CN104776571A - 一种用于狭长型风管的增压排风方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于狭长型风管的增压排风方法，通过在狭长型风管内设置多个升压风机组件、风速检测装置，根据计算设置多个升压风机组件的具体位置，采用风速检测装置进行风速测量，采用升压风机组件对狭长型风管内的压力进行调节，从而能够实现整个狭长型风管内排风风速一致。并且能够减少排风风机的压力、降低能力损耗，同时能够大大降低排风风机的匹配选型难度，节约成本。本发明施工方法简单，尤其适用于服务半径超过300m的狭长型地铁站排风风管系统，能够显著改善排风效果，具有较强的实用性，可大规模推广应用。

Description

一种用于狭长型风管的增压排风方法

技术领域

本发明涉及风管排风方法，具体涉及一种用于狭长型风管的增压排风方法。

背景技术

随着中国城市化进程的加快，城市地铁交通建设迅猛发展。对于中心城区的地铁设施，由于受到周边建筑、构筑物的制约，地铁站的布局形状各异，如一些地铁站呈狭长鱼腹型，站厅层左右端间距，即长边较长，短边很短。随着北京、上海、广州等特大型城市地铁建设，这种狭长型的地铁站会越来越多。

对于狭长型地铁站厅来说，其排风系统的服务半径将超过合理长度。换言之，对于狭长型的排风系统来说，会产生一系列问题。如：1)风机选型难度大。排风系统风量较小，阻力损失较大，传统的排风口调节阀已不能满足需求，而风机产品中满足地铁内这种风量与压力匹配关系的排风风机基本没有，此时需要厂家配合进行风机的非标设计，设备生产周期显著加长的同时设备造价增加。2)排风效果差。由于排风管道长，风口多，容易造成排风口压力分布失衡，使得近排风风机端风口风速大，远端排风口风速小，甚至没有风速。因此，对于长距离排风系统，采用传统的“排风风机+排风口”的组合已无法满足需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于狭长型风管的增压排风方法，该方法可用于狭长型地铁站的超长风管的增压排风，本方法通过在狭长型风管内设置多个升压风机组件、风速检测装置，根据风速检测装置进行风速测量，采用升压风机组件对狭长型风管内的压力进行调节，从而能够实现整个狭长型风管内排风风速一致。能够有效地解决排风系统端侧排风风机的风量、风压匹配选型难的问题，同时优化了狭长型风管内的气流压力分布，能够实现排风口有效排风的目的。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于狭长型风管的增压排风方法，其特点是，该增压排风方法包含：

S1，在狭长型风管上设置侧端排风口、多个管壁排风口；

S2，在狭长型风管内设置排风风机、多个升压风机组件、至少一个风速检测装置、处理控制单元；

S3，开启所述排风风机，根据所述至少一个风速检测装置检测的所述管壁排风口的风速，判断是否需要开启所述升压风机组件；需要开启时，控制开启至少一个所述升压风机组件开启，跳转至步骤S4；无需开启时，结束；

S4，所述风速检测装置检测的所述管壁排风口的风速分布，所述处理控制单元调控所述升压风机组件的风速大小，直至狭长型风管的所有管壁排风口的风速一致。

优选地，所述步骤S1包含：

在狭长型风管的前端设置所述侧端排风口，在该狭长型风管的前端至末端的管道壁上等间距设置多个所述管壁排风口。

优选地，所述步骤S2包含：

S2.1，在所述侧端排风口上设置所述排风风机；

S2.2，在任意相邻两个所述管壁排风口之间设置一个所述升压风机组件；

S2.3，根据实际工况需求设定一个或多个所述风速检测装置。

优选地，所述步骤S2.2包含：

根据下述公式，设定一个所述升压风机组件与气流上游最近的所述管壁排风口之间的距离：

其中，Δx--与气流上游最近风口的净间距；R--水力半径；A--管壁排风口的横截面积；l--管壁排风口的周长；v--管壁排风口处的风速；P_升--单台升压风机组件的升压力。

优选地，所述步骤S2.3包含：

当设定一个所述风速检测装置时，还需设置处理控制单元，使得该处理控制单元分别与所述排风风机、多个升压风机组件及风速检测装置连接；根据检测需要，将该风速检测装置设置在被检测的所述管壁排风口上；

当设定多个所述风速检测装置时，设置所述风速检测装置的数量与所述管壁排风口的数量相同，将每个所述风速检测装置设置在对应的所述管壁排风口上。

优选地，所述步骤S2还包含：

S2.4，当所述风速检测装置检测到上游所述管壁排风口的风速远小于工况要求的风速范围时，微调处于该管壁排风口下游的所述升压风机组件的位置。

优选地，所述步骤S3包含：

S3.1，开启所述排风风机后，所述风速检测装置依次检测所有管壁排风口的风速，判断上述每个所述管壁排风口的风速是否达到工况要求的风速范围；当未达到时，执行步骤S3.2；当相达到时，结束操作；

