[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

本發明公開了一種地鐵隧道熱環境控制系統及運行方法，包括與地鐵隧道通風井連通設置的活塞風亭，活塞風亭與地鐵隧道通風井的連通處安裝有可逆風扇；地鐵隧道熱環境控制裝置的殼體底部以及側壁上均裝有與其內部連通的進風格柵，殼體的頂部還連通布置有數個無動力風帽，地鐵隧道內與活塞風亭的開口之間通過可逆風扇形成可逆向切換的風流通道；地鐵隧道熱環境控制裝置的內部還裝有換熱盤管，經過風流通道的空氣熱源與換熱盤管內部的液體形成熱交換。本發明可充分利用地鐵隧道中的廢熱，通過回收地鐵隧道中的熱量向地面建筑進行供暖，同時還能對地鐵隧道進行冷卻，進而實現地鐵隧道內環境的良好控制。

技術領域

本發明涉及建筑及節能環保領域，具體涉及一種地鐵隧道熱環境控制系統及運行方法。

背景技術

在城市中，有許多地方可以從中回收余熱，如工業工廠、數據中心、配電系統和下水道等，近些年來，從地鐵中回收余熱逐漸受到重視。地鐵覆蓋了城市的大片地區，其列車的運行產生了大量的廢熱，造成了地鐵隧道的熱污染，嚴重危害了地鐵系統的安全高效運營，另一方面城市地鐵目前的熱污染也表明了從隧道中回收余熱的巨大潛力。并且隨著應對氣候變化的迫切需要，對地鐵廢熱的回收利用變得更加重要。目前，地鐵隧道內常用的廢熱處理方式是通過地面上的活塞風亭排出室外，這種方法只能暫時緩解隧道熱環境的惡化，不能夠較好地控制地鐵隧道內的熱環境；同時，這部分廢熱沒有進行回收利用，造成了能源浪費，污染了城市環境，加劇了城市“熱島效應”。如何結合活塞風亭設計出一套廢熱回收裝置，同時對地鐵隧道熱環境進行控制，是目前亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種地鐵隧道熱環境控制系統及運行方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：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，活塞風亭與地鐵隧道通風井的連通處安裝有可逆風扇；

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

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

優選的，換熱盤管內部的液體完成熱交換后經熱泵流入至建筑供暖系統中。

優選的，熱泵選用兩級熱泵，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。

優選的，換熱盤管在地鐵隧道熱環境控制裝置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。

優選的，換熱盤管蛇形布置在地鐵隧道熱環境控制裝置內部的盤管支架上，盤管支架由四個橫向連桿和四個等距垂直桿體組成，換熱盤管的直管部分依次穿過四個垂直桿體，然后再接入彎管。

優選的，換熱盤管選用PE聚乙烯材質的塑料管。

本發明還提出一種如上述提及的地鐵隧道熱環境控制系統運行方法，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內部的換熱盤管中，熱空氣與換熱盤管進行熱交換，換熱后的熱空氣降溫后通過無動力風帽排出至活塞風亭外部；