ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Обеспечение микроклимата тоннелей метрополитенов достигается общеобменной приточно-вытяжной механической вентиляцией без тепло-влажностной обработки наружного воздуха. Для магистральных тоннелей решение данной проблемы предложено в значительном числе работ, однако есть ряд малопроработанных специфических вопросов. Один из них - защита открытых, выходящих на поверхность, участков линий: порталов, входов-выходов на мосты и ряда других. Приток воздуха осуществляется за счет гравитационных сил и вовлечением в тоннель воздуха проходящими поездами, так называемый "поршневой" эффект. При этом в зимнее время происходит выделение конденсата, охлаждение участка и обледенение рельсовых путей, коммуникаций и, в конечном итоге, разрушение.

Традиционным методом защиты в этом случае может быть использование воздушно-тепловых. При этом требуется установка мощной локальной отопительной системы, сети теплоснабжения.

Опыт эксплуатации метрополитенов показал, что температура воздуха в тоннелях не снижается ниже +12єС. Возникает возможность утилизации этой теплоты, для чего предлагается использование максимально упрощенной и эффективной конструкции вихревого эжектора с объемом вытяжки до 100 тыс. м ³/ч, нейтрализующей по балансу притоки холодного наружного воздуха.

Предлагается конструкция вихревого эжектора, использующего в качестве рабочих элементов камеры всасывания, смешивания и строительные конструкции тоннелей как круглой, так и прямоугольной формы. Эжектирующие насадки выполнены в форме диффузора и расположены на внутренней поверхности тоннелей у учетом соблюдения габаритов для проезда поездов. Побудителем эжекции являются серийные центробежные вентиляторы марки Ц4-70, расположенные снаружи.

Техническое решение конструкции эжектора для наиболее неудобной прямоугольной формы тоннелей представлено на рисунке.

Техническое решение эжектора портала

а - схема компоновки эжектора; б - разрез по насадкам со схемой для расчета;

в - конструкции эжекционных насадок для узлов 1, 2;

г - конструкции эжекционных насадок для узла 3

Основной технической характеристикой эжектора является коэффициент эжекции КЭ =l ₂ / l ₁ , равный отношению расходов эжектируемого из тоннелей воздуха l ₂ к эжектирующему вентилятором l ₁. Необходимо также на выходе из тоннеля иметь близкий к равномерному профиль скоростей для эффективного шиберирующего эффекта. В соответствии с этими требованиями, исходя из проведенных исследований, оптимальной является конструкция из трех насадок с осями под 60єк сечению тоннеля и расположенными на расстоянии не менее 2,5 калибра тоннеля от его устья. Достигаемые коэффициенты эжекции при этом очень высоки, порядка 10-12. По данным проведенных натурных исследований, приток наружного воздуха может достигать в среднем 100 тыс. м ³/ч. При данных коэффициентах эжекции он нейтрализуется по балансу эжектируемым вентилятором воздухом с расходом 10 тыс. м ³/ч.

Воздуховоды и сопла изготавливаются из оцинкованной 1 мм стали. Отводы, тройники, стыки монтируются на фланцах или врезках.

Для двухпутных тоннелей следует устанавливать для каждого тоннеля свою автономную систему.

Предлагаемая установка легко монтируется с переменным углом поворота сопел-насадок от 0 до 180є, то есть может работать в реверсивном режиме как тоннельные вентиляторы ВОНД-24 с той же производительностью. Это расширяет область ее применения: при установке сопла на приток возможна сушка или охлаждение соответствующих участков тоннелей.

Предложенное техническое решение вихревого эжектора для вентиляции метрополитенов может быть взято за основу проектирования вентиляции зданий другого назначения, в частности, крупногабаритных, трубующих больших объемов вентиляционного воздуха: овощекартофелехранилищ - для удаления теплоизбытков при хранении и сушке помещения в летнее время, подземных гаражей, складских помещений и прочих.

Конкретные разработки могут быть выполнены на кафедре "Отопление и вентиляция" Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.