CN104864528A - 一种地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统 - Google Patents

一种地铁站竖井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竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，该通风系统除了包括风动力系统、空气净化系统、制冷空调系统，还包括一个安装于地铁站竖井位置呈回型的移动式蒸发冷凝装置，其中，移动驱动轴承及移动驱动动力装置可实现回型移动式蒸发冷凝器Y轴及回型移动式蒸发冷凝器X轴的进退运行，驱动嵌套式密封装置及卷轴式密封装置的开启或关闭，可以使地铁站通风空调系统实现不同功能间的运行切换，实地铁站通风空调系统现空气输送及环境控制，并且将移动式蒸发冷凝装置内置于地铁站排风竖井壁中，该系统不需要冷却塔，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。

Description

一种地铁站竖井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，尤其是地铁站竖井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占用专用机房，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”系统需经历五次循环四次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。其四，根据土建坑道长短的不同，当土建坑道过短时较难实现在土建坑道上安装换热设备。
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通风空调系统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CN200420005836的“城市轨道交通地下车站直接蒸发式通风、空调系统”公开了一种城市轨道交通地下车站直接蒸发式通风、空调系统,其设置在地下车站的通风空调机房内,它包括伸出地面的进风井和排风井,还有与进风井、排风井和地下车站的站台站厅相连通的送风道和排风道,其特点是,在所述的送风道内设置有蒸发式表冷器,所述的进风井和排风井的底端一侧设置有风冷制冷机房,在该机房内设置有风冷制冷机组或蒸发冷凝式风冷制冷机组。在送风道和排风道之间设置有连通阀。在风冷制冷机房与进风井之间设置有进风控制阀,在风冷制冷机房与排风井之间设置有排风控制阀。该技术方案解决了建设城市轨道交通地下车站通风空调系统需要建设多个冷却塔的问题，但是实现该技术方案仍需建设多个风井，占据大量的地面空间，同时，该方案也未能克服地铁站通风空调系统运行时热交换过程复杂，换热衰减多且快，系统综合能效低的问题。
发明内容
本发明的技术方案提供一种地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，旨在克服现有技术中地铁站通风空调系统运行时热交换过程复杂，换热衰减多且快，系统综合能效低的问题，同时解决了通风空调系统的冷却塔占据大量地面空间的问题。
本发明的技术方案通过以下方式得以实现：
一种地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，包括通风动力系统和制冷空调系统，所述通风动力系统和制冷空调系统设于坑道中，所述坑道包括排风道和新风道，所述排风道排风口处设有排风竖井，所述排风竖井井壁设有移动式蒸发冷凝装置，所述移动式蒸发冷凝装置控制系统的通风和制冷。
其中，移动式蒸发冷凝装置为回型，包括移动驱动轴承、移动驱动动力装置、回型移动式蒸发冷凝器Y轴、回型移动式蒸发冷凝器X轴、驱动嵌套式密封装置和卷轴式密封装置。
回型移动式蒸发冷凝器Y轴、回型移动式蒸发冷凝器X轴内嵌安装于排风道排风口处；驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置内置于竖井的横截面中；移动驱动轴承、移动驱动动力装置内嵌垂直安装于地铁站排风竖井壁四周位置，并控制回型移动式蒸发冷凝器Y轴、回型移动式蒸发冷凝器X轴的进退运行和驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置的开启与关闭。移动驱动轴承提供移动导轨方向性引导的同时对移动式蒸发冷凝装置起支撑作用。
而移动驱动动力装置通过信号点自动控制驱动或通过机械传动方式手动驱动，同时可实现手自一体的安全驱动。
在通风运行状态时，驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置在接收信号后，在其内置的移动驱动轴承、移动驱动动力装置的驱动下同时开启。回型移动式蒸发冷凝器Y轴及回型移动式蒸发冷凝器X轴两两均移动至贴紧地铁站排风竖井壁面，实现开启地铁站排风竖井壁断面。由于驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置同时开启，排风道空气可以最小阻力通过竖井并排到大气中。
空调运行状态时，驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置在接收信号后，在其内置的移动驱动轴承、移动驱动动力装置的驱动下同时关闭，所述回型移动式蒸发冷凝器Y轴及回型移动式蒸发冷凝器X轴两两均移动至形成闭合的回型区域，实现关断地铁站排风竖井壁断面，对空气气流进行方向性导向进入移动式蒸发冷凝装置进行热交热，使气流均匀换热高效。
其中，该通风空调系统的坑道中还设有空气净化系统，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。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，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，新风道外消气器设于新风道的进风口附近，送风风机和送风道内消气器依次设于新风道内，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。
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的横截面中。
制冷空调系统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。通道式可开启蒸发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。通道式可开启蒸发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。
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。
该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。
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送风分置区域，然后送至地铁站内。
在室内侧空气循环方面，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，室外新风在防火型混风控制风阀关闭，变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装置进行空气净化处理后，进入移动式蒸发冷凝装置进行热交换，此时驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置呈关闭状态，充满热负荷的空气全都均匀通过移动式蒸发冷凝装置，之后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移动式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，不断地将地铁站室内热湿负荷直接通过冷媒循环带走。
