一种综合管廊入口段防结露送风装置及实现方法
阅读说明：本技术 一种综合管廊入口段防结露送风装置及实现方法 (Utility tunnel entrance section anti-condensation air supply device and implementation method ) 是由 李炎锋 田思楠 许德胜 杨泉 刘爽 田伟 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种综合管廊入口段防结露送风装置及实现方法,包括设置在综合管廊设备层的送风装置和设置在廊道内的分隔板,通过分隔板将综合管廊内部空间分隔成电缆洞区域和通风洞区域,电缆洞区域和通风洞区域上部分别设置有处理后空气送风口和直接新风送风口。本发明设置自动调节装置和调节阀,自动调节装置可根据管廊内外空气条件自动控制各风管调节阀的和除湿机的开启和关闭。当通过分析管廊内部空气温湿度以及外界空气的温湿度,依据含湿量差以及管廊壁温,判断新风进入管廊后会达到结露条件时,除湿机会启动,从而有效降低综合管廊入口段结露风险。(The invention discloses an anti-condensation air supply device for an inlet section of a comprehensive pipe gallery and an implementation method of the anti-condensation air supply device. The invention is provided with an automatic adjusting device and adjusting valves, and the automatic adjusting device can automatically control the opening and closing of each air pipe adjusting valve and the dehumidifier according to the air conditions inside and outside the pipe gallery. When the humiture through inside air temperature and humidity of analysis piping lane and outside air, according to the poor and pipe gallery wall temperature of moisture content, when judging that the new trend can reach the dewfall condition after getting into the pipe gallery, the dehumidification opportunity starts to effectively reduce utility tunnel entrance dewfall risk.)
技术领域
本发明涉及送风技术领域，具体涉及一种综合管廊入口段防结露送风装置及实现方法。
背景技术
综合管廊由于具有可以有效避免马路重复开挖、高效利用城市地下空间的优点在我国得到的快速发展。同时其建设与运营过程中存在的问题日益受到重视。综合管廊尤其位于夏季长江中下游和沿海高湿热气候的管廊各舱室的结露问题区是通风设计时亟待解决的问题。
综合管廊工程一般位于距地面2.5m以下的空间，由于受到岩土或者土壤的包围，空间相对封闭，而周围岩土温度基本维持恒定且远低于夏季的典型气象日的温度。当夏季外界含湿量大的热湿空气经通风口进入管廊，热湿空气与管廊低温壁面接触容易产生结露现象、加上地下水渗漏等情况，导致管廊长期处于潮湿环境下,这会对管廊主体结构及入廊管线、支架、各类探测装置的耐久性产生影响。
