[发明专利]一种用于寒区隧道的多级气流组合冷暖空气隔离保温系统

说明书

本发明涉及一种用于寒区隧道的多级气流组合冷暖空气隔离保温系统，该系统由冷空气隔离模块和暖空气隔离模块组成，安装于隧道两端及内部，可多级组合，每个模块左右两侧和顶部立体送风，形成三气流组合，分区拦截冷空气侵入和阻止隧道内沉积的热量流出，相比顶吹空气幕，拦截送风距离减少50％，末端风速提高两倍以上，冷空气隔离模块利用隧道外侧冷空气，阻断入侵的隧道外冷空气对流，暖空气隔离模块利用隧道内侧暖空气，阻断隧道内暖空气对流，避免隧道内热量损失，利用隧道内围岩土壤的散热，保持内壁温度，实现隧道保温，无需第三方加热设施，无热能消耗，保障安全运营，降低隧道运营养护成本。

技术领域

本发明涉及一种用于寒区隧道的多级气流组合冷暖空气隔离保温系统。

背景技术

随着我国东北、内蒙古和新疆北部、西藏北部、青海等寒区隧道公路、铁路交通建设的不断发展，低温气候对寒区隧道的破坏问题日趋显现，由于隧道外冷空气对流影响，洞内温度逐步降低，最终造成隧道内围岩冻结，衬砌层冻胀破坏，洞内渗水结冰，严重威胁行车安全，甚至造成隧道报废，大大增加隧道运营养护成本。

常见的寒区隧道防冻害的措施，主要有在隧道口安装顶吹空气幕或热风幕拦截外部冷空气，对于350km/h的高铁来说，隧道净空宽度是12-13米，高度是9-10米，即使空气幕出口风速30m/s，由于风速衰减快，到达地面的末端风速不足1-2m/s，当地面冷空气移动对流速度大于末端风速时，冷空气直接侵入隧道内侧，造成隧道内部温度不断下降，这种拦截措施效果差，运行能耗大，实际应用中无法实现隧道防冻害。

开发行之有效的隧道空气隔离保温系统，真正达到寒区隧道防冻害的目的，保障隧道安全运营，降低隧道运营成本，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种用于寒区隧道的多级气流组合冷暖空气隔离保温系统，该系统由冷空气隔离模块和暖空气隔离模块组成，安装于隧道两端，嵌入隧道墙体或安装于隧道峒口处，不影响车辆运行，每个模块左右两侧和顶部同时送风，形成三气流组合，分区拦截冷空气侵入和阻止隧道内沉积的热量流出，左、右、顶部三个方向立体送风，相比顶吹空气幕，拦截送风距离减少50％，末端风速提高两倍以上，冷空气隔离模块利用隧道外侧冷空气，阻断隧道外冷空气入侵，暖空气隔离模块利用隧道内侧暖空气，阻断隧道内暖空气向外流失，避免隧道内产生烟囱效应，利用隧道内围岩土壤的散热，保持内壁温度，实现隧道保温，无需第三方加热设施，无热能消耗，保障安全运营，降低隧道运营养护成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

所述一种用于寒区隧道的多级气流组合冷暖空气隔离保温系统，根据不同的严寒地区和隧道对流温度，冷空气隔离模块和暖空气隔离模块为一套组合应用，可采用单冷、单暖、双冷单暖或双冷双暖空气隔离模块多级组合安装，加强保温效果。

进一步的，所述冷空气隔离模块安装于隧道峒口外侧或嵌入隧道峒口墙体，暖空气隔离模块嵌入隧道内侧墙体，不影响车辆运行，安装于隧道外侧的冷空气隔离模块，配置户外防雨雪措施，每个模块可独立控制，单独启动或同时启动。

进一步的，冷空气对流风速较大的寒区隧道，采用在隧道内部加装多组暖空气隔离模块，分区阻断，阻止隧道内部空气对流形成，保障隧道两端的冷空气隔离模块和暖空气隔离模块整体空气隔离保温效果。

进一步的，所述冷空气隔离模块和暖空气隔离模块拦截空气方向不同，峒口外侧的冷空气隔离模块吸入隧道外侧冷空气，通过左右两侧和顶部三个方向的高速气流组合向外喷出，形成冷空气隔离墙，把冷空气拦截在隧道外，避免造成峒内暖空气负压；峒口内侧的暖空气隔离模块吸入隧道内侧空气，通过左右两侧和顶部三个方向的高速气流组合向内喷出，形成暖空气隔离墙，把隧道内部沉积的热量拦截在隧道里，避免造成峒内暖空气正压，维持隧道内温度稳定。