一种隧道通风动态排风方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于公路隧道通风领域，并公开了一种隧道通风动态排风方法和装置，其利用设于隧道内的两组集中排风口实现隧道的动态排风，其中一组集中排风口设置在距离隧道出口的100m～200m位置处，其排风模式为分流型通风井排出式，另一组集中排风口设置在与隧道出口距离为隧道全长的15％～20％位置处，其排风模式为合流型通风井排出式。本发明专利技术可以根据交通状况智能选择更低能耗的排风方式，丰富了隧道排风方式，实现了隧道通风的动态调节，既保证了隧道内空气质量，又最大限度地节省了风机运行能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于公路隧道通风领域，具体涉及的是一种组合型公路隧道机械排风的方法和装置，更具体地，是涉及一种隧道通风动态排风方法和装置。
技术介绍
在公路隧道中，汽车行驶在隧道内时不断排放尾气，致使隧道内CO、NOx及颗粒物等有害物浓度显著升高。目前，公路隧道内废气排放最常用的方法是洞口直接排放和风塔高空排放。其中，洞口直接排放适用于山岭隧道和长度较短的城市交通隧道；风塔高空排放在城市交通隧道中应用广泛，由于城市隧道洞口往往为商业和居民区等环境敏感区，采用风塔高空排放的方式可以有效保护周围环境敏感点，总体造价低，是一种简单可靠的排风方式，也是目前国内城市隧道采用的主要排风方式。目前对于风塔高空排放方式，通常首先根据城市规划、景观、环评等要求确定排风塔位置，然后再由排风塔位置就近确定排风机房位置，最后由排风机房位置就近确定集中排风口位置，通过集中排风口将隧道分为入口段和出口段两个通风区段，排风口可设于距隧道出口较近或较远位置处。对于风塔集中排污方式，有风塔分流排污和合流排污两种运营模式，两种方式独立运行，分流排污方式适用于行车速度较高的正常行车工况，合流排污适用于行车速度较低的阻滞运营工况。然而，现有的两种独立运行的排风方式存在以下两个弊端：1)在排风口距离隧道出口较近时，当仅采用风塔合流排污方式会导致出口段的气流短路，造成运行能耗的增加，具体原因是阻滞运营工况下隧道内车速较低，交通通风力作为阻力考虑，需开启射流风机辅助通风，由于入口段长度远大于出口段长度，因此合流排污时会出现气流短路，大部分废气由出口通过风塔排放，为了满足入口段需风量要求，需进一步增加入口段射流风机开启台数或增大风塔内排风量，由此会导致运行费用增加；2)在排风口距隧道出口较远时，当仅采用风塔分流排污方式会造成入口段、出口段和风塔排风量的增加，造成运行费用的增加，具体原因是由于出口段长度较长，为了满足出口段新风量和隧道洞口的环境空气质量要求，需增加出口段的通风量，并且应降低排风塔处的污染物浓度；由于风塔处污染物浓度的降低，并且排风口距离出口较远，为了保证风塔排放的废气量满足要求，需增加风塔的排风量，同时由于风塔排放的污染物浓度较低，隧道入口段的新风未能有效利用就排出隧道，进一步造成了能耗的浪费；另外，由于出口段和排风塔内风量同时增加，因此入口段风量也需相应增加。综上，当排风口距隧道出口较远或较近时，仅采用风塔合流排污方式或风塔分流排污方式进行隧道排污，都需要增大风塔排风量，增加运行能耗和运行成本。因此，急需设计一种适用于隧道通风的动态排风方法和装置，在满足隧道排风需要的同时，有效降低运行成本与能耗。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种隧道通风动态排风方法和装置，其中结合不同交通工况下隧道排风的特点，相应设计了适用于隧道通风的动态排风方法及装置，其通过在隧道的两处设置两组不同的集中排风口，以根据隧道内不同的交通工况以节能和保证隧道内空气质量为标准启用不同的排风口，丰富了隧道排风方式，实现了隧道通风的动态调节，既保证了隧道内空气质量，又最大限度地节省了风机运行能耗，具有实施方便、运营成本低等优点，且能有效节能。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种隧道通风动态排风方法，在隧道内开设有两组集中排风口，其中一组为分流排风口，其设置在距离隧道出口的100m～200m位置处，该分流排风口的排风模式为分流型通风井排出式；另一组集中排风口为合流排风口，其设置在与隧道出口的距离为隧道全长的15％～20％位置处，该合流排风口的排风模式为合流型通风井排出式；当隧道内的平均车速大于等于40km/h时，开启分流排风口以采用分流排放模式进行排风，当隧道内的车速低于40km/h时，开启合流排风口以采用合流排放模式进行排风。作为进一步优选的，分流排风口的排污量不小于70％，合流排风口的排污量为100％。作为进一步优选的，所述分流型通风井排出式具体为：以隧道交通通风力作为排风动力，隧道内污染物一部分从排风口排出，一部分从隧道出口排出。作为进一步优选的，所述合流型通风井排出式具体为：以隧道交通通风力作为排风阻力，隧道内污染物均从排风口排出。