CN104864529A - 一种地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统 - Google Patents

一种地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，该系统包括通风动力系统和安装于地铁站机房区域的地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组，所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组控制系统的通风和制冷。该通风空调系统可根据室内负荷的需要运行，切换不同的运行模式，达到高效节能的运行目的。该系统不占用土建坑道，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

一种地铁站机房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，尤其是地铁站机房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，冷却塔和空调机组外置在通风空调系统外部，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所需的冷冻水泵及其管道系统，冷却水泵及其管道系统占用大量机房面积，增加土建投资；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。
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。该技术方案虽然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，而且该通风空调系统的制冷机组内置于系统中，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
本发明的技术方案旨在解决现有技术中的不足，提供一种占地面积小、节能减排的地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统。
本发明技术方案的技术目的通过以下方式得以实现：
一种地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统, 包括通风动力系统，所述通风动力系统设于坑道中，所述坑道包括新风道和排风道，所述新风道和排风道靠近地铁站处设有地铁站机房区域，所述地铁站机房区域设有用于控制整个系统的通风和制冷的地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组。
其中，地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组包括制冷系统，所述制冷系统包括压缩机、分区控制蒸发冷凝装置和分区控蒸发装置，所述压缩机、分区控制蒸发冷凝装置和分区控蒸发装置通过制冷系统管道依次连接形成环路。所述分区控制蒸发冷凝装置设于排风道中，所述分区控蒸发装置设于新风道中。
分区控制蒸发冷凝装置,可以根据排风工况及室内负荷的需要，分区域控制空气流过，配合机房型机组可变风量排风风机同时使用；也可以根据室内负荷的需要，分区域控制空气流过，配合可变风量送风风机同时使用，达到高效节能的运行目的。
进一步地，地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组还包括净化系统，所述净化系统包括排风过滤装置和进风净化过滤装置，所述排风过滤装置设于排风道通道的垂直方向上，所述进风净化过滤装置设于新风道通道的垂直方向上。
该地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组还包括蒸发冷凝水处理装置、十字型气流控制装置、排风接口、新风接口、可变风量排风风机、可变风量送风风机、送风接口和回风接口，所述蒸发冷凝水处理装置与分区控制蒸发冷凝装置连接形成回路，所述十字型气流控制装置设于分区控制蒸发冷凝装置和分区控蒸发装置之间控制空气流量及气流方向，所述可变风量排风风机和可变风量送风风机分别靠近排风接口和送风接口设置。
十字型气流控制装置可实现空气流量控制及气流方向、均匀度控制，十字型的四维方向可实现独立控制，足于保证分区控制蒸发冷凝装置获得足够的空气流量带走热湿负荷，足于保证分区控蒸发装置在空调小新风、空调全新风运行时控制自如且节能高效。
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、防火型新风控制风阀和防火型混风控制风阀；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声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送风道外消声器之间，所述防火型混风控制风阀设在排风道和新风道之间的风道墙上。
进一步地，地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组与坑道墙之间设有防火型排风旁通控制风阀和防火型新风旁通控制风阀，所述防火型排风旁通控制风阀设在排风道中，所述防火型新风旁通控制风阀设在新风道中。
该该地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统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，整套地铁站通风空调系统仅用三个循环两次热交换。
其中，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，经回风接口，进入排风过滤装置进行换热前空气过滤处理，随后进入分区控制蒸发冷凝装置将室内热湿负荷置换，再通过可变风量排风风机排出到排风道最终排出地面，所述十字型气流控制装置设有M1、M2、M3、M4区，此时十字型气流控制装置M1、M3区关闭，M2、M4区均顺时针45度开启。
在空调全新风运行时，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，新风经送风风机后进入送风道内消声器进行消声处理，防火型新风旁通控制风阀关闭，新风进入地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组，进入进风净化过滤装置进行空气品质处理后，在分区控蒸发装置中进行降温湿处理，经可变风量送风风机送入新风道末端形成的送风分置区域，此时十字型气流控制装置M1、M3区关闭，M2区顺时针30度开启，M4区顺时针150度开启。
