排热风机系统对地铁环控系统温度影响分析

张志成

长沙市轨道交通运营有限公司湖南长沙410000

摘要：城市化的不断推进，地铁成为了城市交通中较为重要的工具，其具有很多优点，包括安全、方便快捷、舒适等。由于地铁位于地下空间，需要借助于地铁环控通风系统来营造适合的温度和湿度，保持地铁环境的适宜程度，同时也为设备、突发情况与日常工作提供基本需求。本文主要研究排热风机系统对地铁环控系统温度的影响，分两个方面进行，先给出了排热风机系统及地铁环控系统所涉及的基本概念，后分析了排热风机系统对地铁环控系统的温度影响。

关键词：排热风机系统；地铁；环控系统；温度影响

一、排热风机系统及地铁环控系统所涉及的基本概念

我国城市化的发展，轨道交通成为城市交通较为主要的工具，地铁在城市交通中占据很大的优势，不仅环境较好，且具有舒适方便和准时等优势。由于地铁的建设位置在地下封闭空间，需要借助于地铁环控通风系统来营造适宜的环境，地铁环控通风系统由很多子系统组成，其中包含：隧道通风系统、车站大小系统、站台隧道的通风系统和防排烟系统等，可见地铁环控通风系统具有很重要的作用。本文主要研究对象是隧道通风系统所涉及的排热风机系统，由于地铁在隧道中运行时，列车本身、设备的基本运行、乘客集散及地层本身的蓄热都会产生很多的热量，会使空气温度升高且隧道周围土壤渗湿量也会增大，导致温度和湿度都变大，会影响乘客的正常乘车，也会影响设备的正常运行。

（一）隧道通风系统的基本概念

隧道通风系统是由多个子系统组成的，包括活塞通风系统、排热通风系统和机械通风系统。活塞通风系统主要借助于车站两侧的活塞风道风井在列车高速运行时产生的活塞效应达到与外界的换气连接。排热通风系统主要借助于排热风机在隧道顶端位置和站台底部的排风风道实现空气的排放。机械通风系统是在无活塞效应时借助于车站两侧的风机和风道实现机械产风。

地铁隧道通风与空调系统运行模式会影响通风系统的正常运行情况，我国现有的运行模式包括开放式、封闭式和屏蔽门三种系统。开放式主要利用列车的活塞效应实现地下与外界的大气交换，所涉及的设备较少，成本较低，但却对于隧道内部空气的控制精准度不高，近年很少使用。封闭式主要通过控制阀门开关式切换提供空气，温度主要由水系统冷却，导致水系统负荷很大，会导致温度变化波动较大，主要运用于北方环境。屏蔽门系统在封闭式的基础上增加了屏蔽门，将车站与隧道分割隧道通风系统可实现独立式的开关切换，屏蔽门分为全封闭与敞开两种形式，全封闭具有密封性可将站台和列车完全分离，敞开式只是隔离屏蔽门体的高度也具有很强的安全性，该系统可以降低水系统的高运转负荷，虽工程造价较高但噪音较低，安全性能也更高，为乘客提供了很好的乘车体验，屏蔽门系统是我国现运用最为广泛的系统，可使用于南方和北方环境。

（二）隧道通风系统模式的基本概念

我国现有的隧道通风系统模式包括双活塞风井模式和单活塞风井模式。双活塞风井模式主要在车站周围设置活塞及机械通风亭和排热通风的排风亭，相关通风设备及风道设置于车站的两端，借助于列车运行时的活塞效应利用通风亭将热量排除，当出现阻塞和火灾等特殊情况时，机械排风和排热通风会一起启动，保证隧道通风量满足所需要求。单活塞风井模式通风亭和排风亭的设置与双活塞风井模式相同，主要的区别在于排风井和活塞及机械风道使用同一个，通过控制风道阀门满足工作状况要求。单活塞风井模式的通风量低于双活塞风井模式，需要控制阀门来实现转换工作，在具体施工时工作量较小，规划和拆装简便。隧道通风系统模式可依据地区实际情况进行选择。

