一种可连续调节、部分开启的地铁活塞风系统的制作方法

本实用新型涉及地铁通风控温技术领域，具体涉及一种可连续调节、部分开启的地铁活塞风系统。

背景技术：

近年来，随着我国地铁工程的快速发展，地铁建设由原来的南方

城市，逐渐北移。地铁的北移产生了新的、亟待解决的问题：区

间防冻和车站温度的提升。

地铁活塞风系统是地铁环控系统独特的隧道通道系统，它一般有隧道TVF风机，活塞风道，活塞风风井以及电动活塞风阀组成。列车在隧道中运行和刹车过程中，会散发出大量的热。当室外温度较高时，此部分废热会引起区间温度的升高，通常会开启活塞风阀，利用地铁运行过程中产生的活塞风冷却隧道区间，并且开启活塞风阀会起到泄压作用，减少活塞风对站台门及车站的影响。但是在我国北方地区，由于室外温度较低，冬季为了维持区间温度大于5℃的要求，通常关闭活塞风井中的活塞风阀，闭式运行。闭式运行时，虽然隧道区间温度得到很大的提高，但活塞风对车站影响进一步增加，使得列车离站时，卷吸大量的室外空气进入地铁车站，造成车站温度降低。

地铁活塞风阀一般为组合式活塞风阀，通常只有开关两种运行模式。且由于地铁活塞风阀面积较大（常为20m²），现有的活塞风阀多为组合型，连续调节很难精确控制开启面积，且活塞风阀处于半开状态下，受活塞风的影响，活塞风阀叶片受力较大，易使叶片损坏，缩短活塞风阀的寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可连续调节、部分开启的地铁活塞风系统，解决区间防冻和车站温度提升的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

可连续调节、部分开启的地铁活塞风系统，其特征在于：

包括在车站两端与轨行区连接的出站端活塞风道内设置的活塞风阀，活塞风阀下方沿轨道方向上设置有若干温度传感器，各个温度传感器接入DDC控制器，并与活塞风阀互联；

活塞风阀内设置有多组平行的叶片，均通过叶片轴固定，叶片轴侧面设置有多组连杆将叶片分成多组，每组叶片的连杆均设置有独立的模拟量电动执行机构，模拟量电动执行机构与DDC控制器互联。

活塞风阀的叶片通过叶片轴固定于矩形的框架内。

活塞风道接入活塞风井并在路径上设置开关型电动阀，另外通过活塞风道与该开关型电动阀并联设置隧道TVF风机，隧道TVF风机与活塞风井之间的活塞风道上也设置开关型电动阀。

隧道TVF风机并联设置两路，与活塞风井之间的活塞风道上均设置有开关型电动阀；

其中一路隧道TVF风机通过活塞风道接入车站两端与轨行区连接的进站端，活塞风道上设置有开关型电动阀。

隧道TVF风机两端的均设置有消声器。

活塞风井端部设置有消声器。

可连续调节、部分开启的地铁活塞风系统的控制方法，其特征在于：

根据温度传感器采集的隧道温度，通过DDC控制器求平均值，将此信号转换为电压或者电流信号，控制活塞风阀的模拟量电动执行机构的动作，当平均温度大于5℃时，增加活塞风阀开启面积，当平均温度小于5℃时，减少活塞风阀开启面积，当温度小于0℃时，完全关闭活塞风阀。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型不但能解决北方地区冬季室外温度较低时，隧道区间温度过低问题，还能兼顾冬季车站热环境，减少活塞风对地铁车站热环境的影响，提高车站温度，减少电伴热的使用，减少能源消耗，克服了既有活塞风系统，活塞风阀只有开关两种模式的运行缺点，又能缓解活塞风压对站台门系统的影响，提高车站温度，并优化了传统活塞风阀半开时叶片受力过大问题。

附图说明

图1为活塞风阀正面结构图。

图2为活塞风阀A向侧式图（全闭）。

图3为活塞风阀A向侧式图（部分开启）。

图4为活塞风系统原理图。

图5为活塞风井下方隧道端温度。

图6为站厅温度。

图7为车站轨行区风压。

图8为车站轨行区CO2浓度。

图中标记为，框架（1-1），模拟量电动执行机构（1-2），叶片（1-3），连杆（1-4），叶片轴（1-5），活塞风阀（1），隧道TVF风机（2），活塞风道（3），活塞风井（4），开关型电动阀（5），温度传感器（6），DDC控制器（7）。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及一种可连续调节、部分开启的地铁活塞风系统，包括在车站两端与轨行区连接的出站端活塞风道3内设置的活塞风阀1，活塞风阀1下方沿轨道方向上设置有若干温度传感器6（如：PT100、NTC型温度传感器），各个温度传感器6接入DDC控制器7，并与活塞风阀1互联。活塞风阀1内设置有多组平行的叶片1-3，均通过叶片轴1-5固定，叶片轴1-5侧面设置有多组连杆1-4将叶片1-3分成多组，每组叶片1-3的连杆1-4均设置有独立的模拟量电动执行机构1-2（参数电压：AC220V/50Hz，扭矩大于32Nm，型号如：MS6061，GIB335.1E），可独立控制，模拟量电动执行机构1-2与DDC控制器7互联。活塞风阀1的叶片1-3通过叶片轴1-5固定于矩形的框架1-1内。