蒸发冷凝直膨冷风制冷循环方面，冷媒经压缩机后排出，经制冷系统管道进入分区控制蒸发冷凝装置对冷媒进行散热降温，然后再通制冷系统管道，经节能装置后，进入分区控蒸发装置进行吸热后，冷媒回到压缩机，进入下一个循环。
本发明的技术方案所获得的有益效果：
（1）该地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，结合地铁站土建风管及机房的布局置于合理位置，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、灾控排烟等不种运行模式自动切换且各模式间互不影响冲突。
（2）该系统通过分区控蒸发装置对送风空气循环实现降温，通过分区控制蒸发冷凝装置对排气空气循环实现散热，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，整套地铁站通风空调系统仅用三个循环两次热交换实现高效节能。
（3）将地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组内置地铁站机房中，结构紧凑占用机房面积小，该系统不占用土建坑道，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地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统；
图2地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组；
图3 十字型气流控制装置M1-M4分区；
其中，图中序号表示：
1-排风道、2-地铁站机房区域、3-地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组、4-排风道外消气器、5-新风道外消气器、6-蒸发冷凝水处理装置、7-新风道、8-防火型新风控制风阀、9-防火型排风控制风阀、10-防火型混风控制风阀、11-十字型气流控制装置、12-排风风机、13-送风风机、14-排风道内消气器、15-送风道内消声器、16-防火型排风旁通控制风阀、17-防火型新风旁通控制风阀、18-回风汇合区域、19-送风分置区域、20-排风接口、21-压缩机、22-新风接口、23-制冷系统管道、24-可变风量排风风机、25-分区控制蒸发冷凝装置、26-排风过滤装置、27-进风净化过滤装置、28-分区控蒸发装置、29-可变风量送风风机、30-送风接口、31-回风接口。
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。
实施例1
一种地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统, 包括通风动力系统，所述通风动力系统设于坑道中，所述坑道包括新风道7和排风道1，所述新风道7和排风道1靠近地铁站处设有地铁站机房区域2，所述地铁站机房区域2设有用于控制整个系统的通风和制冷的地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组3。
其中，地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组3包括制冷系统，所述制冷系统包括压缩机21、分区控制蒸发冷凝装置25和分区控蒸发装置28，所述压缩机21、分区控制蒸发冷凝装置25和分区控蒸发装置28通过制冷系统管道23依次连接形成环路。所述分区控制蒸发冷凝装置25设于排风道1中，所述分区控蒸发装置28设于新风道1中。
分区控制蒸发冷凝装置25,可以根据排风工况及室内负荷的需要，分区域控制空气流过，配合可变风量排风风机24同时使用；也可以根据室内负荷的需要，分区域控制空气流过，配合可变风量送风风机29同时使用，达到高效节能的运行目的。
地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组3还包括净化系统，所述净化系统包括排风过滤装置26和进风净化过滤装置27，所述排风过滤装置26设于排风道1通道的垂直方向上，进风净化过滤装置27设于新风道7通道的垂直方向上。
该地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组3还包括蒸发冷凝水处理装置6、十字型气流控制装置11、排风接口20、新风接口22、可变风量排风风机24、可变风量送风风机29、送风接口30和回风接口31，所述蒸发冷凝水处理装置6与分区控制蒸发冷凝装置25连接形成回路，所述十字型气流控制装置11设于分区控制蒸发冷凝装置25和分区控蒸发装置28之间控制空气流量及气流方向，所述可变风量排风风机24和可变风量送风风机29分别靠近排风接口20和送风接口30设置。
十字型气流控制装置11可实现空气流量控制及气流方向、均匀度控制，十字型的四维方向可实现独立控制，足于保证分区控制蒸发冷凝装置25获得足够的空气流量带走热湿负荷，足于保证分区控蒸发装置28在空调小新风、空调全新风运行时控制自如且节能高效。
该通风空调系统的坑道包括新风道7和排风道1，所述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、送风风机13、送风道内消声器15、防火型新风控制风阀8和防火型混风控制风阀10；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1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5设于新风道7的进风口附近，所述送风风机13和送风道内消声器15依次设于新风道7内，所述防火型新风控制风阀8设于送风风机13和送风道外消声器5之间，所述防火型混风控制风阀10设在排风道1和新风道7之间的风道墙上。
地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组3与坑道墙之间设有防火型排风旁通控制风阀16和防火型新风旁通控制风阀17，所述防火型排风旁通控制风阀16设在排风道1中，所述防火型新风旁通控制风阀17设在新风道7中。
