CN105509199A - 一种地铁站用一拖多分体式空调机组及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁站用一拖多分体式空调机组，包括通过冷媒管道相互连接的压缩冷凝机组和多台空气处理机组，多台空气处理机组并联，所述空气处理机组设置在新风道中，所述新风道分别与新风亭和地铁空间连通，所述压缩冷凝机组设置在排风道中，所述排风道分别与排风亭和新风亭连通。本发明打破了地铁空调机组“冷却塔+冷水机组+末端设备”的组合方式，采用分体式结构，把压缩冷凝段设置在新风道与排风道之间，减少了建筑投资，降低工程造价，具有高效、节能、易于维护的优点。

Description

一种地铁站用一拖多分体式空调机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及地铁用分体式空调技术领域，尤其涉及一种地铁站用一拖多分体式空调机组及其控制方法。

背景技术

地铁是狭长的地下建筑，除了各车站出入口、送排风口与外界相通外，基本上与外界隔绝，地铁在运行过程中会产生大量的热量被带入车站，地层具有蓄热作用，随着运营的时间增加，地铁系统内部的温度会逐年升高，人群的密集流动使得空气混浊，正是由于地铁具有这些特点，所以地铁需要环境控制系统来确保地铁内有适宜的温度、湿度并提供一定的舒适性条件。随着社会的发展和科技的进步，传统的地铁通风空调系统已不能适应地铁建设与城市环境的协调发展。

首先，传统的地铁站通风空调采用“冷却塔+冷水机组+末端设备”系统，如申请号为201120222217.9的实用新型专利公开了一种城市轨道交通用水冷直接蒸发式空调系统，包括水冷压缩冷凝机组、直接蒸发组合式空气处理机组、冷却塔、冷却水循环水泵、冷却水循环管路、送风机、以及其它管路附件，所述的水冷压缩冷凝机组和直接蒸发组合式空气处理机组之间通过制冷剂管路连接，该系统满足空调工程与日常运营维护的要求，但是该系统中使用了冷却塔，而冷却塔需要放置在地面，占用地面位置破坏了城市景观及噪音扰民，而且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了城市景观及影响居民的日常生活与休息，冷却塔噪声和漂水甚至带来社会与城市景观的不和谐、不稳定，严重影响着城市轨道交通的可持续发展。

其次，传统地铁通风空调系统主机及相关设备与附件占地面积大，土建投资巨大。据统计，一个标准地铁站，当车站采用屏蔽门系统时，通风空调机房面积为1100~2100m²，占车站总面积的12.3%~26.0%；当车站采用闭式系统时，机房面积为1538~3249m²，占车站总面积的11.9%~29.0%；

再次，地铁通风空调系统综合效能低、运行费用高，通过对北京及全国各地既有地铁线路运营情况的调研，发现电能费用占地铁运营费的50%作用，通风空调用电又占地铁用电的30%以上。因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种占地面积小的地铁站用一拖多分体式空调机组，解决冷却塔所带来的占地、噪声、漂水等问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：

一种地铁站用一拖多分体式空调机组，包括通过冷媒管道相互连接的压缩冷凝机组和多台空气处理机组，多台空气处理机组并联，所述空气处理机组设置在新风道中，所述新风道分别与新风亭和地铁空间连通，所述压缩冷凝机组设置在排风道中，所述排风道分别与排风亭和新风亭连通。

压缩冷凝机组和多台空气处理机组构成制冷循环，冷媒在压缩冷凝机组进行压缩冷凝，然后输送到空气处理机组和空气进行热交换，由于空气处理机组设置在新风道中，新风道分别与新风亭和地铁空间连通，压缩冷凝机组设置在排风道中，排风道分别与排风亭和新风亭连通，风亭是地铁车站和区间隧道与外界进行空气交换的端口，所以，从新风亭吸入的新风有一部风进入到新风道中，继而通过空气处理机组，而另一部分进入到排风道中，排走压缩冷凝机组的热量，因此不需单独设置冷却塔对从空气处理机组出来的冷媒进行处理，解决冷却塔带来的种种问题，直接将压缩冷凝机组设置在排风道中，降低基建成本。

所述压缩冷凝机组包括多个功能段依次连接而成，其功能段依次为用于接收来自新风亭进风的新风段、用于初步过滤的压缩冷凝机组初效过滤段、用于换热的直接蒸发冷凝段、压缩机段和排风机段；所述空气处理机组包括多个功能段依次连接而成，其功能段依次为用于混合新风与回风的新回风混合段、用于初步过滤的空气处理机组初效过滤段、用于深度过滤的电子除尘过滤段、用于换热的直膨蒸发段和送风机段；所述直接蒸发冷凝段、压缩机段和直膨蒸发段通过冷媒管道连接成制冷循环。

