[發明專利]一種地鐵隧道熱環境控制系統及運行方法

在審

• 申請號: 202310123744.1
• 申請日: 2023-02-16
• 公開（公告）號: CN116255195A
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 季永明;尹振峰;胡松濤;劉國丹;佟振;童力
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;F24D5/12;F25B30/06;F25B30/02;F28F1/10;E21F1/00;E21F3/00;E21F17/18;F04D27/00
• 代理公司: 北京云嘉湃富知識產權代理有限公司 11678
• 代理人: 謝子運

1.一種地鐵隧道熱環境控制系統，包括與地鐵隧道通風井連通設置的活塞風亭(2)，其特征在于，活塞風亭(2)與地鐵隧道通風井的連通處安裝有可逆風扇(3)；

活塞風亭(2)內部位于可逆風扇(3)的上方還布置有地鐵隧道熱環境控制裝置(1)，地鐵隧道熱環境控制裝置(1)的殼體(18)底部以及側壁上均裝有與其內部連通的進風格柵(9)，底部的進風格柵(9)與地鐵隧道通風井連通，側部的進風格柵(9)則通過活塞風亭(2)與外界連通，殼體(18)的頂部還連通布置有數個無動力風帽(14)，地鐵隧道內與活塞風亭(2)的開口之間通過可逆風扇(3)形成可逆向切換的風流通道；

地鐵隧道熱環境控制裝置(1)的內部還裝有換熱盤管(8)，經過風流通道的空氣熱源與換熱盤管(8)內部的液體形成熱交換。

2.根據權利要求1所述的一種地鐵隧道熱環境控制系統，其特征在于，換熱盤管(8)內部的液體完成熱交換后經熱泵流入至建筑供暖系統中。

3.根據權利要求2所述的一種地鐵隧道熱環境控制系統，其特征在于，熱泵選用兩級熱泵(4)，其中，低級壓縮包括一個25bar的壓縮機；高級壓縮包括兩臺50bar的壓縮機，制冷劑選用R717。

4.根據權利要求1所述的一種地鐵隧道熱環境控制系統，其特征在于，換熱盤管(8)在地鐵隧道熱環境控制裝置(1)內部呈多排傾斜設置的往復蛇形管，每排由彎管進行連接，且管壁上均形成有翅片。

5.根據權利要求4所述的一種地鐵隧道熱環境控制系統，其特征在于，換熱盤管(8)蛇形布置在地鐵隧道熱環境控制裝置(1)內部的盤管支架(10)上，盤管支架(10)由四個橫向連桿(15)和四個等距垂直桿體組成，換熱盤管(8)的直管部分依次穿過四個垂直桿體，然后再接入彎管。

6.根據權利要求5所述的一種地鐵隧道熱環境控制系統，其特征在于，換熱盤管(8)選用PE聚乙烯材質的塑料管。

7.一種如權利要求1至6任一所述的地鐵隧道熱環境控制系統的運行方法，其特征在于，方法步驟如下：

步驟一、采集地鐵隧道內的溫度和室外空氣的溫度，兩者進行比較，根據兩者溫度的差來選擇可逆風扇(3)是否工作以及具體的工作模式；若地鐵隧道內的溫度大于室外空氣的溫度，且該溫度差超過預設值時，則執行步驟二，若地鐵隧道內的溫度小于室外空氣的溫度，且該溫度差超過預設值時，則執行步驟三；

步驟二、可逆風扇(3)正向旋轉，地鐵隧道的熱空氣進入至地鐵隧道熱環境控制裝置(1)內部的換熱盤管(8)中，熱空氣與換熱盤管(8)進行熱交換，換熱后的熱空氣降溫后通過無動力風帽(14)排出至活塞風亭(2)外部；

步驟三、可逆風扇(3)反向旋轉，室外的高溫氣體通過活塞風亭(2)進入至地鐵隧道熱環境控制裝置(1)內部的換熱盤管(8)中，高溫氣體與換熱盤管(8)進行熱交換，高溫氣體完成熱交換后降溫并壓入至地鐵隧道內，形成對地鐵隧道內環境的冷卻。

8.根據權利要求7所述的一種地鐵隧道熱環境控制系統的運行方法，其特征在于，步驟一中，若地鐵隧道內的溫度和室外空氣的溫度差在預設值期間內，則可逆風扇(3)不工作，室外空氣經活塞風亭(2)進入到地鐵隧道熱環境控制裝置(1)內與換熱盤管(8)進行熱交換，熱交換后的空氣通過無動力風帽(14)重新排出至室外。

9.根據權利要求7所述的一種地鐵隧道熱環境控制系統的運行方法，其特征在于，可逆風扇(3)工作時的效率為59.5％，步驟二中可逆風扇(3)工作時的壓降為105.9Pa；步驟三中可逆風扇(3)工作時的壓降為106.2Pa。