S3.2，开启所述管壁排风口的对应下游的所述升压风机组件，使得该升压风机组件卷吸下游气流，并将该气流进行升压后，射流向该狭长型风管内。

优选地，所述步骤S4包含：

S4.1，当狭长型风管内的所有管壁排风口的风速均到达工况要求的风速范围后，所述风速检测装置依次检测每个所述管壁排风口的风速分布，判断每个所述管壁排风口的风速是否一致；当一致时，结束操作；不一致时，执行步骤S4.2；

S4.2，所述处理控制单元获取所述风速检测装置发送的风速信息，并调节该管壁排风口下游的所述升压风机组件的内部结构，对送出气流的压力进行微调，使得该该管壁排风口的风速与与其他管壁排风口的风速一致。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明提供的一种用于狭长型风管的增压排风方法，通过在狭长型风管内设置多个升压风机组件、风速检测装置，根据风速检测装置进行风速测量，采用升压风机组件对狭长型风管内的压力进行调节，从而能够实现整个狭长型风管内排风风速一致。并且能够减少排风风机的压力、降低能力损耗，同时能够大大降低排风风机的匹配选型难度，节约成本。本发明施工方法简单，尤其适用于服务半径超过300m的狭长型地铁站排风风管系统，能够显著改善排风效果，具有较强的实用性，可大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明一种用于狭长型风管的增压排风方法的整体流程图。

图2为本发明一种用于狭长型风管的增压排风方法的实施例示意图之一。

图3为本发明一种用于狭长型风管的增压排风方法的实施例示意图之二。

图4为本发明一种用于狭长型风管的增压排风方法的实施例示意图之三。

图5为本发明一种用于狭长型风管的增压排风方法的实施例示意图之四。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

本发明公开的一种用于狭长型风管的增压排风方法是通过如图2、图3所示的一种内置于狭长型风管的增压排风系统来完成的。在狭长型风管的一端设置侧端排风口100，在该狭长型风管的管道壁上等间距设置多个管壁排风口200。该增压排风系统包含：排风风机1、多个升压风机组件2及至少一个风速检测装置3。

其中，排风风机1设置在侧端排风口100上；每个升压风机组件2分别设置在相邻两个管壁排风口200之间的管道壁上。

每个升压风机组件2包含：升压风机21、引风口22及送风口23。其中，升压风机21设置在相邻两个管壁排风口200之间的管道壁上；引风口22呈外扩喇叭状，设置在远离侧端排风口100的升压风机21一端；送风口23设置在升压风机21的另一端。

其中，送风口23内设有调压片231，调压片231用于对升压风机组件2进行升压力的微调。

本发明中，送风口23的射流方向与水平方向呈侧向上夹角，该侧向上夹角的角度范围为45°-60°。

如图2所示，本实施例中，送风口23的射流方向与水平方向的侧向上夹角为45°。

本发明中，引风口22的外扩方向与水平方向的夹角范围为45°-90°。该引风口22内等间距设有多个导流片221，每个导流片221与水平方向的夹角与该引风口22的外扩夹角相同。

如图3所示，本发明公开的一种内置于狭长型风管的增压排风系统可用于地铁站内。超长型排风管道T设置在地铁站厅M顶部，排风风机1设置在超长型排风管道T的一端，多个升压风机组件2等间距的设置在该超长型排风管道T内。

如图1所示，一种用于狭长型风管的增压排风方法，该增压排风方法包含：

S1，在狭长型风管上设置侧端排风口100、多个管壁排风口200。该步骤S1包含：

如图2所示，在狭长型风管的前端设置侧端排风口100，在该狭长型风管的前端至末端的管道壁上等间距设置多个管壁排风口200。

S2，在狭长型风管内设置排风风机1、多个升压风机组件2、至少一个风速检测装置3、处理控制单元。该步骤S2包含：

S2.1，在侧端排风口100上设置排风风机1。

S2.2，在任意相邻两个管壁排风口200之间设置一个升压风机组件2。该步骤S2.2包含：

根据下述公式，设定一个升压风机组件2与气流上游最近的管壁排风口200之间的距离：

其中，Δx--与气流上游最近风口的净间距；R--水力半径；A--管壁排风口200的横截面积；l--管壁排风口200的周长；v--管壁排风口200处的风速；P_升--单台升压风机组件2的升压力。

S2.3，根据实际工况需求设定一个或多个风速检测装置3。该步骤S2.3包含：

当设定一个风速检测装置3时，还需设置处理控制单元，使得该处理控制单元分别与排风风机1、多个升压风机组件2及风速检测装置3连接；根据检测需要，将该风速检测装置3设置在被检测的管壁排风口200上。

