CN103245025B - 地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法。目前地铁空调通风系统能耗高，体积庞大，工程投资及运营成本高。本发明沿进风气流方向依次设置进风气流分配控制阀、循环水泵、水膜蒸发冷却模块单元、气水分离器和出风气流集流罩；水膜蒸发冷却模块单元、导流槽、气水分离器和出风气流集流罩均接入可拆卸式移动集水池。本发明基于热湿交换的水膜蒸发无冷源空调原理，采用模块化结构形式，方便运输安装、维护保养、系统简单、运行控制灵活、适应性强；可拆卸式移动集水池、气水分离器方便进行定期清洗减少了细菌滋生，提高被处理空气品质的同时减少循环水损失、降低水处理费用及运营成本、节约水资源。

Description

地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法

技术领域

本发明属于空调制冷技术领域，具体涉及一种地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法。

背景技术

地铁车站地下空间环境温度、湿度完全依靠地铁通风与空调系统进行控制，其功能不仅应满足人员的舒适性需要，同时还应保证设备的正常运转。目前地铁工程空调通风方式主要为冷水机组+冷却塔的常规机械制冷空调，其制冷系统庞大，运行能耗大，工程投资及运营成本高，噪声扰民，冷却塔设备占用室外地面永久地块，且影响城市景观。地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置以自然界中的可再生能源干燥空气作为热湿交换与传递的驱动力通过干燥空气与自来水喷淋形成的水膜进行热质交换来获取冷量的制冷空调方式，具有清洁环保、节水节电、低成本低能耗的明显优势。在我国中西部以及全球约40%的地区具有较广阔的应用前景，将会成为该地区地铁工程的主导空调通风方式，为节能减排、保护全球环境资源起着重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法，可针对地铁车站空调负荷的变化特点、在保持蒸发效率不变的情况下实现分时段分模块独立调节控制的功能。

本发明所采用的技术方案是：

地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法，其特征在于：

包括以下步骤：

A、地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置的布设：

沿进风气流方向，在装置内部依次设置进风气流分配控制阀、循环水泵、水膜蒸发冷却模块单元、气水分离器和出风气流集流罩；

水膜蒸发冷却模块单元、气水分离器和出风气流集流罩下方连接设置有可拆卸式移动集水池；

所述的进风气流分配控制阀、水膜蒸发冷却模块单元均一一对应上下两排设置；

每个所述的水膜蒸发冷却模块单元均单独配置一组布水系统，循环水泵与每个模块单元的布水系统相连接的水管管路上各设有一组电动二通阀；

两排所述的水膜蒸发冷却模块单元的中间空挡部分设置有半圆弧状的集流槽，集流槽底部设置为斜坡，使上排水膜蒸发冷却模块单元中的水滴通过集流槽快速汇集流入可拆卸式移动集水池；

下排所述的水膜蒸发冷却模块单元的水滴直接滴流入可拆卸式移动集水池；

所述的进风气流分配控制阀前后分别设置进风干湿球温度传感器和进风风压风速传感器；

所述的出风气流集流罩中心设置出风干湿球温度及风压传感器；

所述的进风干湿球温度传感器、进风风压风速传感器、出风干湿球温度及风压传感器的检测参数发送到控制箱，由控制箱分别对水膜蒸发冷却模块单元、进风气流分配控制阀、循环水泵、电动二通阀进行相应调节控制；

所有操作通过控制面板进行；

B、地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置的运行：

进风气流进入装置内部经进风气流分配控制阀进行流量均匀调节分配，使得本装置断面内各部位气流均匀通过水膜蒸发冷却模块单元与其表面的水膜充分接触进行热质交换，经与水膜直接接触蒸发冷却降温处理后的空气气流经气水分离器将其夹带的水汽或水雾从空气中分离出来并汇集至可拆卸式移动集水池内，经处理后的低温空气经出风气流集流罩均匀汇集至风机入口端，同时对空气气流中夹杂的水汽或水雾进一步冷凝收集，收集到的水滴沿出风气流集流罩弧形表面汇流至设于该装置底部的可拆卸式移动集水池内；

C、地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置的控制：

根据地铁车站负荷变化特点及所需通风量大小的需要，自动控制调节进风气流分配控制阀的每个单元模块阀门叶片开启角度或阀门启闭数量，以保证进风风压风速传感器的监测数据在设定允许范围内，并在控制面板上由人工操作或自动控制发出运行控制指令到控制箱，由其进行调节与水膜蒸发冷却模块单元每个单元相对应的布水系统循环管路上的电动二通阀阀门开启角度或启闭数量以及循环水泵的运行状态，以保证出风干湿球温度及风压传感器的监测数据在设定允许范围内，从而可保证该装置在蒸发效率不变的情况下达到最佳的节水节电运行状态，并使得送入地铁车站内部的被处理空气能有效排除站内余热及余湿，以满足地铁车站内部环境舒适度的需要。