压缩冷凝机组中设置直接蒸发冷凝段和压缩机段，从压缩机段出来的高温高压冷媒进入直接蒸发冷凝段，与从新风段进入的新风进行热交换排走热量，而设置的压缩冷凝机组初效过滤段对新风进行初步过滤，防止在直接蒸发冷凝段积累过多灰尘；空气处理机组设置有新回风混合段，由于地铁空间的排风通常还具有一定的低温，因此通过将新风与回风混合再次进行处理，能降低能耗，而由于新风与回风的混合，会使得空气的灰尘含量升高，因此设置了两个功能段来对此进行过滤；直膨蒸发段为一次直接蒸发换热，取消了冷冻水系统，提高了换热效率。

所述压缩冷凝机组新风段的新风口设有电动新风阀，压缩冷凝机组初效过滤段内设有初效过滤器，直接蒸发冷凝段内设有冷凝器，压缩机段内设置压缩机，排风机段内设有排风机；所述空气处理机组新回风混合段的新风口设有电动新风阀，其回风口设有电动回风阀，空气处理机组初效过滤段内设有初效过滤器，电子除尘过滤段内设有电子除尘器，直膨蒸发段内设有蒸发器，送风机段内设有送风机；所述冷凝器、压缩机和蒸发器通过冷媒管道连接成制冷循环，每个空气处理机组中的蒸发器并联。

通过调节电动新风阀的开度可以调节通过压缩冷凝机组和空气处理机组的风量，从而满足地铁不同的运行需求。

所述冷凝器设有与之匹配的喷淋系统，所述喷淋系统包括循环水泵、设置在冷凝器上的喷嘴和设置在冷凝器下方的积水盘，循环水泵通过循环管路与喷嘴和积水盘构成喷淋循环，所述循环管路上设有用于控制喷淋水流量的电动球阀，所述积水盘上设有用于补水的补水浮球阀、用于排污的排污阀和溢水口。

电动球阀控制喷淋水的流量，喷淋水与冷凝器完成热交换，蒸发的水汽直接随着进风排走；使用过程中，由于水的蒸发，积水盘里面的水会越来越少，需要及时补充水，当积水盘水位降到一定高度时，补水浮球阀开关动作打开，往积水盘里注水，当积水盘里的水位升到一定高度时，补水浮球阀开关动作关闭，停止往积水盘里补水。使用一段时间后，积水盘里积满灰尘，需要定时打开排污阀，对积水盘里的污水进行排空处理，而设置的溢水口能防止积水盘的水过量。

所述蒸发器连接有可使其实现转动的转轴。

驱动装置驱动转轴转动，与转轴固定连接的蒸发器随之转动，在冬季过渡季节时，控制冷凝器转动到与风流平行，降低通风阻力，节约能耗。

在冷媒液管总管上设有多个可控制多台空气处理机组冷媒流量的冷媒三通阀。

所述压缩机的吸气口设有低压开关，其排气口设有高压开关，所述冷凝器的出口设置有冷凝压力开关。低压开关和高压开关对压缩机进行保护，冷凝压力开关根据冷凝压力的变化,通过控制电动球阀的开度来控制喷淋水的流量。

与空气处理机组连接的新风管、回风管和送风管上分别设有新风温湿度传感器、回风温湿度传感器和送风温湿度传感器。根据各传感器的数据可以控制控制冷媒的流量和压缩机的工作状态，从而满足地铁的不同需求。

所述压缩机为无级调载压缩机，其能根据负荷变化，自动调节能量输出。

一种地铁站用一拖多分体式空调机组的控制方法，控制器根据指令控制空调机组运行模式，空调机组运行模式分为最小新风运行模式、全新风运行模式和过渡季节运行模式；

在最小新风运行模式下，空气处理机组的电动新风阀按0%~30%开度，电动回风阀按100%~70%开度，压缩冷凝机组新风段的电动新风阀按100%开度，空气处理机组和压缩冷凝机组的其它功能段运行，控制器根据室内温度的变化自动调节冷媒流量和压缩机段的能量输出；

在全新风运行模式下，空气处理机组的电动新风阀按100%开度，电动回风阀关闭，压缩冷凝机组的电动新风阀按100%开度，空气处理机组和压缩冷凝机组的其它功能段运行，控制器根据室内温度的变化自动调节冷媒流量和压缩机段的能量输出；

在过渡季节运行模式下，空气处理机组的电动新风阀按100%开度，电动回风阀关闭，压缩冷凝机组的电动新风阀关闭，送风机段运行，排风机段停止运行，压缩机段停止运行。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1．本发明取代了原来的冷却塔、冷水机组、末端设备，大大节省了地铁空调设备占地空间，降低了地铁站工程造价，更便于维护；