实施例1

根据工况及实际施工成本限制，可以设置一个风速检测装置3。该风速检测装置3用于依次测试所有管壁排风口200的风速并将获取的风速信号发送至处理控制单元。本实施例中，采用红外线风速仪或风速传感器作为风速检测装置3。

其中，处理控制单元分别与排风风机1、多个升压风机组件2连接；一个风速检测装置3可拆卸地设置在任一待测的管壁排风口200上，并与处理控制单元连接。并且，处理控制单元分别与每个升压风机组件2的升压风机21、调压片231连接。

当设定多个风速检测装置3时，设置风速检测装置3的数量与管壁排风口200的数量相同，将每个风速检测装置3设置在对应的管壁排风口200上。

实施例2

当施工成本允许时，采用与多个管壁排风口200数量相同的多个风速检测装置3，使得每个管壁排风口200设置一个风速检测装置3，便于所有管壁排风口200风速的同时检测，便于处理控制单元对所有升压风机组件2的控制。本实施例中，采用红外线风速仪或风速传感器作为风速检测装置3。

其中，每个风速检测装置3设置在对应的管壁排风口200上。处理控制单元分别与排风风机1、多个升压风机组件2连接。处理控制单元分别与每个升压风机组件2的升压风机21、调压片231连接。

本发明中，步骤S2还包含：

S2.4，当风速检测装置3检测到上游管壁排风口200的风速远小于工况要求的风速范围时，微调处于该管壁排风口200下游的升压风机组件2的位置。

本发明中，当根据步骤S2.2布置的升压风机组件2在狭长型风管管壁上的位置，在实际运行中，例如，当上游壁排风口200处的风速检测装置3检测到风速偏小或偏大时，此时可以对升压风机组件2的位置进行微调。

S3，开启排风风机1，根据至少一个风速检测装置3检测的管壁排风口200的风速，判断是否需要开启升压风机组件2；需要开启时，控制开启至少一个升压风机组件2开启，跳转至步骤S4；无需开启时，结束。该步骤S3包含：

S3.1，开启排风风机1后，风速检测装置3依次检测所有管壁排风口200的风速，判断上述每个管壁排风口200的风速是否达到工况要求的风速范围；当未达到时，执行步骤S3.2；当相达到时，结束操作。

本实施例中，风速范围为2m/s-4m/s。当任一管壁排风口200的风速没有达到2m/s或超过工况要求的4m/s时，执行步骤S3.2，风速检测装置3将发送报警信号至处理控制单元，要求处理控制单元根据报警信号，将启动该管壁排风口200下游的升压风机组件2。

S3.2，开启管壁排风口200的对应下游的升压风机组件2，使得该升压风机组件2卷吸下游气流，并将该气流进行升压后，射流向该狭长型风管内。

本实施例中，对增压排风系统进行运行调试时，风速检测装置3检测所有管壁排风口200的风速，当任一管壁排风口200的风速没有达到或超过工况要求的风速范围内时，风速检测装置3将发送报警信号至处理控制单元，要求处理控制单元根据报警信号，将启动该管壁排风口200下游的升压风机组件2。使得该升压风机组件2的引风口22卷吸下游气流进入该升压风机组件2的升压风机21内，气流经升压风机21升压后，通过该升压风机组件2的送风口23射流向该狭长型风管内。

S4，风速检测装置3检测的管壁排风口200的风速分布，处理控制单元调控升压风机组件2的风速大小，直至狭长型风管的所有管壁排风口200的风速一致。该步骤S4包含：

S4.1，当狭长型风管内的所有管壁排风口200的风速均到达工况要求的风速范围后，风速检测装置3依次检测每个管壁排风口200的风速分布，判断每个管壁排风口200的风速是否一致；当一致时，结束操作；不一致时，执行步骤S4.2。

本实施例中，风速检测装置3检测每个管壁排风口200的风速大小，并将所有的风速信号发送至处理控制单元。处理控制单元根据用户要求的算法，算出要求所有管壁排风口200达到的风速大小，并依次判断每个管壁排风口200的风速是否到达上述要求。未到达要求的，执行步骤S4.2；当所有管壁排风口200的风速均符合要求时，结束操作。

S4.2，处理控制单元获取所述风速检测装置3发送的风速信息，并调节该管壁排风口200下游的所述升压风机组件2的内部结构，对送出气流的压力进行微调，使得该该管壁排风口200的风速与与其他管壁排风口200的风速一致。

本实施例中，处理控制单元获取风速检测装置3发送的风速信息，并调节该管壁排风口200下游的升压风机组件2的调压片231位置，对送风口23送出气流的压力进行微调。风速检测装置3再次检测该管壁排风口200的风速，判断该管壁排风口200的风速是否与其他管壁排风口200的风速一致；当一致时，结束操作；当不一致时，再次执行步骤S4.2。