该该地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统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，整套地铁站通风空调系统仅用三个循环两次热交换。
其中，内侧空气循环为：室内热湿负荷进入排风道1末端形成的回风汇合区域18，经回风接口31，进入排风过滤装置26进行换热前空气过滤处理，随后进入分区控制蒸发冷凝装置25将室内热湿负荷置换，再通过可变风量排风风机24排出到排风道1最终排出地面，所述十字型气流控制装置设有M1、M2、M3、M4区，此时十字型气流控制装置M1、M3区关闭，M2、M4区均顺时针45度开启；
在空调全新风运行时，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8打开，防火型混风控制风阀10关闭，新风经送风风机13后进入送风道内消声器15进行消声处理，防火型新风旁通控制风阀17关闭，新风进入地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组3，进入进风净化过滤装置27进行空气品质处理后，在分区控蒸发装置28中进行降温湿处理，经可变风量送风风机29送入新风道7末端形成的送风分置区域19，所述十字型气流控制装置11设有M1、M2、M3、M4区，此时十字型气流控制装置11 的M1、M3区关闭，M2区顺时针30度开启，M4区顺时针150度开启。
蒸发冷凝直膨冷风制冷循环为：冷媒经压缩机21后排出，经制冷系统管道23进入分区控制蒸发冷凝装置25对冷媒进行散热降温，然后再通制冷系统管道23，经节能装置后，进入分区控蒸发装置28进行吸热后，冷媒回到压缩机21，进入下一个循环。

Claims (7)

1.一种地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统, 包括通风动力系统，其特征在于，所述通风动力系统设于坑道中，所述坑道包括新风道和排风道，所述新风道和排风道靠近地铁站处设有地铁站机房区域，所述地铁站机房区域设有用于控制整个系统的通风和制冷的地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组。
2.根据权利要求1所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统,其特征在于，所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组包括制冷系统，所述制冷系统包括压缩机、分区控制蒸发冷凝装置和分区控蒸发装置，所述压缩机、分区控制蒸发冷凝装置和分区控蒸发装置通过制冷系统管道依次连接形成环路，所述分区控制蒸发冷凝装置设于排风道中，所述分区控蒸发装置设于新风道中。
3.根据权利要求2所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统,其特征在于，所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组还包括净化系统，所述净化系统包括排风过滤装置和进风净化过滤装置，所述排风过滤装置设于排风道通道的垂直方向上，所述进风净化过滤装置设于新风道通道的垂直方向上。
4.根据权利要求2所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统,其特征在于，所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组还包括蒸发冷凝水处理装置、十字型气流控制装置、排风接口、新风接口、可变风量排风风机、可变风量送风风机、送风接口和回风接口，所述蒸发冷凝水处理装置与分区控制蒸发冷凝装置连接形成回路，所述十字型气流控制装置设于分区控制蒸发冷凝装置和分区控蒸发装置之间控制空气流量及气流方向，所述可变风量排风风机和可变风量送风风机分别靠近排风接口和送风接口设置。
5.根据权利要求1所述地铁站机房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、防火型新风控制风阀和防火型混风控制风阀；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声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送风道外消声器之间，所述防火型混风控制风阀设在排风道和新风道之间的风道墙上。
6.根据权利要求5所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统,其特征在于，所述地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组与坑道墙之间设有防火型排风旁通控制风阀和防火型新风旁通控制风阀，所述防火型排风旁通控制风阀设在排风道中，所述防火型新风旁通控制风阀设在新风道中。
7.根据权利要求6所述地铁站机房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；
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，经回风接口，进入排风过滤装置进行换热前空气过滤处理，随后进入分区控制蒸发冷凝装置将室内热湿负荷置换，再通过可变风量排风风机排出到排风道最终排出地面；所述十字型气流控制装置设有M1、M2、M3、M4区，此时十字型气流控制装置M1、M3区关闭，M2、M4区均顺时针45度开启；
在空调全新风运行时，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，新风经送风风机后进入送风道内消声器进行消声处理，防火型新风旁通控制风阀关闭，新风进入地铁站机房型蒸发冷凝直膨冷风型空调机组，进入机组进风净化过滤装置进行空气品质处理后，在分区控蒸发装置中进行降温湿处理，经可变风量送风风机送入新风道末端形成的送风分置区域，此时十字型气流控制装置M1、M3区关闭，M2区顺时针30度开启，M4区顺时针150度开启；
蒸发冷凝直膨冷风制冷循环为：冷媒经压缩机后排出，经制冷系统管道进入分区控制蒸发冷凝装置对冷媒进行散热降温，然后再通制冷系统管道进入分区控蒸发装置进行吸热后，冷媒回到压缩机，进入下一个循环。
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