2．由传统的空调多次换热方式变为一次直接蒸发换热，提高了蒸发温度，从而提高了换热效率，还同时取消了冷冻、冷却水系统，由于少了冷冻、冷却水泵，大大降低了整个空调系统的运行能耗；

3．由于蒸发器具有可开启功能，在过渡季节运行时，减少空气阻力，降低送风机耗功，达到节能的效果。

附图说明

图1为实施例1结构示意图；

图2为压缩冷凝机组结构示意图；

图3为空气处理机组结构示意图；

图4为制冷循环结构示意图；

图5为冷凝器结构示意图；

其中，1、压缩冷凝机组电动新风阀；2、压缩冷凝机组初效过滤器；3、冷凝器；4、压缩机；5、排风机；6、空气处理机组初效过滤器；7、空气处理机组电动新风阀；8、回风阀；9、电子除尘器；10、蒸发器；11、送风机；12、膨胀阀；13、气液分离器；14、低压开关；15、高压开关；16、冷凝压力开关；17、积水盘；18、循环水泵；19、喷淋管；20、喷嘴；21、电动球阀；22、补水浮球阀；23、溢水口；24、三通阀；25、排污阀；29、送风温湿度传感器；30、回风温湿度传感器；31、新风温湿度传感器。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

实施例1

如图1所示，一种地铁站用一拖多分体式空调机组，包括通过冷媒管道相互连接的压缩冷凝机组和多台空气处理机组，所述空气处理机组设置在新风道中，所述新风道分别与新风亭和地铁空间连通，所述压缩冷凝机组设置在排风道中，所述排风道分别与排风亭和新风亭连通。如图2所示，所述压缩冷凝机组包括多个功能段依次连接而成，其功能段依次为用于接收来自新风亭进风的新风段、用于初步过滤的压缩冷凝机组初效过滤段、用于换热的直接蒸发冷凝段、压缩机段和排风机段；所述压缩冷凝机组新风段的新风口设有电动新风阀1，压缩冷凝机组初效过滤段内设有初效过滤器2，直接蒸发冷凝段内设有冷凝器3，压缩机段内设置压缩机4，排风机段内设有排风机5，与空气处理机组连接的新风管和回风管上分别设有新风温湿度传感器31、回风温湿度传感器30。

如图3所示，所述空气处理机组包括多个功能段依次连接而成，其功能段依次为用于混合新风与回风的新回风混合段、用于初步过滤的空气处理机组初效过滤段、用于深度过滤的电子除尘过滤段、用于换热的直膨蒸发段和送风机段；所述空气处理机组新回风混合段的新风口设有电动新风阀7，其回风口设有电动回风阀8，空气处理机组初效过滤段内设有初效过滤器6，电子除尘过滤段内设有电子除尘器9，直膨蒸发段内设有蒸发器10，送风机段内设有送风机11，与空气处理机组连接的送风管上设有送风温湿度传感器29。

如图5所示，所述冷凝器3设有与之匹配的喷淋系统，所述喷淋系统包括循环水泵18、设置在冷凝器上的喷嘴20和设置在冷凝器下方的积水盘17，循环水泵18通过循环管路19与喷嘴20和积水盘17构成喷淋循环，所述循环管路19上设有用于控制喷淋水流量的电动球阀21，所述积水盘17上设有用于补水的补水浮球阀22、用于排污的排污阀25和溢水口23。

所述蒸发器10为可开启式，其通过转轴（图中未标出）实现转动。

如图4所示，所述冷凝器3、压缩机4和四台并联的蒸发器10通过冷媒管道连接成制冷循环。所述压缩机4的吸气口设有低压开关14，其排气口设有高压开关15，且压缩机4与蒸发器10之间的管路上设有气液分离器13，所述冷凝器3的冷媒出口设有冷凝压力开关16，且冷凝器3与蒸发器10之间的冷媒管路上设有可调配各蒸发器10冷媒流量的三通阀24，且蒸发器10的冷媒进口管路上设有膨胀阀12。

一种地铁站用一拖多分体式空调机组的控制方法，控制器根据指令控制空调机组运行模式，空调机组运行模式分为最小新风运行模式、全新风运行模式和过渡季节运行模式；

在最小新风运行模式下，空气处理机组的电动新风阀7按30%开度，电动回风阀8按70%开度，压缩冷凝机组的电动新风阀1按100%开度，空气处理机组和压缩冷凝机组的其它功能段运行，控制器根据室内温度的变化通过三通阀24调节冷媒流量和压缩机4的能量输出；

在全新风运行模式下，空气处理机组的电动新风阀7按100%开度，电动回风阀8关闭，压缩冷凝机组新风段的电动新风阀1按100%开度，空气处理机组和压缩冷凝机组的其它功能段运行，控制器根据室内温度的变化通过三通阀24调节冷媒流量和压缩机4的能量输出；