所述的进风气流分配控制阀与水膜蒸发冷却模块单元之间设置有用于对装置内部所有部件进行检修维护的检修门。

所述的可拆卸式移动集水池设置有滑动滚轮，底部设置成斜坡。

所述的出风气流集流罩为内缩型圆弧状，上下部表面积聚的凝结水滴沿其弧状表面汇流至可拆卸式移动集水池内。

本发明具有以下优点：

（1）本发明采用进风气流分配控制阀、模块化单元、集流槽、出风气流集流罩措施保证该装置各断面处气流、水流的均匀性，克服了大截面、大风量装置蒸发效率低的难题。

（2）本发明采用进风气流分配控制阀，可实现每个水膜蒸发冷却单元模块的迎面风速均匀一致，以及水膜蒸发冷却模块的单一独立控制、多模块分组控制、集中统一控制的功能，保证了地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置的控制灵活性。

（3）本发明采用模块化的结构形式便于分模块加工制造、方便运输及安装、节省装置占用空间、维护保养简单、运行控制灵活、适应性强，可更好满足地铁工程各种工况的需要。

（4）本发明的每个水膜蒸发冷却单元模块下方对应设置有集流槽，采用分区域布水的方式解决了大截面积蒸发冷却填料层水膜厚度均匀不一的难题，有效保证蒸发效率。

（5）本发明采用可拆卸式移动集水池、气水分离器，可灵活方便的对集水池进行定期清洗减少了细菌滋生，提高被处理空气品质的同时减少循环水损失、降低水处理成本、节约水资源。

（6）本发明采用出风气流集流罩，保证出风断面气流均匀性，提高地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置的整体蒸发效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中，1-进风气流分配控制阀，2-检修门，3-循环水泵，4-水膜蒸发冷却模块单元，5-可拆卸式移动集水池，6-集流槽，7-气水分离器，8-出风气流集流罩，9-布水系统，10-进风干湿球温度传感器，11-进风风压风速传感器，12-出风干湿球温度及风压传感器，13-控制面板，14-控制箱，15-电动二通阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明所涉及的一种地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置，沿进风气流方向，在装置内部依次设置进风气流分配控制阀1、循环水泵3、水膜蒸发冷却模块单元4、气水分离器7和出风气流集流罩8；水膜蒸发冷却模块4、气水分离器7和出风气流集流罩8下方连接设置有可拆卸式移动集水池5，可拆卸式移动集水池5设置有滑动滚轮，底部设置成斜坡。出风气流集流罩8采用上下对半固定的内缩型圆弧状样式，保证其表面积聚的水滴快速汇流至可拆卸式移动集水池5内。

其中，进风气流分配控制阀（1）、水膜蒸发冷却模块单元（4）均一一对应上下两排设置，以实现对应模块化独立控制。循环水泵3与可拆卸式移动集水池5之间采用不锈钢软管相连，与每个模块单元对应的布水系统9的水管管路上各设有一组电动二通阀15，各管路并联汇总至循环管路总管后与循环水泵3进行连通。两排水膜蒸发冷却模块单元4的中间空挡部分设置有半圆弧状的集流槽6，集流槽6底部设置为斜坡，使上排水膜蒸发冷却模块单元4中的滴淋水通过集流槽6快速汇集流入可拆卸式移动集水池5，下排水膜蒸发冷却模块单元4的滴淋水直接滴流入可拆卸式移动集水池5。

进风气流分配控制阀1前后分别设置进风干湿球温度传感器10和进风风压风速传感器11，出风气流集流罩8中心设置出风干湿球温度及风压传感器12。进风干湿球温度传感器10、进风风压风速传感器11、出风干湿球温度及风压传感器12的检测结果通过分析对比后，发送相应运行控制命令到控制箱14，由控制箱14分别对水膜蒸发冷却模块单元4、进风气流分配控制阀1、循环水泵3、电动二通阀15进行相应调节控制；所有操作通过控制面板13进行。

进风气流分配控制阀1与水膜蒸发冷却模块单元4之间设置有检修门2，由检修门2进入该装置对设于其内部的各部件（进风气流分配控制阀1、循环水泵3、水膜蒸发冷却模块单元4、可拆卸式移动集水池5、集流槽6、布水系统9、进风风压风速传感器11、电动二通阀15）进行检修维护和保养更换工作。

使用时，根据地铁车站设计工况确定该装置所需要的水膜蒸发冷却模块单元4和对应的进风气流分配控制阀1模块单元数量，再选配其他功能配件，最终确定该装置整体规格大小及断面尺寸。

地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置工作过程：进风气流进入装置内部经进风气流分配控制阀1进行流量均匀调节分配，使得本装置断面内各部位气流均匀通过水膜蒸发冷却模块单元4与其表面的水膜充分接触进行热质交换，经与水膜直接接触蒸发冷却降温处理后的空气气流经气水分离器7将其夹带的水汽或水雾从空气中分离出来并汇集至可拆卸式移动集水池5内，经处理后的低温空气经出风气流集流罩8均匀汇集至风机入口端，同时对空气气流中夹杂的水汽或水雾进一步冷凝收集，收集到的水滴沿集流罩弧形表明汇流至设于该装置底部的可拆卸式移动集水池5内。