二、排热风机系统对地铁环控系统温度影响分析

当隧道内排热风机启动时，站台站厅与隧道会产生空气流动，使地铁环控系统温度出现波动，以下从多个方面具体分析排热风机系统对地铁环控系统温度影响。

首先，当排热风机开启之后，隧道内部温度高的空气会被排出，同时把温度较为低适合隧道的空气带入隧道内部，在较短的时间内隧道的温度会降低，隧道传感器周围的空气温度也会得到降低。排热风机开启二十分钟左右会使温度下降二到三度，排热风机继续运行温度也会随之不断降低。同时，排热风机启动之后，站台和站厅的温度也会有所下降，数值位于二到三度之间，在启动一段时间后温度会伴随抽入外界空气的温度而不断变化。

其次，排热风机在运行关闭情况下，隧道深处本身温度较高的空气会在短时间内通过列车的活塞效应进入，从而使隧道温度传感器感知到温度的波动，同样外界温度高的空气也是通过活塞效应被感知的。在排热风机关闭四十分钟左右，温度会有所上升，上升值介于二到三度之间，随着关闭时间的延长，温度也会不断稳定持续上升。

再者，排热风机开启后白天和晚上的温度也有一定的差异，在排热风机启动时间内，白天启动时间段内温度与未启动之前相比会有所降低，数值位于一到二度之间，晚上启动时间段内温度相较于未启动之前也会降低，但降低的数值要高于白天，结语四到五度之间，可以看到晚上排热风机启动的运转情况要比白天要好。

此外，排热风机关闭之后隧道内温度也会出现不断恢复的情况，隧道内的温度平均值的最大值和最小值会伴随排热风机的关闭不断升高，在温度升高到一定范围内会出现趋于稳定的情况。排热风机关闭之后温度会出现不断持续的波动，但温度变化的整体情况是增大上升的，大约在关闭七天左右温度会出现稳定的情况。

最后，由于列车在隧道运转时，周围空气会跟随列车的移动而流动且流动方向与列车的运行方向相同，这就是列车与隧道之间在运行时的活塞效应，因活塞效应所产生的气流被称为活塞气流。当列车在外界空间进行移动时由于空气流通且空间宽阔，列车前的空气会自然排挤流通至两端和上方最后流至列车尾部。而在隧道地下空间移动时，隧道空间不宽阔，空气流通空间受到限制，导致气流不能全部流通至列车尾部，部分剩余空气会跟随列车向前移动，最终排至隧道口外，列车尾部的气流属于负压漩涡，相应的空气会被空口引入隧道，从而形成活塞气流。隧道内部温度的便会会影响活塞气流，列车运行过程中隧道内温度会呈现规律性波动，晚上列车不运行时温度不会出现规律性变化。

除以上情况可影响温度外，排热风机的数量也会影响温度变化，如排热风机开启的数目未两台，隧道内部温度下降数值会比一台要高，介于一到二度之间，排热效果要好于一台的情况。

通过以上情况分析可得，排热风机的启动应依据周围温度和所在地区的季节在适合的时间进行；排热风机的启动应具有时间间隔性，间隔的时间要依据隧道温度出现平稳情况的时间未准；排热风机对于温度的影响白天和晚上是有差异的，白天的开启要具有判断性，要达到一定的温度值才可以启动，如隧道温度出现很低的情况，要在适当程度将排热风机关闭，再次启动时要调频；依据列车运行的实际情况设置排热风机的数目，在成本允许的情况下使排热效果更好。

三、结语

总结可得，排热风机系统对地铁环控系统温度的影响体现在多个方面，排热风机系统的启动和关闭要依据列车在隧道中具体的运行情况进行调整，要达到排热风机系统运行效果最佳，就要结合多方面影响因素开展工作，保证隧道内部空气温度适合列车的运行且能够为乘客带来良好的乘车体验。

参考文献

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