按照本专利技术的另一方面，提供了一种隧道通风动态排风装置，该装置包括设于隧道内的两组集中排风口，其中一组集中排风口为分流排风口，其设置在距离隧道出口的100m～200m位置处，该组排风口的排风模式为分流型通风井排出式；另一组集中排风口为合流排风口，其设置在与隧道出口距离为隧道全长的15％～20％位置处，该组排风口的排风模式为合流型通风井排出式；两组集中排风口的一端均与隧道相连，另一端均通过联络风道与排风机房以及排风塔相连。作为进一步优选的，所述分流排风口优选设置在距离隧道出口的150m位置处。作为进一步优选的，所述合流排风口优选设置在与隧道出口距离为隧道全长的18％位置处。作为进一步优选的，当隧道内的平均车速大于等于40km/h时，开启分流排风口以采用分流排放模式进行排风，当隧道内的车速低于40km/h时，开启合流排风口以采用合流排放模式进行排风。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术通过在隧道内不同处设置两组专用的排风口，并分别用于风塔合流排污和风塔分流排污，且可根据隧道不同运营通风工况，选择开启对应工况下的排风口，有效实现隧道通风系统的节能运行，相比传统通风方式，其节能率可达5％～10％，实用性较强。2.本专利技术通过研究与试验，获得两组排风口的最佳设置位置，其中分流排风口设置在距离隧道出口的100m～200m位置处，合流排风口设置在与隧道出口距离为隧道全长的15％～20％位置处，并获得排风模式切换的最佳参数，即以隧道内的平均车速作为选择排风模式的依据，可实现隧道的最佳排风，且能耗最低。3.本专利技术在正常行车工况时采用风塔分流排污方式，开启分流排风口，关闭合流排风口，风塔排污量不少于隧道全长污染物总量的70％；阻滞行车工况时采用风塔合流排污方式，关闭分流排风口，开启合流排风口，根据不同通风工况对应开启不同的排风口，可有效实现隧道通风系统的动态调节，调节模式简单、操作方便。4.本专利技术具有功能多样结构简单的优点，本专利技术在功能上既可以实现分流排污又可以实现合流排污，在结构上相比于传统的排风井只需增加一组排风口，两种排风模式下共用一套排风机，两组排风口相互配合与协调，实现隧道内的智能动态排风。5.本专利技术利用人工智能可以在任一交通状况下选择较为节能的模式进行运行，并且根据实际排污效果对运行模式进行修正，在节能的同时也保障了隧道内的空气品质。6.本专利技术在合流排风口的选择上充分考虑了节能的目标，以两侧压力平衡点作为排风口安装点，避免了典型阻塞交通工况下压力不平衡开启射流风机增加的电耗。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种隧道通风动态排风装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术的基本原理是利用设于隧道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道通风动态排风方法，其特征在于，在隧道内开设有两组集中排风口，其中一组为分流排风口，其设置在距离隧道出口的100m～200m位置处，该分流排风口的排风模式为分流型通风井排出式；另一组集中排风口为合流排风口，其设置在与隧道出口的距离为隧道全长的15％～20％位置处，该合流排风口的排风模式为合流型通风井排出式；当隧道内的平均车速大于等于40km/h时，开启分流排风口以采用分流排放模式进行排风，当隧道内的车速低于40km/h时，开启合流排风口以采用合流排放模式进行排风。

【技术特征摘要】
1.一种隧道通风动态排风方法，其特征在于，在隧道内开设有两组集中排风口，其中一组为分流排风口，其设置在距离隧道出口的100m～200m位置处，该分流排风口的排风模式为分流型通风井排出式；另一组集中排风口为合流排风口，其设置在与隧道出口的距离为隧道全长的15％～20％位置处，该合流排风口的排风模式为合流型通风井排出式；当隧道内的平均车速大于等于40km/h时，开启分流排风口以采用分流排放模式进行排风，当隧道内的车速低于40km/h时，开启合流排风口以采用合流排放模式进行排风。2.如权利要求1所述的隧道通风动态排风方法，其特征在于，分流排风口的排污量不小于70％，合流排风口的排污量为100％。3.如权利要求1或2所述的隧道通风动态排风方法，其特征在于，所述分流型通风井排出式具体为：以隧道交通通风力作为排风动力，隧道内污染物一部分从排风口排出，一部分从隧道出口排出。4.如权利要求1-3任一项所述的隧道通风动态排风方法，其特征在于，所述合流型通风井排出式具体为：以隧道交通通风力作为排风阻力，隧道内污染物...

【专利技术属性】
技术研发人员：车轮飞，肖明清，蔡崇庆，陈玉远，甘甜，刘俊，唐凯，刘健，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42