在过渡季节运行模式下，空气处理机组的电动新风阀7按100%开度，电动回风阀8关闭，压缩冷凝机组的电动新风阀1关闭，送风机11运行，排风机5停止运行，压缩机4停止运行。

Claims (10)

1.一种地铁站用一拖多分体式空调机组，包括通过冷媒管道相互连接的压缩冷凝机组和多台空气处理机组，多台空气处理机组并联，其特征在于，所述空气处理机组设置在新风道中，所述新风道分别与新风亭和地铁空间连通，所述压缩冷凝机组设置在排风道中，所述排风道分别与排风亭和新风亭连通。

2.根据权利要求1所述的地铁站用一拖多分体式空调机组，其特征在于，

所述压缩冷凝机组包括多个功能段依次连接而成，其功能段依次为用于接收来自新风亭进风的新风段、用于初步过滤的压缩冷凝机组初效过滤段、用于换热的直接蒸发冷凝段、压缩机段和排风机段；

所述空气处理机组包括多个功能段依次连接而成，其功能段依次为用于混合新风与回风的新回风混合段、用于初步过滤的空气处理机组初效过滤段、用于深度过滤的电子除尘过滤段、用于换热的直膨蒸发段和送风机段；

所述直接蒸发冷凝段、压缩机段和直膨蒸发段通过冷媒管道连接成制冷循环。

3.根据权利要求2所述的地铁站用一拖多分体式空调机组，其特征在于，

所述压缩冷凝机组新风段的新风口设有电动新风阀，压缩冷凝机组初效过滤段内设有初效过滤器，直接蒸发冷凝段内设有冷凝器，压缩机段内设置压缩机，排风机段内设有排风机；

所述空气处理机组新回风混合段的新风口设有电动新风阀，其回风口设有电动回风阀，空气处理机组初效过滤段内设有初效过滤器，电子除尘过滤段内设有电子除尘器，直膨蒸发段内设有蒸发器，送风机段内设有送风机；

所述冷凝器、压缩机和蒸发器通过冷媒管道连接成制冷循环。

4.根据权利要求3所述的地铁站用一拖多分体式空调机组，其特征在于，所述冷凝器设有与之匹配的喷淋系统，所述喷淋系统包括循环水泵、设置在冷凝器上的喷嘴和设置在冷凝器下方的积水盘，循环水泵通过循环管路与喷嘴和积水盘构成喷淋循环，所述循环管路上设有用于控制喷淋水流量的电动球阀，所述积水盘上设有用于补水的补水浮球阀、用于排污的排污阀和溢水口。

5.根据权利要求3所述的地铁站用一拖多分体式空调机组，其特征在于，所述蒸发器连接有可使其实现转动的转轴。

6.根据权利要求3所述的地铁站用一拖多分体式空调机组，其特征在于，在冷媒液管总管上设有多个可控制多台空气处理机组冷媒流量的冷媒三通阀。

7.根据权利要求3所述的地铁站用一拖多分体式空调机组，其特征在于，所述压缩机的吸气口设有低压开关，其排气口设有高压开关，所述冷凝器的出口设置有冷凝压力开关。

8.根据权利要求3所述的地铁站用一拖多分体式空调机组，其特征在于，与空气处理机组连接的新风管、回风管和送风管上分别设有新风温湿度传感器、回风温湿度传感器和送风温湿度传感器。

9.根据权利要求3所述的地铁站用一拖多分体式空调机组，其特征在于，所述压缩机为无级调载压缩机。

10.一种如权利要求2所述的地铁站用一拖多分体式空调机组的控制方法，其特征在于，控制器根据指令控制空调机组运行模式，空调机组运行模式分为最小新风运行模式、全新风运行模式和过渡季节运行模式；

在最小新风运行模式下，空气处理机组的电动新风阀按0~30%开度，电动回风阀按70~100%开度，压缩冷凝机组的电动新风阀按100%开度，空气处理机组和压缩冷凝机组的其它功能段运行，控制器根据室内温度的变化自动调节冷媒流量和压缩机段的能量输出；

在全新风运行模式下，空气处理机组的电动新风阀按100%开度，电动回风阀关闭，压缩冷凝机组新风段的电动新风阀按100%开度，空气处理机组和压缩冷凝机组的其它功能段运行，控制器根据室内温度的变化自动调节冷媒流量和压缩机段的能量输出；

在过渡季节运行模式下，空气处理机组的电动新风阀按100%开度，电动回风阀关闭，压缩冷凝机组的电动新风阀关闭，送风机段运行，排风机段停止运行，压缩机段停止运行。