[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310629223.X
• 申請(qǐng)日: 2013-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN103615841B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海英;胡松濤;常忠;劉國丹;施志鋼;王剛;李緒泉;于慧俐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B30/06
• 分類號(hào): F25B30/06;F25B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種土壤源毛細(xì)管熱泵空調(diào)系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著世界范圍內(nèi)交通擁擠、環(huán)境污染和能源危機(jī)等問題的日益突出，發(fā)展城市軌道交通越來越引起世界各國的高度重視。地鐵因其安全、舒適、快速、準(zhǔn)點(diǎn)、載客量大、低能耗及低污染的特點(diǎn)越來越受青睞。

伴隨著世界城市地鐵的大量興建和飛速發(fā)展，人們越來越關(guān)注地鐵環(huán)境的質(zhì)量問題。由于地鐵隧洞內(nèi)特有的活塞風(fēng)，以及列車剎車、機(jī)車空調(diào)產(chǎn)熱及大量的機(jī)電設(shè)備、人員、照明等的產(chǎn)熱，使得地鐵站內(nèi)在冬季和過渡季基本無需供熱，而夏季則需要供冷。地下隧道中(地鐵站內(nèi))傳統(tǒng)的供冷方式主要是通過制冷機(jī)及設(shè)于地面上的冷卻塔，將隧道中(站臺(tái)內(nèi))的熱量釋放到地面大氣中。這種系統(tǒng)型式存在的問題主要是冷卻塔的設(shè)置問題。由于地鐵線路所經(jīng)過的區(qū)域多是城市繁華地帶，地面上設(shè)置冷卻塔的空間有限或根本沒有，而且將冷卻塔安裝在地面上不僅影響城市景觀和規(guī)劃，還給周圍環(huán)境帶來噪聲污染和衛(wèi)生隱患。國內(nèi)在廣州和上海等地對(duì)地鐵空調(diào)冷卻塔菌污染狀況的調(diào)查表明，部分地鐵站空調(diào)冷卻塔水軍團(tuán)菌污染狀況較為嚴(yán)重，容易 造成疾病的傳播。

為了解決地鐵車站冷卻塔的設(shè)置問題，減少對(duì)地面景觀、噪聲污染等的影響，土壤源熱泵技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注。地下隧道和地鐵車站基本都處于地下恒溫層以下，地下土壤的溫度常年基本恒定，非常適合土壤源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用，也可以減小冷卻塔的容量或避免設(shè)置冷卻塔，但地下隧道周圍有一系列的結(jié)構(gòu)加固和保護(hù)措施，在這種情況下利用土壤源熱泵系統(tǒng)采用的常規(guī)打孔埋管方式將難以利用。針對(duì)地鐵環(huán)境研究新型的土壤換熱裝置，對(duì)地下隧道熱能的利用也有較大的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，克服了冷卻塔的設(shè)置及土壤源熱泵系統(tǒng)常規(guī)打孔困難的不足，具有造價(jià)低、換熱效率高、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，且能夏季對(duì)地下隧道車站供冷，冬季對(duì)地上建筑供暖。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、土壤源熱泵系統(tǒng)、站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)，住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括鋪設(shè)于隧道表面的毛細(xì)管前端換熱器5、循環(huán)水泵J；土壤源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)1，包含接口a、b、c、d、e的冷凝器2，節(jié)流閥3和包含接口f、g、h、k、m、n的蒸發(fā)器4；站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管末端換熱器6及循環(huán)水泵I；住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶毛細(xì)管末端換 熱器7及循環(huán)水泵K；

整個(gè)系統(tǒng)通過管路和閥門連接，壓縮機(jī)1的出口與冷凝器2的c端相連，冷凝器2的e端通過節(jié)流閥3與蒸發(fā)器4的f端相連，蒸發(fā)器4的k端與壓縮機(jī)1相連；冷凝器2的a端通過閥門F及循環(huán)水泵J與毛細(xì)管前端換熱器5相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過閥門E與冷凝器的d端相連；蒸發(fā)器4的g端通過閥門C及循環(huán)水泵J與毛細(xì)管前端換熱器5的一端相連，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端通過閥門D與蒸發(fā)器4的h端相連；冷凝器2的a端通過閥門G及循環(huán)水泵K與用戶毛細(xì)管末端換熱器7相連，用戶毛細(xì)管末端換熱器7的另一端通過閥門B與冷凝器2的b端相連；蒸發(fā)器4的n端通過閥門H及循環(huán)水泵I與地鐵車站內(nèi)的毛細(xì)管末端換熱器6相連，毛細(xì)管末端換熱器6的另一端通過閥門A與蒸發(fā)器的m端相連。

所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)及住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)中每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05～0.2m/s，毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm，管材為ppr管材或pe-rt管材，毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)均為層流。

所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)置于地下隧道巖壁上，距離隧道壁外表面10-50cm。

所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)采用管徑小于10mm的毛細(xì)管網(wǎng)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：克服了冷卻塔的設(shè)置及土壤源熱泵系統(tǒng)常規(guī)打孔困難的不足，具有造價(jià)低，換熱效率高、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，且能夏季對(duì)地下隧道車站供冷，冬季對(duì)地上建 筑供暖。

附圖說明：

附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1-壓縮機(jī)，2-冷凝器，3-節(jié)流閥，4-蒸發(fā)器，5-毛細(xì)管前端換熱器，6-毛細(xì)管末端換熱器，7-用戶毛細(xì)管末端換熱器，A、B、C、D、E、F、G、H-閥門，I、J、K-循環(huán)水泵。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理做進(jìn)一步詳細(xì)描述。