CN104864527A - 一种地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统 - Google Patents

一种地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其包括通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统。该通风空调系统将通风、净风、制冷系统内置于土建坑道中，不再需要设置专门的机房，节省地铁站土建面积与投资，并且也不需要冷却塔，不会因为冷却塔占用地面位置而影响周边环境景观及附近居民日常生活，实现环境和谐。同时，该通风空调系统根据全年气候变化进行自动切换节能运行；该通风空调系统根据室内空气质量要求开启或关闭空气净化装置实现室内洁净运行；该通风空调系统根据地铁站或地下空间的通风、空调、灾控等运行模式进行自动切换安全运行。

Description

一种地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统
技术领域
本发明涉及地铁站及地下空间的通风净化空调系统，尤其是地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统。
背景技术
传统地铁站通风空调采用“水冷冷水机组+冷却塔+组合式空调机组”系统，该传统系统有以下不足：其一，冷却塔占用较多的地面位置，破坏城市景观及扰民，地铁站多建设在城市人口密度较大的繁华地段，在该地段的地面设置冷却塔破坏城市景观及对附近居民造成日常生活与休息造成影响；其二，传统系统中的水冷冷水机组需在地铁站土建风道外设置专门的机房，增加土建开挖工程量及建议投资；其三，传统“水冷冷水机组+冷却塔+组合式空调机组”系统需经历多次循环和换热才能将空内热湿负荷排到室外，热交换次数多，换热衰减多且快，系统综合能效低。
专利号为CN201220163208的“地铁站用蒸发冷却新风与局部机组相结合的通风空调系统”实用新型专利公开了一种地铁站用蒸发冷却新风与局部机组相结合的通风空调系统：进风亭风井通过车站送风风道与地铁大厅的送风口连接；送风风道内沿气流方向依次设置粗效过滤器、间接蒸发冷却机组、直接蒸发冷却机组与送风风机，地铁大厅内设置有局部蒸发式冷气机，排风亭风井通过排风风道与地铁大厅的出风口连接。在地铁大厅内设置局部蒸发式冷气机承担室内的显热负荷，而室内的全部潜热负荷、新风负荷及剩余显热负荷则由蒸发冷却新风系统承担，实现了温湿度独立控制。该实用新型的技术方案能一定程度上解决了地铁站空调能耗大的问题，达到地铁站的通风控湿，并且节能减排。但是，该通风系统的构建需要同时建设多个风井，极大地占据了地面空间。
专利号为CN200620116225的“城市轨道交通地下无冷却塔冷水式通风空调系统”实用新型专利公开了一种城市轨道交通地下车站无冷却塔冷水式通风空调系统,包括:进风井和排风井,连通进风井、排风井和地铁站台站厅的排风道,在送风道内设有送风机和送风阀,在排风道内安装有回风机和排风阀,送风道内设置有电动开启式表冷器,在地铁内站台一端设置有风冷制冷机房,在该机房内设置有蒸发冷凝式风冷制冷机组、冷水循环泵、供水分水器、回水集水器、静压箱、风机,制冷机组通过冷水供水管与供水分水器相连接,制冷机组通过冷水回水管和冷水循环泵与回水集水器相连接,供水分水器和回水集水器分别通过供水支管和回水支管与表冷器和空调机组相连接。该实用新型的技术方案虽然解决了地铁站通风空调系统冷却塔占据大量地面空间的问题，该技术方案所保护的通风空调系统仍需经过多次循环和换热才能得到预想的通风控温效果，仍未解决地铁站通风空调系统运行能耗大的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术占地面空间过多的不足，提供一种占地少、节能减排的地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统。
本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：
一种地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，包括通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统，具体来说，该通风空调系统中的通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统均置于坑道中，而坑道包括排风道和新风道，通风动力系统设于排风道和新风道中通过通风风管系统实现空气输送，空气净化系统内置于排风道、新风道通道的垂直方向中对通风动力系统输送的空气进行净化，制冷空调系统包括通道式可开启蒸发冷凝装置，通道式可开启蒸发冷凝装置内置于排风道中实现室内、外侧间热量传递。该通风空调系统的部件利用地铁站内事先设置的土建坑道进行布置，不需要另行建设专属的管道的设施。
