CN108661687A - 一种隧道节能通风联动综合控制系统及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道节能通风联动综合控制系统及安装方法,包括供电系统以及设置在隧道入口处的摄像头,隧道内设置有若干CO检测器和若干粉尘检测器,隧道内的顶部设置有若干射流风机,摄像头、CO检测器和粉尘检测器均连接控制系统,控制系统连接射流风机,供电系统连接射流风机、摄像头、CO检测器、粉尘检测器和控制系统;本发明通过摄像头、CO检测器和粉尘检测器实时监测车流量、CO和粉尘,并将数据实时反馈给控制系统,控制系统根据采集的监测信息实时控制射流风机的运行情况,实现了系统的智能化节能控制,本发明各模块功能明确,绿色节能,可有效降低隧道后期的运营费用,具有较好的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于交通运营节能领域,具体涉及一种隧道节能通风联动综合控制系统及安装方法。
背景技术
我国高速公路基本已建设成网,目前也修建了大量的公路隧道,据统计,目前在运营的公路隧道数量就达数千座。随着修筑技术的提高,单座隧道的长度也变得越来越长,如陕西境内的秦岭终南山公路隧道长达18.02公里。公路隧道运营规范规定,机械通风方式根据公路等级、隧道长度、隧道断面大小、交通流量等综合确定,一般隧道长度超过某一值就开始配备机械通风,目前我国大多数隧道多采用射流式纵向通风,当隧道长度更长的情况下就设置多竖井分段通风,但是无论是否涉及竖井,均需要利用射流风机增加风压风速来进行通风。如此多的隧道数量,每年只是通风这一项运营费用就是一笔不小的花销。
隧道通风的目的是通过增加风压来提高隧道内风速,排除隧道内的粉尘、CO等有害气体,改善隧道内环境,优化行车体验。隧道通风核心就是通过风速来排除隧道内部的污染物,因此隧道内规定风速不低于一定值,如果风机全天运行,其风速产生的能量也是一个不小量级,值得考虑将这部分风能进行转化,重复利用。目前我国隧道通风概况为中长隧道利用射流式通风、长隧道利用竖井配合射流式通风进行,虽然通风效果较好,但每年消耗的电量非常大,因为隧道内风机不管隧道内车流大小,均需要全天开机运行,隧道风机产生的风能也未能充分利用,因此目前还没有一种优化节能的通风方式,如何改善目前的通风系统,减小能量消耗和运营费用是目前一个有经济意义的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种隧道节能通风联动综合控制系统及安装方法,力求达到节能通风,降低运营费用的目的。
为了达到上述目的,一种隧道节能通风联动综合控制系统,包括供电系统以及设置在隧道入口处的摄像头,隧道内设置有若干CO检测器和若干粉尘检测器,隧道内的顶部设置有若干射流风机,摄像头、CO检测器和粉尘检测器均连接控制系统,控制系统连接射流风机,供电系统连接射流风机、摄像头、CO检测器、粉尘检测器和控制系统;
控制系统用于接收摄像头、CO检测器和粉尘检测器的数据,并将数据与阈值进行对比,最后根据对比结果控制射流风机的转速。
供电系统包括设置在隧道内地面下方的路面发电系统以及设置在隧道内的若干风力发电系统,风力发电系统和路面发电系统均连接蓄电池,蓄电池通过整流器连接到交流电源,交流电源连接射流风机、摄像头、CO检测器、粉尘检测器和控制系统。
路面发电系统采用振动发电机,振动发电机置于隧道内行车道车辙印下方的路面减震层中。
射流风机两个为一组,若干组射流风机对等间距的设置在隧道内的顶部。
CO检测器和粉尘检测器镜像对称设置在隧道内两侧的壁面上,一个CO检测器和一个粉尘检测器为一组,每组CO检测器和粉尘检测器等间距的设置在隧道的内壁上。
隧道竖井的内壁上设置有若干射流风机和风力发电系统。
一种隧道节能通风联动综合控制系统的安装方法,包括以下步骤:
步骤一,建设隧道时,根据隧道的长度和车流量确定射流风机的数量,并将射流风机固定在隧道拱顶,电源线和控制线备好待用;
步骤二,在隧道入口处安装摄像头,实时监测车流量情况,在隧道内部左右拱肩处,每隔一定距离安装CO监测器和粉尘监测器,CO监测器和粉尘监测器的引线整好备用;
步骤三,修建供电系统和配电室,将摄像头、CO监测器和粉尘监测器接入控制系统,将控制系统与射流风机连接,调试完成后,完成隧道节能通风联动综合控制系统的安装。
修建供电系统包括在修筑隧道内路面时,在路面车辙印下面的减震层安装路面发电系统,沿隧道全长安装,电线导出备用;根据隧道长度确定所需风力发电系统的数量,在隧道左右边墙处依次对称安装风力发电系统,整理好其引线备用;将路面发电系统和风力发电系统的电线接到蓄电池上。
将供电系统的蓄电池通过整流器后接入交流电。
