Способ регулирования теплового режима тоннелей метрополитена
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<SB POS="POST">пл</SB>-B/2A+√B<SP POS="POST">2</SP>/4A<SP POS="POST">2</SP>-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.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3 А1,.SU„„1 (51) 5 Е 21 F 3/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4385001/31-03 (22) 29.02.88 (46) 30.05.90. Бюл. М 20 . (71) Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова и Государственный проектно †изыскательск институт транспортного строительства "Ленметрогипротранс (72) С.Г.Гендлер, В.A.Соколов, Э.M.Èøêîâñêèé и Т.С.Быстрова (53) 622.413 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1093822, кл. Е 21 F Э/00, 1983.
Цодинов В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. M.: 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. Ðàñстояние между платформой станции и боковыми сбойками определяют иэ математического выражения I=0,51„ -Ь/2а+
+ м. При этом коэффициенты а,Ъ,с, в свою очередь, определяют из соотношений, зависящих от сечения тоннеля, скорости поезда, фиФ зических свойств воздуха, длины платформы и величин тепловыделения на различных участках перегона между станциями. Нагретый воздух охлаждают в сбойках, а использованный вьщают 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 тоннелям 1, сообщенным между собой центральной сбойкой 10 и боковыми сбойками 11 для образования циркуля1567793
15
25
30 где 1„„
Ь
Чр
qï
55 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: и 0,17 я гчп9в кг/с;
0 07 s чпj>à
m = - кг/мс
Э Э где я — сечение тоннелей 1, м ; ч„- скорость поезда 9, м/с, ря - плотность воздуха, кг/мЗ, Ь вЂ” длина перегона между станциями 8, м.
Коэффициента и и m входят параметрами в зависимости для определения величин коэффициентов а,Ъ,с, определяемых иэ соотношений кВт кг а = Зт(п -q„), b = 3n(qp qn)+С пр(Чр qn)+Oь5mQ ст кВт кг ш 0 5L(q q„)+1 р(Чр q ) ), 0 ст (n+G np ) — n (О, 5L-(q -q „+ кВт кг
+1 (Ч -Ч )3
Р Р Ь c
Найденные коэффициенты подставляют в зависимость для определения расстояния между станциями 8 и боковыми сбойками 11 и определяют место привязки последних: Ъ
1. 0 .5 1 -Ь/2а + --- — с/а м ял 1 4а
У 1
- дл ина платформы станции 8, м; тепловыделение на участках выбега и разгона, кВт/м; количество теплоты, затрачиваемой на нагрев обделки тоннеля, кВт/и, количество приточного воздуха, кгс/с;
Π— тепловыделения на станции
8, кВт;
L I, — длина участка разгона, м.
После определения расстояния между центрами станций 8 и сбойками 11 проходят последние, а также центральную сбойки 10. Мощность холодильных машин 14, установленных в сбойках
11, выбирают из условия соответствия количеству теплоты, выделяющейся на участках циркуляциопных контуров 12 и 13. Свежий воздух с поверхности по вентиляционной шахте 2 и подходной
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 с направлением движения поездов 9.
Циркуляционный воздух, воспринявший на участках тоннелей J,.и станции 8 теплоту, выделяемую поездами 9 и другими источниками, попадает в центральную сбойку 10 или боковые сбойки
11, где охлаждается в холодильных установках 14 до температуры, с которой он попал в данный циркуля ионный контур. Смешиваясь с, приточным воздухом, он охлаждает eq.о, 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 и и станции 200 м, тепловыделения на участках разгона, выбега и станции соответственно равны Я =180 кВт, q =1,5 кВт/м, (1Ь=
=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 у<, скорость движения поезда 10 м/с, плотность воздуха 1,2 кг/м з
Пр приведенным выше зависимостям определяют: коэффициенты n=40,8 кг/с, m = 0,0084 кг/м с; параметры а кВт. кг кВт кг
=0 02 — — --; b=223 4------, с э мыс м1 с кВт кг
= -17000 ††--; расстояние от платс
10 1=0 51 пл Ъ/2а+ м>
5 156779 формы станций до боковой сбойки 1=
=175 м, холодильную мощность установок, размещаемых н каждой иэ сбоек, определяют из известного балансного
5 уравнения:
0 5L(qá Чя)+1<(q< qó)-1(qð Ч ) кВт
Q 580 кВт.
3 6 осуществляют циркуляцию воздуха по контурам с равным тепловыделением1 образованным участками тоннелей и сбойками, причем расстояние 1 между платформами станции и боковыми сбойками определяют иэ математического выражения формула изобретения
Способ регулирования теплового режима тоннелей метрополитена, включающий охлаждение атмосферного воздуха, подачу его в тоннели перегона с центральной и боковыми сбойками, вьдачу через подплатформенное пространство станции и шахту, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования теплового режима, охлаждение воздуха производят в сбойках, при этом
Общая холодильная мощность на один перегон будет равна Я=3 580=1740 кВт.
Лля сопоставления необходимо отметить, что при охлаждении воздуха 15 перед подачей в тоннели метрополитена потребная холодильная мощность без применения предлагаемого способа достигает 5600 кВт, т.е. оказывается почти в 3 раза выше. 20
Применение предлагаемого способа регулирования теплового режима по сравнению с известными способами позволит повысить эффективность использования для снижения температуры тон- 25 нельного воздуха теплоаккумулирующих свойств пород; отказаться от сложных и дорогостоящих поверхностных систем охлаждения воздуха; снизить энергетические затраты на регулирование теп- 30 лового режима. коэффициенты а,Ь,с определяют иэ соотношений а - 3ш(Ч,-Чя)» кВт.кг/Mz с, Ъ - »(qр Чп)+ ар(Ч р Чп)+0ь50ст с = 0,5Q (n+Gn )-п(0,5Ь-(qа-qn)+
+1 (q ргде 1 вл
q ) кВт кг/c длина платформы станции м
0 17 Я i7 9 KF/с
0 07 s,v>р кг/м с
У / у
Чую
Ч тепловьделение на участках выбега и разгона, кВт/м; количество теплоты, затрачиваемое на нагрев обделки тоннеля, кВт/м; количество прнточного воздуха, кг/с; тепловьделение на станции, кВт; длина перегона между станциямиt M длина участка разгона, м; сечение тоннеля, м
z скорость поезда, м/с; . плотность воздуха, кг/м э
Спр
Q cr
1р
r ч я
-ш(0,5L(Ч -q )+1 p(q р-q рЦ, кВт кг/м.с,