其中，通风动力系统包括排风道外消气器、排风风机、排风道内消气器、防火型排风控制风阀、新风道外消气器、送风风机、送风道内消声器和防火型新风控制风阀；所述排风道外消气器设于排风道的排风口附近，所述排风风机和排风道内消气器依次设于排风道内，所述防火型排风控制风阀设于排风风机和排风道外消气器之间；所述新风道外消气器设于新风道的进风口附近，所述送风风机和送风道内消气器依次设于新风道内，所述防火型新风控制风阀设于送风风机和新风道外消气器之间。
进一步地，排风道和新风道之间的风道墙上设有变风量分区控制风墙，并安装有第一防火型混风控制风阀和第二防火型混风控制风阀，排风道、新风道的末端分别形成回风汇合区域、送风分置区域。
在该通风空调系统中，通风动力系统通过实现空调全新风、空调小新风、过渡季节通风、冬季通风、事故通风、灾控排烟等不同功能间的运行切换，从而实现空气输送。
而空气净化系统包括排风可开启空气过滤装置、送风可开启空气过滤装置，排风可开启空气过滤装置、送风可开启空气过滤装置分别内置于排风道和新风道通道的垂直方向上。
在通风动力系统运行的同时，新、排风道的空气将经过排风可开启空气过滤装置、送风可开启空气过滤装置，空气将得到过滤和净化，从而保证通风空调系统中的空气洁净、清新。
制冷空调系统还包括蒸发冷凝水处理装置、制冷系统管道、第一、第二制冷系统压缩装置和制冷系统通道式可开启蒸发装置。其中，通道式可开启蒸发冷凝装置与蒸发冷凝水处理装置、第一制冷系统压缩装置、制冷系统通道式可开启蒸发装置通过制冷系统管道依次连接，所述通道式可开启蒸发冷凝装置还通过制冷系统管道与设于土建坑道外的第二制冷系统压缩装置、压缩机外置直膨式可开启空调机组和压缩机内置直膨式可开启空调机组连接。
该制冷空调系统的部件可根据具体环境的需要灵活安装在土建坑道内，并利用制冷系统管道相连，该系统不需要冷却塔，不会因为冷却塔占用地面位置，也不再需要制冷系统主机专用机房。
进一步地，制冷空调系统在空调运行模式下将室内热量从位于新风道中的通道式可开启蒸发装置带到通道式可开启蒸发冷凝装置后，通过排风道的排风排出，实现地铁站或地下空间的室内外热交换。
该地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统是通过室内侧空气循环实现降温，通过风道外侧空气循环实现散热，通过蒸发冷凝直膨冷风制冷循环实现室内、外侧间热量传递。
而该通风空调系统地铁站内侧空气循环为：室内热湿负荷进入回风汇合区域，经过排风道内消气器后，进入排风风机进入空气动力提升，此时防火型混风控制风阀关闭，风量分区控制风墙开启并进行风量补充，防火型排风控制风阀打开，经排风可开启空气过滤器进行空气净化处理后，进入通道式可开启蒸发冷凝装置进行热交换，将制冷循环系统的热负荷转移到排风空气中，通过排风道的通风风管系统排到室外。
在空调全新风运行时，该系统风道外侧空气循环为：室外新风从新风道进入，防火型新风控制风阀打开，防火型混风控制风阀关闭，新风经送风可开启空气过滤装置进行净化处理后，进入通道式可开启蒸发装置进行热交换，将室外新风降风后通过送风风机进行空气动力提升后进行送风分置区域，然后送至地铁站内。
在蒸发冷凝直膨冷风制冷循环方面，冷媒经制冷系统压缩装置进行压缩后排出，经制冷系统管道进入通道式可开启蒸发冷凝装置对冷媒进行散热降温，然后再通过制冷系统管道，经节能装置后，进入通道式可开启蒸发装置进行吸热后，冷媒回到制冷系统压缩装置，进入下一个循环。
该通风空调系统根据全年气候变化进行自动切换节能运行；根据室内空气质量要求开启或关闭空气净化装置实现室内洁净运行；根据地铁站或地下空间的通风、空调、灾控等运行模式进行自动切换安全运行。
本发明所获得的有益效果：
（1）本发明的技术方案公开的一种地地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统通过设置通风动力系统、空气净化系统、制冷空调系统，利用内循环中的热负荷吸收冷媒中的热量，冷媒可再次进入下一循环，这样的热交换次数少，换热衰减少而慢，系统的综合效能高，同时，通风空调系统根据具体环境切换不同的运行模式，适应了地铁站内不同季节的通风要求。
（2）按此目的设计的地地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统利用地铁站的土建坑道建设通风空调系统，不再需要制冷系统主机专用机房，并且也不需要冷却塔，不会因为冷却塔占用地面位置而影响周边环境景观及附近居民日常生活，实现环境和谐。
附图说明
图1是地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统；