本发明的技术方案所获得的有益效果：
（1）本发明的技术方案公开的一种地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统通过设置移动式蒸发冷凝装置，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。
（2）按此目的设计的一种地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，将移动式蒸发冷凝装置内置于地铁站排风竖井壁中，该系统不需要冷却塔，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地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统（空调运行状态）；
图2地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统（通风运行状态）
其中，图中序号表示：
1-排风道、2-移动式蒸发冷凝装置、2-1-回型移动式蒸发冷凝器Y轴、2-2-回型移动式蒸发冷凝器X轴、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、23-移动驱动轴承、24-移动驱动动力装置、25-驱动嵌套式密封装置、26-卷轴式密封装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例1
如图1是处于空调运行状态下的一种地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，设有包括排风道（1）和新风道（7）的坑道。排风道排风口处设有排风竖井，排风竖井井壁设有移动式蒸发冷凝装置（2），移动式蒸发冷凝装置（2）控制系统的通风、净风和制冷。
其中，移动式蒸发冷凝装置（2）为回型，包括移动驱动轴承（23）、移动驱动动力装置（24）、回型移动式蒸发冷凝器Y轴（2-1）、回型移动式蒸发冷凝器X轴（2-2）、驱动嵌套式密封装置（25）和卷轴式密封装置（26）。
回型移动式蒸发冷凝器Y轴（2-1）、回型移动式蒸发冷凝器X轴（2-2）内嵌安装于排风道（1）排风口处；驱动嵌套式密封装置（25）、卷轴式密封装置（26）内置于竖井的横截面中；移动驱动轴承（23）、移动驱动动力装置（24）内嵌垂直安装于地铁站排风竖井壁四周位置，并控制回型移动式蒸发冷凝器Y轴（2-1）、回型移动式蒸发冷凝器X轴（2-2）的进退运行和驱动嵌套式密封装置（25）、卷轴式密封装置（26）的开启与关闭。移动驱动轴承（23）提供移动导轨方向性引导的同时对回型移动式蒸发冷凝装置（2）起支撑作用。
而移动驱动动力装置（24）通过信号点自动控制驱动或通过机械传动方式手动驱动。
空调运行状态时，驱动嵌套式密封装置（25）、卷轴式密封装置（26）在接收信号后，在其内置的移动驱动轴承（23）、移动驱动动力装置（24）的驱动下同时关闭，所述回型移动式蒸发冷凝器Y轴（2-1）及回型移动式蒸发冷凝器X轴（2-2）两两均移动至形成闭合的回型区域，实现关断地铁站排风竖井壁断面，对空气气流进行方向性导向进入移动式蒸发冷凝装置（2）进行热交热，使气流均匀换热高效。
如图2是处于通风运行状态下的一种地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，通风运行状态时，驱动嵌套式密封装置（25）、卷轴式密封装置（26）在接收信号后，在其内置的移动驱动轴承（23）、移动驱动动力装置（24）的驱动下同时开启。回型移动式蒸发冷凝器Y轴（2-1）及回型移动式蒸发冷凝器X轴（2-2）两两均移动至贴紧地铁站排风竖井壁面，实现开启地铁站排风竖井壁断面。由于驱动嵌套式密封装置（25）、卷轴式密封装置（26）同时开启，排风道（1）空气可以最小阻力通过竖井并排到大气中。
其中，该通风空调系统的坑道中设有通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统，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）和第一防火型新风控制风阀（9-1）、第二防火型新风控制风阀（17）。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（1）内，防火型排风控制风阀（9）设于排风风机（12）和排风道内消气器（14）之间，新风道外消气器（4-1）设于新风道（7）的进风口附近，送风风机（15）和送风道内消气器（16）依次设于新风道（7）内，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。
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）的横截面中。
制冷空调系统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）。通道式可开启蒸发装置（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。通道式可开启蒸发装置（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。
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）和第二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）。
该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。
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（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（9-1）、第二防火型混风控制风阀（17）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行送风分置区域（19），然后送至地铁站内。
在室内侧空气循环方面，室内热湿负荷进入回风汇合区域（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（9-1）、第二防火型混风控制风阀（17）关闭，变风量分区控制风墙（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装置（3）进行空气净化处理后，进入移动式蒸发冷凝装置（2）进行热交换，此时驱动嵌套式密封装置（25）、卷轴式密封装置（26）呈关闭状态，充满热负荷的空气全都均匀通过移动式蒸发冷凝装置（2），之后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（6）进入移动式蒸发冷凝装置（2）对冷媒进行散热降温，然后再通过制冷系统管道（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，冷媒回到第一制冷系统压缩装置（10）、第二制冷系统压缩装置（20），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。