目前对于地下空间除湿的方法有通风除湿、固体和液体吸湿剂除湿、压缩除湿和冷却除湿法。通风除湿法是指当室外空气含湿量低于地下空间含湿量时，采用机械通风手段送入室内置换出含湿量高的空气。而固体和液体吸湿剂除湿、压缩除湿和冷却除湿法需要设置专门的除湿设备。除雾除湿方法设备投资大，往往需要消耗额外的能源来除湿或进行吸湿剂再生，运行能耗较高，耗材大；且除雾时效性并不好。因此这些方法在综合管廊的有限空间无法采用。
综合管廊按照防火分区长度(一般是200m)分别设置进风和出风,已有的研究普遍认为“一端进风一端排风”的通风形式有利于综合管廊内部湿空气的排出，部分工程中采取“以加大通风来缓解结露”的措施，却造成“越通风越湿”的结果，导致通风系统的耗能的增加。目前，主要除湿措施是对外界进入管廊空气进行降湿处理后送入，利用整体换气来降低综合管廊的空气湿度。张清琳等发明一种新型的综合管廊通风除雾系统(ZL201822014961.4)，通过设置两台送风机、一台排风机、一台全热交换器、一台显热交换器等，利用了管廊内的低温废气和室外高温高湿空气进行全热交换，使送入管廊内的新风与管廊内空气的温差降低，含湿量降低。闵云等发明了一种综合管廊通风除雾系统(ZL202020531697.6)，通过设置管廊本体、通风除雾器和通外管等，通风除雾器和经过预热的空气沿换热管进入到管廊本体内，对管廊本体内起到通风除雾的作用。吕婧发明了一种地下综合管廊除湿系统(ZL202020918184.0)，排风亭的内部设有驱动机构、水平隔板和两个烟气过滤网，其合理的结构使得管廊主体内部通风排风，从而有利于降低管廊主体内部湿度。
大量调查表明：地下综合管廊的进风口附近的区域是结露最严重的区域，主要原因是当夏季外界含湿量大的热湿空气经通风口进入管廊，热湿空气与管廊低温壁面接触容易产生结露，而远离进风口区域由于受到外界进风的干扰比较小，不容易出现结露现象。因此需要针对容易结露区域采取针对性的措施。
考虑到综合管廊是构筑物，平时仅有维护人员进入，环境卫生条件要求远低于地下建筑空间的环境要求，在考虑综合管廊除湿同时还必须考虑降低通风系统的能耗。因此，研究设计出一种综合管廊防结露的送风装置及实现方法十分重要。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种综合管廊入口段防结露送风装置及实现方法。该装置可以根据管廊内外空度参数(温度、湿度)情况判断出合理的通风模式，可以避免因通风不当，室外湿度大的空气进入管廊造成的入口段结露现象的发生。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种综合管廊入口段防结露送风系统，该送风系统设置在地下综合管廊内，包括设置在综合管廊内的分隔板和送风装置，分隔板将综合管廊内部空间分隔成电缆洞和通风洞，电缆洞和通风洞一端上部设置分别送风装置。
所述分隔板设置有两个，两个分隔板竖直且对称设置在综合管廊内以形成两个位于通风洞两侧的电缆洞。所述分隔板靠近综合管廊内壁的一侧(电缆洞侧)设置有保温层。分隔板设置于靠近进风口的区域，其长度可以根据除湿要求进行调整。
所述送风装置包括送风干管、通风洞支管、电缆洞支管和电缆洞除湿支管。送风干管的一端设置有变频风机，送风干管内设置有自动调节装置，各支管内均设置有调节阀，电缆洞除湿支管内设置有除湿机，送风管道另一端设置有直接送风口和处理送风口，分别对应电缆洞送风和通风洞送风。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
区域分隔，重点处理。考虑外界热湿空气与管廊的低温壁面接触导致结露，将综合管廊的局部需要除湿的区域进行分隔。在靠近进风口区域设置有分隔板，将综合管廊内部空间分隔成1个通风洞区域和2个电缆洞区域。重点针对易结露的电缆洞区域进行防结露送风处理，针对性更强、处理效率更高。
自动控制，智慧联动。该发明设置风量回路转换系统，可以根据管廊内外空气参数条件自动选择工况，控制除湿机的启停以及各送风管的调节阀开闭，实现除湿工况和正常通风工况的自动切换。对于夏季夜晚空气含湿量低于综合管廊含湿量情况，可以采用局部送风来降低入口段空气的含湿量。此外，综合管廊内分隔区域的长度根据除湿要求进行调整。