地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置具体运行控制方式：根据地铁车站负荷变化特点及所需通风量大小的需要，自动控制调节进风气流分配控制阀1的每个单元模块阀门叶片开启角度或阀门启闭数量，以保证进风风压风速传感器11的监测数据在设定允许范围内，并在控制面板13上由人工操作或自动控制发出运行控制指令到控制箱14，由其进行调节与水膜蒸发冷却模块单元4每个单元相对应的布水系统9循环管路上的电动二通阀15阀门开启角度或启闭数量以及循环水泵3的运行状态，以保证出风干湿球温度及风压传感器12的监测数据在设定允许范围内，从而可保证该装置在蒸发效率不变的情况下达到最佳的节水节电运行状态，并使得送入地铁车站内部的被处理空气能有效排除站内余热及余湿，以满足地铁车站内部环境舒适度的需要。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法，其特征在于：

包括以下步骤：

A、地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置的布设：

沿进风气流方向，在装置内部依次设置进风气流分配控制阀（1）、循环水泵（3）、水膜蒸发冷却模块单元（4）、气水分离器（7）和出风气流集流罩（8）；

水膜蒸发冷却模块单元（4）、气水分离器（7）和出风气流集流罩（8）下方连接设置有可拆卸式移动集水池（5）；

所述的进风气流分配控制阀（1）、水膜蒸发冷却模块单元（4）均一一对应上下两排设置；

每个所述的水膜蒸发冷却模块单元（4）均单独配置一组布水系统（9），循环水泵（3）与每个模块单元的布水系统（9）相连接的水管管路上各设有一组电动二通阀（15）；

两排所述的水膜蒸发冷却模块单元（4）的中间空挡部分设置有半圆弧状的集流槽（6），集流槽（6）底部设置为斜坡，使上排水膜蒸发冷却模块单元（4）中的水滴通过集流槽（6）快速汇集流入可拆卸式移动集水池（5）；

下排所述的水膜蒸发冷却模块单元（4）的水滴直接滴流入可拆卸式移动集水池（5）；

所述的进风气流分配控制阀（1）前后分别设置进风干湿球温度传感器（10）和进风风压风速传感器（11）；

所述的出风气流集流罩（8）中心设置出风干湿球温度及风压传感器（12）；

所述的进风干湿球温度传感器（10）、进风风压风速传感器（11）、出风干湿球温度及风压传感器（12）的检测参数发送到控制箱（14），由控制箱（14）分别对水膜蒸发冷却模块单元（4）、进风气流分配控制阀（1）、循环水泵（3）、电动二通阀（15）进行相应调节控制；

所有操作通过控制面板（13）进行；

B、地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置的运行：

进风气流进入装置内部经进风气流分配控制阀（1）进行流量均匀调节分配，使得本装置断面内各部位气流均匀通过水膜蒸发冷却模块单元（4）与其表面的水膜充分接触进行热质交换，经与水膜直接接触蒸发冷却降温处理后的空气气流经气水分离器（7）将其夹带的水汽或水雾从空气中分离出来并汇集至可拆卸式移动集水池（5）内，经处理后的低温空气经出风气流集流罩（8）均匀汇集至风机入口端，同时对空气气流中夹杂的水汽或水雾进一步冷凝收集，收集到的水滴沿出风气流集流罩（8）弧形表面汇流至设于该装置底部的可拆卸式移动集水池（5）内；

C、地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却装置的控制：

根据地铁车站负荷变化特点及所需通风量大小的需要，自动控制调节进风气流分配控制阀（1）的每个单元模块阀门叶片开启角度或阀门启闭数量，以保证进风风压风速传感器（11）的监测数据在设定允许范围内，并在控制面板（13）上由人工操作或自动控制发出运行控制指令到控制箱（14），由其进行调节与水膜蒸发冷却模块单元（4）每个单元相对应的布水系统（9）循环管路上的电动二通阀（15）阀门开启角度或启闭数量以及循环水泵（3）的运行状态，以保证出风干湿球温度及风压传感器（12）的监测数据在设定允许范围内，从而可保证该装置在蒸发效率不变的情况下达到最佳的节水节电运行状态，并使得送入地铁车站内部的被处理空气能有效排除站内余热及余湿，以满足地铁车站内部环境舒适度的需要。

2.根据权利要求1所述的地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法，其特征在于：

所述的进风气流分配控制阀（1）与水膜蒸发冷却模块单元（4）之间设置有用于对装置内部所有部件进行检修维护的检修门（2）。

3.根据权利要求2所述的地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法，其特征在于：

所述的可拆卸式移动集水池（5）设置有滑动滚轮，底部设置成斜坡。

4.根据权利要求3所述的地铁车站组合式水膜蒸发空调冷却方法，其特征在于：

所述的出风气流集流罩（8）为内缩型圆弧状，上下部表面积聚的凝结水滴沿其弧状表面汇流至可拆卸式移动集水池（5）内。