Claims (10)

1.一种地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，包括通风动力系统和制冷空调系统，其特征在于，所述通风动力系统和制冷空调系统设于坑道中，所述坑道包括排风道和新风道，所述排风道排风口处设有排风竖井，所述排风竖井井壁设有移动式蒸发冷凝装置，所述移动式蒸发冷凝装置控制系统的通风和制冷。
2.根据权利要求1所述的地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，所述移动式蒸发冷凝装置为回型，包括移动驱动轴承、移动驱动动力装置、回型移动式蒸发冷凝器Y轴、回型移动式蒸发冷凝器X轴、驱动嵌套式密封装置和卷轴式密封装置；
所述回型移动式蒸发冷凝器Y轴、回型移动式蒸发冷凝器X轴内嵌安装于排风道排风口处；
所述驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置内置于竖井的横截面中；
所述移动驱动轴承、移动驱动动力装置内嵌垂直安装于地铁站排风竖井壁四周位置，并控制回型移动式蒸发冷凝器Y轴、回型移动式蒸发冷凝器X轴的进退运行和驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置的开启与关闭。
3.根据权利要求2所述的地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，所述移动驱动动力装置通过信号点自动控制驱动或通过机械传动方式手动驱动。
4.根据权利要求2所述的地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，在通风运行状态时，所述驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置在接收信号后，在其内置的移动驱动轴承、移动驱动动力装置的驱动下同时开启，所述回型移动式蒸发冷凝器Y轴及回型移动式蒸发冷凝器X轴两两均移动至贴紧地铁站排风竖井壁面，实现开启地铁站排风竖井壁断面。
5.根据权利要求2所述的地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，空调运行状态时，所述驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置在接收信号后，在其内置的移动驱动轴承、移动驱动动力装置的驱动下同时关闭，所述回型移动式蒸发冷凝器Y轴及回型移动式蒸发冷凝器X轴两两均移动至形成闭合的回型区域，实现关断地铁站排风竖井壁断面，对空气气流进行方向性导向进入移动式蒸发冷凝装置进行热交热，使气流均匀换热高效。
6.根据权利要求1所述的地铁站竖井型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，其特征在于，坑道中还设有空气净化系统，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的横截面中。
7.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。
8.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。
9.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。
10.根据权利要求9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；
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送风分置区域，然后送至地铁站内；
所述室内侧空气循环为：室内热湿负荷进入排风道的末端回风汇合区域，经过排风道内消气器后，进入排风风机进入空气动力提升，室外新风在防火型混风控制风阀关闭，变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装置进行空气净化处理后，进入移动式蒸发冷凝装置进行热交换，此时驱动嵌套式密封装置、卷轴式密封装置呈关闭状态，充满热负荷的空气全都均匀通过移动式蒸发冷凝装置，之后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；
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移动式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，不断地将地铁站室内热湿负荷直接通过冷媒循环带走。
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