局部处理，实现节能。由于通风洞和电缆洞分别设置了送风支管，故当除湿工况启动时，仅需要对送入电缆洞的外界新风进行除湿处理，即可达到防止结露的目的，送风量和除湿量大大降低。与管廊整体送风除湿策略相比，该发明从除湿机的选型上减少了设备成本，从除湿机的使用上减少了运行和维护成本，同时减少了能源使用，能够实现相对小成本解决管廊结露问题，实现防结露和节能的双赢目标。
综合管廊入口段防结露送风装置，其特征在于：包括送风装置1，分隔板2，电缆洞3，通风洞4，保温层5，送风干管6，通风洞支管7，电缆洞支管8，电缆洞除湿支管9，变频风机10，自动调节装置11，调节阀12，除湿机13，直接送风口14，处理送风口15。
具体地，所述综合管廊入口段防结露送风装置及实现方法步骤中，包括：
S1、传感器获取综合管廊内干球温度tNg及含湿量dN、室外空气露点温度tlw及含湿量dw，自动调节装置11根据空气参数判断通风是否存在结露风险。当tNg＜tlw或tNg＞tlw且dN＜dw时，启动除湿工况；当tNg＞tlw且dN＞dw时,启动正常通风工况。
S2、正常通风工况，自动调节装置11自动打开通风洞支管7和电缆洞支管8的调节阀，同时关闭电缆洞除湿支管9的调节阀，使未经除湿处理的室外新风经直接送风口14和处理送风口15送入管廊内。
S3、除湿工况，自动调节装置11自动打开电缆洞除湿支管9的调节阀，同时关闭通风洞支管7和电缆洞支管8的调节阀，使小部分经过除湿处理的干燥新风经处理送风口15送入电缆洞3。
下面结合附图和
具体实施方式
对本发明的方案作进一步详细地解释和说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种综合管廊入口段防结露送风装置及实现方法的流程图；
图2是本发明的整体结构示意图；
图3是本发明的正视图；
图4是本发明的俯视图；
图5是本发明的侧视图；
图6是实施例1隔板后0.5m处相对湿度分布云图；
图7是传统送风方式送风入口段后2m处相对湿度分布云图；
图8是实施例2隔板后0.5m处相对湿度分布云图；
图9是实施例3隔板后0.5m处相对湿度分布云图；
图10是实施例4隔板后0.5m处相对湿度分布云图；
图11是实施例5隔板后0.5m处相对湿度分布云图；
图12是室外与管廊内部含湿量差分别为3.3g/kg、5.4g/kg、7g/kg、9.8g/kg和11.4g/kg时最短隔板长度的变化曲线。
附图标记说明：送风装置1，分隔板2，电缆洞3，通风洞4，保温层5，送风干管6，通风洞支管7，电缆洞支管8，电缆洞除湿支管9，变频风机10，自动调节装置11，调节阀12，除湿机13，直接送风口14，处理送风口15。
具体实施方式
本发明提供了一种综合管廊入口段防结露送风装置及实现方法，参见图1至图4，该装置设置在地下综合管廊内，包括设置在综合管廊设备层的送风装置1和设置在廊道内的分隔板2，分隔板2将综合管廊内部空间分隔成电缆洞3和通风洞4，电缆洞3和通风洞4一端上部分别设置有处理送风口15和直接送风口14。本发明设置除湿机13，可对送进综合管廊的新风进行除湿处理，直接有效地避免综合管廊内出现结露、起雾现象；设置自动调节装置11和调节阀12，自动调节装置11可根据管廊内外空气条件自动控制各风管调节阀12的和除湿机13的开启和关闭，只有当外界空气湿度达到结露条件时，除湿机13才会启动，对经由电缆洞除湿支管9而送进电缆洞3的新风进行除湿，可以有效节约能源；设置有分隔板2，将综合管廊内部空间分隔成1个通风洞4和2个电缆洞3，使少量经过除湿处理后的干燥新风经由处理送风口15进入电缆洞3，防止未经过除湿处理的新风与经过除湿处理的新风在入口段接触混合，从而有效降低综合管廊入口段结露风险。
具体地，所述分隔板2设置有两个，两个分隔板竖直且对称设置在综合管廊内以形成两个两侧的电缆洞3和一个中间的通风洞4。本实施例的两个电缆洞3均由综合管廊侧壁和分隔板2围成，在送风入口段将电缆分隔在狭小空间，防止入口段电缆洞3内空气与通风洞4内空气掺混，经过除湿处理的新风经由处理通风口15进入电缆洞3内，可以有效避免电缆洞内出现结露、起雾现象。