其中，图中序号表示：
1-排风道、2-通道式可开启蒸发冷凝装置、3-排风可开启空气过滤装置、4-排风道外消气器、4-1-新风道外消气器、5-蒸发冷凝水处理装置、6-制冷系统管道、7-新风道、8-变风量分区控制风墙、9-防火型排风控制风阀、9-1-防火型新风控制风阀、9-2-第一防火型混风控制风阀、10-第一制冷系统压缩装置、11-送风可开启空气过滤装置、12-排风风机、13-通道式可开启蒸发装置、14-排风道内消气器、15-送风风机、16-送风道内消声器、17-第二防火型混风控制风阀、18-回风汇合区域、19-送风分置区域、20-第二制冷系统压缩装置、21-压缩机外置直膨式可开启空调机组、22-压缩机内置直膨式可开启空调机组。
具体实施方式
下面结合附图及实施例在空调全新风运行状态对本发明作进一步描述。
如图1是一种地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，包括通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统，具体来说，该通风空调系统中的通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统均置于坑道中，而坑道包括排风道和新风道，通风动力系统内嵌在排风道和新风道中实现空气输送，空气净化系统内置于排风道（1）、新风道（7）通道的垂直方向中对通风动力系统输送的空气进行净化，制冷空调系统包括通道式可开启蒸发冷凝装置（2），通道式可开启蒸发冷凝装置（2）内置于排风道（1）中实现室内、外侧间热量传递。该通风空调系统的部件利用地铁站内事先设置的土建坑道进行布置，不需要另行建设专属的管道的设施。
其中，通风动力系统包括排风道外消气器（4）、排风风机（12）、排风道内消气器（14）、防火型排风控制风阀（9）、新风道外消气器（4-1）、送风风机（15）、送风道内消声器（16）和防火型新风控制风阀（9-1）；所述排风道外消气器（4）设于排风道（1）的排风口附近，所述排风风机（12）和排风道内消气器（14）依次设于排风道内，所述防火型排风控制风阀（9）设于排风风机（12）和排风道外消气器（4）之间；所述新风道外消气器（4-1）设于新风道（7）的进风口附近，所述送风风机（15）和送风道内消气器（16）依次设于新风道（7）内，所述防火型新风控制风阀（9-1）设于送风风机（15）和新风道外消气器（4-1）之间。
排风道（1）和新风道（7）之间的风道墙上设有变风量分区控制风墙（8），并安装有第一防火型混风控制风阀（9-2）第二和防火型混风控制风阀（17），排风道（1）、新风道（7）的末端分别形成回风汇合区域（18）、送风分置区域（19）。
而空气净化系统包括排风可开启空气过滤装置（3）、送风可开启空气过滤装置（11），排风可开启空气过滤装置（3）、送风可开启空气过滤装置（11）分别内置于排风道（1）和新风道（7）通道的垂直方向上。
在通风动力系统运行的同时，新、排风道的空气将经过排风可开启空气过滤装置（3）、送风可开启空气过滤装置（11），空气将得到过滤和净化，从而保证通风空调系统中的空气洁净、清新。
制冷空调系统还包括蒸发冷凝水处理装置（5）、制冷系统管道（6）、第一制冷系统压缩装置（10）、第二制冷系统压缩装置（20）和制冷系统通道式可开启蒸发装置（13）。其中，通道式可开启蒸发冷凝装置（13）与蒸发冷凝水处理装置（5）、第一制冷系统压缩装置（10）、制冷系统通道式可开启蒸发装置（13）通过制冷系统管道（6）依次连接，所述通道式可开启蒸发冷凝装置（13）还通过制冷系统管道（6）与设于土建坑道外的第二制冷系统压缩装置（20）、压缩机外置直膨式可开启空调机组（21）和压缩机内置直膨式可开启空调机组（22）连接。
在空调全新风运行时，外空气循环为室外新风从新风道（7）进入，防火型新风控制风阀（9-1）打开，第一防火型混风控制风阀（9-2）关闭，新风经送风可开启空气过滤装置（11）进行净化处理后，进入通道式可开启蒸发装置（13）进行热交换，将室外新风降风后通过送风风机（15）进行空气动力提升后进行送风分置区域（19），然后通风送风风管系统送至地铁站内。
内空气循环为室内热湿负荷通过风管系统进入回风汇合区域（18），经过排风道内消气器（14）后，进入排风风机（12）进入空气动力提升，室外新风在第一防火型混风控制风阀（9-2）关闭，风量分区控制风墙（8）开启并进行风量补充，防火型排风控制风阀（9）打开，经排风可开启空气过滤器（3）进行空气净化处理后，进入通道式可开启蒸发冷凝装置（2）进行热交换，将制冷循环系统的热负荷转移到排风空气中，通过排风道（1）排到室外。