活塞风道3接入活塞风井4并在路径上设置开关型电动阀5，另外通过活塞风道3与该开关型电动阀5并联设置隧道TVF风机2，隧道TVF风机2与活塞风井4之间的活塞风道3上也设置开关型电动阀5。隧道TVF风机2并联设置两路，与活塞风井4之间的活塞风道3上均设置有开关型电动阀5；其中一路隧道TVF风机2通过活塞风道3接入车站两端与轨行区连接的进站端，活塞风道3上设置有开关型电动阀5。

隧道TVF风机2两端的均设置有消声器。活塞风井4端部也设置有消声器。

冬季正常情况下，列车运行时关闭出站端活塞风阀1、隧道TVF风机2及隧道TVF风机出口处的开关型电动阀5，开启活塞风井4活塞风道3上的开关型电动阀5，并开启出站端活塞风道3内的活塞风阀1。列车在运行、刹车过程中产生大量的热，隧道的空气温度远大于室外温度，由于活塞风的作用，列车在进站过程中，隧道内的热空气经过活塞风阀1流经活塞风道3，并通过开关型电动阀5和活塞风井4流向室外，整个过程活塞风道3是个被加热的过程。然而，当列车离站时，由于活塞风的诱导作用，室外空气经过活塞风井4、活塞风道3、开关型电动阀5及活塞风阀1流经隧道，由于室外空气远低于隧道温度，此时隧道温度被大大冷却，当室外温度过低时，活塞风阀1下方的部分隧道段会出现温度明显降低，甚至低于0度，此部分消防管道和设备易发生冻结，影响正常的行车安全。

本实用新型的系统根据温度传感器6采集的隧道温度，通过DDC控制器7求平均值，将此信号转换为电压或者电流信号，控制活塞风阀1的模拟量电动执行机构1-2的动作，当平均温度大于5℃，并持续30min时，增加活塞风阀1开启面积，当平均温度小于5℃，并持续30min时，减少活塞风阀1开启面积，当温度小于0℃时，完全关闭活塞风阀1。

活塞风阀1设于出站端地铁活塞风道3与隧道区间的连接处，尺寸与活塞风道3截面积相同，本具体实例的尺寸为20m²。车站为双层岛式车站，安全门系统，当室外温度为-15℃，深层土壤温度为10℃时，通过权威的隧道热环境模拟软件，对活塞风阀1开启不同面积下（0m²为新型活塞风阀全闭的工况，5m²为新型活塞风阀1组开启工况，10m²为新型活塞风阀2组开启工况，20m²为活塞风阀全部开启工况），活塞风阀1下方隧道端温度、车站站厅温度、隧道区间CO2浓度及车站轨行区风压对比分析。

图5给出一个行车周期下，活塞风井下方隧道端温度，图6给出一个行车周期下，车站站厅温度，图7给出一个行车周期下，车站轨行区风压，图8给出一个行车周期下，车站轨行区风压，从图5至图8中可得出：

当活塞风阀开启面积为0m²（全闭工况）时，一个周期内活塞风阀正下方隧道区间温度平均温度为10.2℃，车站站厅一个周期平均温度较低，为2.4℃,站台门所受活塞风的风压最大值为110Pa,车站轨行区CO2浓度大于1000ppm。虽然区间温度较高，大于规范限定值，但站厅温度较低，且站台门所受活塞风风压较大，轨行区CO2浓度较高。

当活塞风阀开启面积为5m²时，一个周期内活塞风阀正下方隧道区间温度平均温度为7.9℃，车站站厅一个周期平均温度为6.5℃,站台门所受活塞风的风压最大值74Pa,车站轨行区CO2浓度大于800ppm。虽然活塞风阀正下方隧道区间平均温度，比新型活塞风阀关闭时低2.3℃，但仍然满足规范值，而且站厅温度比新型活塞风阀关闭时高4.1℃，站台门所受活塞风的风压和车站轨行区的CO2浓度都有较大的改善。

当活塞风阀开启面积为10m²时，一个周期内活塞风阀正下方隧道区间温度平均温度为5.2℃，车站站厅一个周期平均温度为7.7℃,站台门所受活塞风的风压最大值56Pa,车站轨行区CO2浓度为700ppm左右。此工况下，活塞风阀正下方隧道区间温度平均温度达到规范的临界值，站厅温度进一步升高，而且站台门所受活塞风的风压和车站轨行区的CO2浓度进一步改善。

当活塞风阀开启面积为20m²时（全开），一个周期内活塞风阀正下方隧道区间温度平均温度为0℃，车站站厅一个周期平均温度为9.6℃,站台门所受活塞风的风压最大值22Pa,车站轨行区CO2浓度为500ppm左右。虽然这种工况下站厅温度、台门所受活塞风的风压和车站轨行区的CO2浓度进一步改善，但隧道区间温度平均温度较低，易引起区间消防等管道发生冻结，不满足规范要求。所以需要减小活塞风阀开启面积。

另外，从图5至图8中可以得出，冬季，当室外温度较低时，活塞风阀正下方隧道区间温度平均温度随着活塞风阀的开启面积增加而减小，而站厅温度随着活塞风阀开启面积增加而增加，车站轨行区风压及车站轨行区CO2浓度随着活塞风阀开启面积增加而得到改善，所以存在最优的活塞风阀开启面积。本具体实例活塞风阀最优开启面积为10m²左右。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。