进一步地，在又一实施例中，所述分隔板2靠近综合管廊内壁一侧设置有保温层5。该保温层5能够避免电缆洞3内的干燥新风与通风洞4内未经处理的空气进行热交换，减小热损失。
进一步地，在又一实施例中，所述送风装置1包括送风干管6、通风洞支管7和电缆洞支管8，送风干管6的一端设置有变频风机10，送风干管6内设置有自动调节装置11，电缆洞支管8设置有调节阀12和除湿机13，送风管道另一端设置有直接送风口14和处理送风口15，分别对应通风洞4送风和电缆洞3送风。通过变频风机10将新风引入至送风干管6，由送风干管6中自动控制装置11检测新风湿度，如果不超过设定标准，则电缆洞支管8和通风洞支管7中调节阀12打开，从送风口直接送入电缆洞3和通风洞4；如果超过设定标准，存在结露风险，则电缆洞除湿支管9和通风洞支管7中调节阀12打开，将送入电缆洞的新风进行除湿。
实施例1：
根据实际情况建立地下隧道尺寸2800(x)×20000(y)×2800(z)(mm3)的数值计算模型，分隔板距侧壁400mm沿x轴从管廊入口于两侧布置。对于夏季工况，选用内外含含湿量差为3.3g/kg(以室外参数32℃，60％，室内参数26℃，70％为例)，两侧除湿后的总送风量为784m3/h，分隔板材料选用不锈钢板并设置隔热层，热通量为0W/m2。
为了验证本实施例送风管道内空气与管廊内空气和内壁换热效果，选用平均湍流能量模型，即标准k-ε两方程模型求解方程组。
通过模拟确定出实施例1下最短的隔板长度为5.2m，图6是实施例1情况下管廊内隔板后0.5m相对湿度分布云图，从图中可以看出相对湿度为68-80％，没有发生结露现象。
对传统的管廊的通风效果进行模拟，模拟结果如图7所示，图7为传统送风情况下送风入口段(送风口后2m)相对湿度分布云图，由图中可以看出不经过除湿且没有分隔板的送风装置直接把空气送进管廊内，空气湿度超过了100％(湿度超过100％视为结露。)
实施例1中，本发明与传统管廊进风方式相比，湿度降低，管廊内不再结露。因此，本发明的热湿处理系统可达到防结露的效果。
实施例2：
建立与实施例1相同的数值计算模型，改变内外含湿量差为5.4g/kg(以室外参数33℃，60％，室内参数26℃，65％为例)。通过模拟确定出实施例2下最短的隔板长度为8.5m，图8是实施例2情况下管廊内隔板后0.5m相对湿度分布云图，从图中可以看出相对湿度为72-80％，没有发生结露现象。
实施例3：
建立与实施例1相同的数值计算模型，改变内外含含湿量差为7g/kg(以室外参数35℃，65％，室内参数26℃，60％为例)。通过模拟确定出实施例3下最短的隔板长度为10.7m，图9是实施例3情况下管廊内隔板后0.5m相对湿度分布云图，从图中可以看出相对湿度为74-79％，没有发生结露现象。
实施例4：
建立与实施例1相同的数值计算模型，改变内外含湿量差为9.8g/kg(以室外参数33℃，70％，室内参数26℃，60％为例)。通过模拟确定出实施例4下最短的隔板长度为13.5m，图10是实施例3情况下管廊内隔板后0.5m相对湿度分布云图，从图中可以看出相对湿度为69-79％，没有发生结露现象。
实施例5：
建立与实施例1相同的数值计算模型，改变内外含湿量差为11.4g/kg(以室外参数35℃，70％，室内参数26℃，65％为例)。通过模拟确定出实施例5下最短的隔板长度为13.5m，图11是实施例3情况下管廊内隔板后0.5m相对湿度分布云图，从图中可以看出相对湿度为70-79％，没有发生结露现象。
本专利通过对入口段空气进行除湿，并利用不同工况下的内外含湿量差来确定该情况下最短的隔板长度。实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5分别为室外与管廊内不同情况下的含湿量差确定的最短隔板长度，对其结果分析可以发现，利用本发明送风系统相比传统的管廊送风系统在夏季工况明显有防结露的效果。不同内外含湿量差下，最短的隔板长度不同，含湿量差越大，所需的最短隔板长度越长。对比结果如图11所示。
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