[發(fā)明專利]基于煙囪效應的地下工程通風系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104456816A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 盧邦穩(wěn);劉長武;王啟龍;黃常玲;高云瑞
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: F24F7/02
• 分類號: F24F7/02;F24J2/10;F24J2/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種通風系統(tǒng)及控制方法，特別是一種基于煙囪效應的地下工程通風系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術

地下工程在施工及運營階段常常需要以機械通風設施進行通風，以保持充足的新鮮空氣量，并維持其內人員的舒適感。當前地下工程采用的通風方法主要是鼓風機鼓風，鼓風機安裝在地下工程頂部，采用強制排風的方式來促進空氣的流通。這種方式對于小型地下工程較為有效，但對較長空間較大的地下建筑就沒用明顯的用途；并且鼓風機在鼓風的時候很容易出現自循環(huán)的情況，風機出口的空氣很容易串到進口，這樣只能在鼓風機附近造成空氣流動，不能達到換氣的效果。大型地下空間采用建造豎井方式，使室內和外界聯通，然后采用鼓風機將空氣排出，新鮮空氣入口等得到補充，這種方式是較為合理的換氣方式。但此種方法消耗能量較大，鼓風機在隧道的使用壽命內都要運轉，噪音污染嚴重，這樣消耗大量的能源。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種基于煙囪效應的地下工程通風系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括通風豎井、煙囪、反射鏡、太陽能熱水裝置等四部分。該系統(tǒng)的運作包括通風豎井、煙囪、反射鏡、太陽能熱水裝置等的聯合作用。

其中，所謂煙囪效應是指由于建筑物內外空氣的溫度差產生了空氣密度的差別，于是形成壓力差，驅使室內外的空氣流動，從而形成自然通風。煙囪效應通風能力與煙囪高度及煙囪內外溫差有密切關系。一般來說，煙囪高度越高，煙囪直徑越大，煙囪內部較外部氣溫差越大，煙囪效應就越明顯，通風能力也就越大。

其中，通風豎井布置在地下工程頂部，其作用在于構成空氣由外界向地下工程輸送新鮮空氣及地下工程向煙囪輸送污濁空氣的通道。

其中，煙囪是本發(fā)明通風系統(tǒng)的主體。煙囪包括基座、煙囪體、煙囪蓋，基座用于煙囪體與地面的固定，煙囪體外涂吸熱材料，內涂防腐耐磨材料，煙囪體上部設置煙囪蓋，并布置避雷針及高空探照燈。其主要作用在于將照射在煙囪體上的太陽能轉化為熱能并對煙囪體內的空氣加熱以形成溫差，并最終實現、加強煙囪效應。

其中，反射鏡設置在煙囪體周圍，其作用在于將太陽光反射到煙囪體吸熱材料上，以便煙囪體升溫并加熱煙囪體內空氣，從而實現煙囪效應并帶動整個系統(tǒng)的空氣流動。

其中，太陽能熱水裝置設置在煙囪體下部及與煙囪體相連的通風隧道上部，該裝置將太陽能轉化為水的熱能存儲下來，并將多余熱能隨熱水循環(huán)系統(tǒng)在煙囪體內循環(huán)加熱煙囪體內部空氣。在太陽照射下，太陽能熱水裝置會將太陽能轉化為熱能并儲備在水中，其中熱能存儲下來首先用于夜間或陰雨天等無陽光照射情況下的煙囪效應的實現，在滿足熱能儲備后多余的熱能將隨熱水循環(huán)系統(tǒng)在煙囪體內循環(huán)加熱煙囪體內空氣。在夜間或陰雨天等無陽光照射情況下，太陽能熱水裝置將繼續(xù)工作，將儲備熱能全部釋放用于加熱煙囪體內空氣為通風提供動力，從而實現無論是晝夜、陰晴，該系統(tǒng)都能實現煙囪效應的發(fā)生，并對地下工程提供持續(xù)通風動力供應。

附圖說明

圖1、本發(fā)明總體結構示意圖。

圖2、本發(fā)明煙囪、反光鏡、太陽能熱水裝置等地面建筑平面布置示意圖。

其中，1、空氣流；2、通風豎井；3、圍巖；4、地下洞室；5、煙囪；6、反光鏡。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。如圖1，本發(fā)明“基于煙囪效應的地下工程通風系統(tǒng)”是由通風豎井、煙囪、反射鏡、太陽能熱水裝置等四部分組成。在白天，在太陽光的直射及反射鏡的反射作用下，煙囪體外部的吸熱材料將太陽能轉化為熱能，并對煙囪體內部的空氣進行加熱；空氣受熱后密度變小而上升，并從煙囪上部風口排出，這時會在低密度空氣原來的地方即煙囪體內形成負壓區(qū)，地下空間內的空氣自動進入煙囪，隨后空氣也會從通風豎井自動進入地下空間內，從而形成自動空氣循環(huán)。隨著新鮮空氣源源不斷地進入地下空間，污濁空氣不斷被煙囪帶出，地下空間的空氣質量將得到改善和保障。同時，在太陽照射下，太陽能熱水裝置會將太陽能轉化為熱能并儲備在水中，其中熱能存儲下來首先用于夜間或陰雨天等無陽光照射情況下的煙囪效應的實現，在滿足熱能儲備后多余的熱能將隨熱水循環(huán)系統(tǒng)在煙囪體內循環(huán)加熱煙囪體內空氣。在夜間或陰雨天等無陽光照射情況下，太陽能熱水裝置將繼續(xù)工作，將儲備熱能全部釋放用于加熱煙囪體內空氣為通風提供動力，從而實現無論是晝夜、陰晴，該系統(tǒng)都能實現煙囪效應的發(fā)生，并對地下工程提供持續(xù)通風動力供應。