与现有技术相比,本发明通过摄像头、CO检测器和粉尘检测器实时监测车流量、CO和粉尘,并将数据实时反馈给控制系统,控制系统根据采集的监测信息实时控制射流风机的运行情况,实现了系统的智能化节能控制,本发明各模块功能明确,绿色节能,可有效降低隧道后期的运营费用,具有较好的应用价值。
进一步的,本发明设置有路面发电系统和风力发电系统,可充分利用隧道中的行车震动产生的能量和活塞风产生的能量,转换后继续为整个系统供电,减小了电能消耗,在一定程度上实现了能量的重复利用。
本发明的方法是通过在隧道拱顶设置射流风机,在隧道入口处安装摄像头,在隧道内部左右拱肩处安装CO监测器和粉尘监测器,再通过引线接入控制系统,并将控制系统与射流风机连接,摄像头持续采集车辆信息,CO监测器和粉尘监测器持续采集隧道内空气信息,并将车辆信息和空气信息传送至控制系统内进行处理,控制系统根据处理结果控制射流风机的转速,本安装方法流程简单,便于实施,能够运用于大多数隧道的改建工程中,不仅能减小消耗,还能够实现能量的重复利用。
附图说明
图1为本发明的控制框图;
图2为本发明的正视图;
图3为本发明的俯视图;
图4为本发明的侧视图;
图5为本发明中带竖井隧道侧视图;
其中,1、隧道;2、射流风机;3、风力发电系统;5、路面发电系统;601、摄像头;602、CO监测器;603、粉尘监测器;10、竖井。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1至图4,一种隧道节能通风联动综合控制系统包括供电系统以及设置在隧道1入口处的摄像头601,隧道1内设置有若干CO检测器602和若干粉尘检测器603,隧道1内的顶部设置有若干射流风机2,摄像头601、CO检测器602和粉尘检测器603均连接控制系统,控制系统连接射流风机2,供电系统连接射流风机2、摄像头601、CO检测器602、粉尘检测器603和控制系统;
控制系统用于接收摄像头601、CO检测器602和粉尘检测器603的数据,并将数据与阈值进行对比,最后根据对比结果控制射流风机2的转速。
供电系统包括设置在隧道1内地面下方的路面发电系统5以及设置在隧道内的若干风力发电系统3,风力发电系统3和路面发电系统5均连接蓄电池,蓄电池通过整流器连接交流电,蓄电池存路面发电的电,然后汇入到交流电网中,交流电源连接射流风机2、摄像头601、CO检测器602、粉尘检测器603和控制系统。
优选的,路面发电系统5采用振动发电机,振动发电机置于隧道1内行车道车辙印下方的路面减震层中。
优选的,射流风机2两个为一组,若干组射流风机2对等间距的设置在隧道1内的顶部,CO检测器602和粉尘检测器603镜像对称设置在隧道1内两侧的壁面上,一个CO检测器602和一个粉尘检测器603为一组,每组CO检测器602和粉尘检测器603等间距的设置在隧道1的内壁上。
参见图5,隧道竖井10的内壁上设置有若干射流风机2和风力发电系统3。
实施例1:
某高速公路隧道长度为1km,设计行车速度为80km/h,通风方式设计为射流式机械通风。参见图1至图4,给出一种实施例。
步骤1:根据隧道长度及安装间距计算得到发电组数量,预先准备好所需的200组路面震动发电组,隧道路面修建前,将发电组沿隧道全长安装在路面减震层,安装完成后导线引出备用,形成路面发电系统5;
步骤2:隧道建设完成后,安装射流风机2,射流风机2所需台数和安装间距按照隧道长度和车流量共同确定,射流风机2两个一组安装于隧道拱顶,电源线和控制线备好待用;
步骤:3:根据隧道1长度及射流风机数量确定所需风力发电机3的数量,在隧道1左右边墙处依次对称安装风力发电机3,整理好其引线备用;
步骤4:准备1组高清摄像头,及根据隧道长度及粉尘和CO监测器安装间距确定所需的5组监测元件,在隧道入口处安装高清摄像头601,实时监测车流量情况,在隧道内部左右拱肩处,每隔200m安装CO监测器602和粉尘监测器603,各监测设备的引线整好备用;
步骤5:在隧道入口空地处修建配电室,将蓄电器4和整流器8分别安装,并将风力发电机3和路面发电组5的导线连接到蓄电器上;
步骤6:在隧道入口空地修建主控室,并安装主控电脑与控制系统软件;
步骤7:电源9连接监测系统6、控制系统7和射流风机2,蓄电器4连接到整流器8,整流器8与电源9连接,进而为系统供电,系统安装好后,进行初步调试,发现问题并及时解决,直到系统正常工作为止。
实施例2:
某高速公路隧道长度为6km,设计行车速度为80km/h,通风方式为竖井配设射流式纵向通风,在隧道中间处设置一处竖井。参见图1、图2和图5,给出另一种实施例。
步骤1:根据隧道长度及安装间距计算得到发电组数量,预先准备好所需的1200组路面震动发电组,隧道路面修建前,将发电组沿隧道全长安装在路面减震层,安装完成后导线引出备用,形成路面发电系统5;
