилятора приводит к снижению разности статического давления перед поездом и за ним, следовательно, и к уменьшению энергозатрат на движение поезда. Некоторое уменьшение средней производительности вентилятора компенсируется подачей воздуха в тоннель за счет поршневого эффекта поезда.

Сущность способа заключается в следующем.

В отсутствие поршневого эффекта (движения поездов нет) вентиляторы имеют исходные величины давления и производительности. Вентиляторы перегонных вентиляцион- ных шахт подают наружный воздух в тоннель, а вентиляторы станционных удаляют его со станций.

Движение поездов приводит к возникновению поршневых эффектов, при которых давление воздуха перед поездом повышает- ся по сравнению с исходной величиной и понижается за поездом. Это обуславливает повышение потребляемой мощности электродвигателя перегонного вентилятора при приближении поезда к вентиляционной шах- те, а станционного вентилятора - при удалении поезда от вентиляционной шахты. По мере приближения поезда к перегонной шахте давление и производительность вентилятора уменьшают. Это обеспечивается вентилятором (фиг. 4). В вентилятор 1, со дер- жащий привод, в состав которого входит электродвигатель 2, введены тиристорный преобразователь 3 частоты вращения электродвигателя (например, ПЧТ-12210) и устройство 4 для автоматического поддержания постоянного энергопотребления. В качестве устройства 4 может быть использован блок ПЧТ-1 тиристорного преобразователя частоты.

В момент, когда потребление электроэнергии электродвигателем 2 достигает неко- торого порогового значения, большего, чем номинальное, устройство 4 для автоматичес0

0

5

5

0

5 о 5 0

кого поддержания постоянного энергопотребления вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на тиристорный преобразователь 3 частоты вращения электродвигателя В соответствии с сигналом частота вращения ротора вентилятора уменьшается, что приводит к снижению производительности и давления. Мощность на валу вентилятора зависит от третьей степени частоты вращения, поэтому одновременно с производительностью и давлением уменьшается мощность (по сравнению с фиг. 1), оставаясь практически равной своему исходному номинальному значению.

Изменение производительности вентилятора можно регулировать и другими способами, например, изменением угла установки лопаток на колесе, изменением угла установки лопаток спрямляющих и направляющих аппаратов, дросселированием вентилятора (введение сопротивления в вентиляционную сеть), перепуском части воздуха «накоротко с выхода вентилятора на вход.

После прекращения влияния поршневого эффекта аэродинамическое сопротивление вращению ротора падает, соответственно уменьшается энергопотребление электродвигателя 2. Устройство для автоматического поддержания постоянного энергопотребления вырабатывает управляющий сигнал на увеличение частоты вращения электродвигателя, в результате чего производительность и давление достигают исходной величины, а мощность вентилятора остается практически постоянной.

В случае станционного вентилятора постоянство энергопотребления достигается снижением частоты вращения, давления и производительности при удалении поезда от вентиляционной шахты.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет свести к минимуму энергопотребление как вентилятора, так и поезда.

Формула изобретения

Способ проветривания метрополитенов, включащий подачу свежего воздуха в тоннель вентиляторами через перегонные вентиляционные шахты, его перемещение по тоннелю и удаление отработанного воздуха вентиляторами через станционные шахты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат на проветривание за счет снижения пиковых нагрузок на электродвигатели вентиляторов при противодействии поршневому эффекту от движения поездов путем поддержания постоянной потребляемой вентиляторами мощности, производительность и давление вентиляторов уменьшают при приближении поезда к перегонной вентиляционной шахте и удалении от станционной.

N, кВт Psv, Pdv, Па

10

Ю 20 30 W 50 60 70 80 90 100t, С

Фиг Л

Н,к8т Ps(7,Pcft7,Pa

Фиг.2

Фаг.Ц