本发明的技术效果与现有技术的技术效果比较如下：

如图4为现有技术未安装升压风机的狭长型风管通过理论水力计算，可得到风管系统的压力损失值P1，该值与系统风量去选择风机，当风机产品中没有满足这种风量与压力匹配关系的排风风机时，可根据通用型风机的压力损失值P2，P1-P2计算得到ΔP。

如图5为本发明安装了多个升压风机组件2后，风管系统的压力损失值与距离排风风机1长度的关系。为了使用压力损失值为P2的通用型风机，则可根据管壁排风口200的数量n，计算出每个升压风机组件2的升压力

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种用于狭长型风管的增压排风方法，其特征在于，该增压排风方法包含：

S1，在狭长型风管上设置侧端排风口(100)、多个管壁排风口(200)；

S2，在狭长型风管内设置排风风机(1)、多个升压风机组件(2)、至少一个风速检测装置(3)、处理控制单元；

S3，开启所述排风风机(1)，根据所述至少一个风速检测装置(3)检测的所述管壁排风口(200)的风速，判断是否需要开启所述升压风机组件(2)；需要开启时，控制开启至少一个所述升压风机组件(2)开启，跳转至步骤S4；无需开启时，结束；

S4，所述风速检测装置(3)检测所述管壁排风口(200)的风速分布，所述处理控制单元调控所述升压风机组件(2)的风速大小，直至狭长型风管的所有管壁排风口(200)的风速一致。

2.如权利要求1所述的用于狭长型风管的增压排风方法，其特征在于，所述步骤S1包含：

在狭长型风管的前端设置所述侧端排风口(100)，在该狭长型风管的前端至末端的管道壁上等间距设置多个所述管壁排风口(200)。

3.如权利要求1所述的用于狭长型风管的增压排风方法，其特征在于，所述步骤S2包含：

S2.1，在所述侧端排风口(100)上设置所述排风风机(1)；

S2.2，在任意相邻两个所述管壁排风口(200)之间设置一个所述升压风机组件(2)；

S2.3，根据实际工况需求设定一个或多个所述风速检测装置(3)。

4.如权利要求3所述的用于狭长型风管的增压排风方法，其特征在于，所述步骤S2.2包含：

根据下述公式，设定一个所述升压风机组件(2)与气流上游最近的所述管壁排风口(200)之间的距离：

其中，Δx--与气流上游最近风口的净间距；R--水力半径；A--管壁排风口(200)的横截面积；l--管壁排风口(200)的周长；v--管壁排风口(200)处的风速；P_升--单台升压风机组件(2)的升压力。

5.如权利要求3所述的用于狭长型风管的增压排风方法，其特征在于，所述步骤S2.3包含：

当设定一个所述风速检测装置(3)时，还需设置处理控制单元，使得该处理控制单元分别与所述排风风机(1)、多个升压风机组件(2)及风速检测装置(3)连接；根据检测需要，将该风速检测装置(3)设置在被检测的所述管壁排风口(200)上；

当设定多个所述风速检测装置(3)时，设置所述风速检测装置(3)的数量与所述管壁排风口(200)的数量相同，将每个所述风速检测装置(3)设置在对应的所述管壁排风口(200)上。

6.如权利要求1所述的用于狭长型风管的增压排风方法，其特征在于，所述步骤S2还包含：

S2.4，当所述风速检测装置(3)检测到上游所述管壁排风口(200)的风速远小于工况要求的风速范围时，微调处于该管壁排风口(200)下游的所述升压风机组件(2)的位置。

7.如权利要求1所述的用于狭长型风管的增压排风方法，其特征在于，所述步骤S3包含：

S3.1，开启所述排风风机(1)后，所述风速检测装置(3)依次检测所有管壁排风口(200)的风速，判断上述每个所述管壁排风口(200)的风速是否达到工况要求的风速范围；当未达到时，执行步骤S3.2；当相达到时，结束操作；

S3.2，开启所述管壁排风口(200)的对应下游的所述升压风机组件(2)，使得该升压风机组件(2)卷吸下游气流，并将该气流进行升压后，射流向该狭长型风管内。

8.如权利要求1所述的用于狭长型风管的增压排风方法，其特征在于，所述步骤S4包含：

S4.1，当狭长型风管内的所有管壁排风口(200)的风速均到达工况要求的风速范围后，所述风速检测装置(3)依次检测每个所述管壁排风口(200)的风速分布，判断每个所述管壁排风口(200)的风速是否一致；当一致时，结束操作；不一致时，执行步骤S4.2；

S4.2，所述处理控制单元获取所述风速检测装置(3)发送的风速信息，并调节该管壁排风口(200)下游的所述升压风机组件(2)的内部结构，对送出气流的压力进行微调，使得该该管壁排风口(200)的风速与与其他管壁排风口(200)的风速一致。