步骤2:隧道建设完成后,安装射流风机2,射流风机2所需台数和安装间距按照隧道长度、车流量及竖井高度共同确定,射流风机2两个一组安装于隧道拱顶与竖井之中,电源线和控制线备好待用;
步骤:3:根据隧道1和竖井长度及射流风机数量确定所需风力发电机3的数量,在隧道1左右边墙处依次对称安装风力发电机3,整理好其引线备用;
步骤4:准备1组高清摄像头,及根据隧道长度及粉尘和CO监测器安装间距确定所需的30组监测元件,在隧道入口处安装高清摄像头601,实时监测车流量情况,在隧道内部左右拱肩处,每隔200m安装CO监测器602和粉尘监测器603,各监测设备的引线整好备用;
步骤5:在隧道入口空地处修建配电室,将蓄电器4和整流器8分别安装,并将风力发电机3和路面发电组5的导线连接到蓄电器上;
步骤6:在隧道入口空地修建主控室,并安装主控电脑与控制系统软件;
步骤7:电源9连接监测系统6、控制系统7和射流风机2,蓄电器4连接到整流器8,整流器8与电源9连接,进而为系统供电,系统安装好后,进行初步调试,发现问题并及时解决,直到系统正常工作为止。
Claims (9)
1.一种隧道节能通风联动综合控制系统,其特征在于,包括供电系统以及设置在隧道(1)入口处的摄像头(601),隧道(1)内设置有若干CO检测器(602)和若干粉尘检测器(603),隧道(1)内的顶部设置有若干射流风机(2),摄像头(601)、CO检测器(602)和粉尘检测器(603)均连接控制系统,控制系统连接射流风机(2),供电系统连接射流风机(2)、摄像头(601)、CO检测器(602)、粉尘检测器(603)和控制系统;
控制系统用于接收摄像头(601)、CO检测器(602)和粉尘检测器(603)的数据,并将数据与阈值进行对比,最后根据对比结果控制射流风机(2)的转速。
2.根据权利要求1所述的一种隧道节能通风联动综合控制系统,其特征在于,供电系统包括设置在隧道(1)内地面下方的路面发电系统(5)以及设置在隧道内的若干风力发电系统(3),风力发电系统(3)和路面发电系统(5)均连接蓄电池,蓄电池通过整流器连接到交流电源,交流电源连接射流风机(2)、摄像头(601)、CO检测器(602)、粉尘检测器(603)和控制系统。
3.根据权利要求2所述的一种隧道节能通风联动综合控制系统,其特征在于,路面发电系统(5)采用振动发电机,振动发电机置于隧道(1)内行车道车辙印下方的路面减震层中。
4.根据权利要求1所述的一种隧道节能通风联动综合控制系统,其特征在于,射流风机(2)两个为一组,若干组射流风机(2)对等间距的设置在隧道(1)内的顶部。
5.根据权利要求1所述的一种隧道节能通风联动综合控制系统,其特征在于,CO检测器(602)和粉尘检测器(603)镜像对称设置在隧道(1)内两侧的壁面上,一个CO检测器(602)和一个粉尘检测器(603)为一组,每组CO检测器(602)和粉尘检测器(603)等间距的设置在隧道(1)的内壁上。
6.根据权利要求1所述的一种隧道节能通风联动综合控制系统,其特征在于,隧道竖井(10)的内壁上设置有若干射流风机(2)和风力发电系统(3)。
7.权利要求1所述的一种隧道节能通风联动综合控制系统的安装方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,建设隧道(1)时,根据隧道的长度和车流量确定射流风机(2)的数量,并将射流风机(2)固定在隧道拱顶,电源线和控制线备好待用;
步骤二,在隧道(1)入口处安装摄像头(601),实时监测车流量情况,在隧道(1)内部左右拱肩处,每隔一定距离安装CO监测器(602)和粉尘监测器(603),CO监测器(602)和粉尘监测器(603)的引线整好备用;
步骤三,修建供电系统和配电室,将摄像头(601)、CO监测器(602)和粉尘监测器(603)接入控制系统,将控制系统与射流风机(2)连接,调试完成后,完成隧道节能通风联动综合控制系统的安装。
8.根据权利要求7所述的一种隧道节能通风联动综合控制系统的安装方法,其特征在于,修建供电系统包括在修筑隧道(1)内路面时,在路面车辙印下面的减震层安装路面发电系统(5),沿隧道全长安装,电线导出备用;根据隧道(1)长度确定所需风力发电系统(3)的数量,在隧道(1)左右边墙处依次对称安装风力发电系统(3),整理好其引线备用;将路面发电系统(5)和风力发电系统(3)的电线接到蓄电池上。
9.根据权利要求7所述的一种隧道节能通风联动综合控制系统的安装方法,其特征在于,将供电系统的蓄电池通过整流器后接入交流电。
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