在制冷循环方面，冷媒经制冷系统压缩装置（10）进行压缩后排出，经制冷系统管道（6）进入通道式可开启蒸发冷凝装置（2）对冷媒进行散热降温，然后再通过系统管道（6），经节能装置后，进入通道式可开启蒸发装置（13）进行吸热后，冷媒回到制冷系统压缩装置（10），进入下一个循环，不断地将地铁站室内热湿负荷直接通过冷媒循环带走，整个系统简单可靠实用高效。

Claims (7)

1.一种地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，包括通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统，所述通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统均置于坑道中，所述坑道包括排风道和新风道，所述通风动力系统设于排风道和新风道中实现空气输送，所述空气净化系统内置于排风道、新风道通道的垂直方向上对通风动力系统输送的空气进行净化，所述制冷空调系统包括通道式可开启蒸发冷凝装置，所述通道式可开启蒸发冷凝装置内置于排风道中实现室内、外侧间热量传递。
2.根据权利要求1所述的地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，所述通风动力系统包括排风道外消气器、排风风机、排风道内消气器、防火型排风控制风阀、新风道外消气器、送风风机、送风道内消声器和防火型新风控制风阀；所述排风道外消气器设于排风道的排风口附近，所述排风风机和排风道内消气器依次设于排风道内，所述防火型排风控制风阀设于排风风机和排风道外消气器之间；所述新风道外消气器设于新风道的进风口附近，所述送风风机和送风道内消气器依次设于新风道内，所述防火型新风控制风阀设于送风风机和新风道外消气器之间。
3.根据权利要求1所述的地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，所述排风道和新风道之间的风道墙上设有变风量分区控制风墙，并安装有第一防火型混风控制风阀和第二防火型混风控制风阀。
4.根据权利要求1所述的地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，所述空气净化系统包括排风可开启空气过滤装置、送风可开启空气过滤装置；所述排风可开启空气过滤装置、送风可开启空气过滤装置分别内置于排风道和新风道通道的垂直方向上。
5.根据权利要求1所述的地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，所述制冷空调系统还包括蒸发冷凝水处理装置、制冷系统管道、第一、第二制冷系统压缩装置和制冷系统通道式可开启蒸发装置，所述通道式可开启蒸发冷凝装置与蒸发冷凝水处理装置、第一制冷系统压缩装置、制冷系统通道式可开启蒸发装置通过制冷系统管道依次连接，所述通道式可开启蒸发冷凝装置还通过制冷系统管道与设于坑道外的第二制冷系统压缩装置、压缩机外置直膨式可开启空调机组和压缩机内置直膨式可开启空调机组连接。
6.根据权利要求5所述的地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，所述制冷空调系统在空调运行模式下将室内热量从位于新风道中的通道式可开启蒸发装置带到通道式可开启蒸发冷凝装置后，通过排风道的排风排出，实现地铁站或地下空间的室内外热交换。
7.根据权利要求6任意一项所述的地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，通过室内侧空气循环实现降温，通过风道外侧空气循环实现散热，通过蒸发冷凝直膨冷风制冷循环实现室内、外侧间热量传递；
所述室内侧空气循环为：室内热湿负荷进入排风道末端形成的回风汇合区域，经过排风道内消气器后，进入排风风机进入空气动力提升，所述防火型混风控制风阀关闭，风量分区控制风墙开启并进行风量补充，防火型排风控制风阀打开，经排风可开启空气过滤器进行空气净化处理后，进入通道式可开启蒸发冷凝装置进行热交换，将制冷循环系统的热负荷转移到排风空气中，通过排风道排到室外；
在空调全新风运行时，所述风道外侧空气循环为：室外新风从新风道进入，防火型新风控制风阀打开，防火型混风控制风阀关闭，新风经送风可开启空气过滤装置进行净化处理后，进入通道式可开启蒸发装置进行热交换，将室外新风降风后通过送风风机进行空气动力提升后进行新风道的末端的送风分置区域，然后送至地铁站内；
所述蒸发冷凝直膨冷风制冷循环为：冷媒经制冷系统压缩装置进行压缩后排出，经制冷系统管道进入通道式可开启蒸发冷凝装置对冷媒进行散热降温，然后再通过制冷系统管道，经节能装置后，进入通道式可开启蒸发装置进行吸热后，冷媒回到制冷系统压缩装置，进入下一个循环。
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