CN106052194B - 模块式地铁热回收系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模块式地铁热回收系统及其控制方法，包括设置在隧道内的多个水/空气热泵机组、设置在轨顶风道内的热回收供水管、热回收回水管；每个水/空气热泵机组通过第一管道与热回收供水管相连接，每个第一管道上安装有第二阀门；每个水/空气热泵机组还通过一第二管道与热回收供回水管相连接，每个第二管道上安装有可供调节和关断的第一阀门，每两个相邻的水/空气热泵机组之间的下方安装有一温度传感器，位于热回收回水管两端的两个水/空气热泵机组的外侧也分别设置一温度传感器。本发明不仅能回收活塞风和排热风中的热量，还能有效回收地铁隧道周围区域土壤中的热量，克服了现有的地铁热回收系统仍然无法避免大量热能浪费的缺陷。

Description

模块式地铁热回收系统及其控制方法
技术领域
本发明属于地铁暖通空调技术领域，具体涉及一种模块化地铁热回收系统及其控制方法。
背景技术
现有的地铁系统中，冬季隧道内的大量余热通过活塞风或排热风直接排到室外，造成了大量的能量浪费。对地铁系统隧道中的余热的回收是必要的避免能量浪费的手段。现有的地铁热回收系统，通常是把热回收装置放置于地铁排风井内，从而进行余热回收，但是，这种方式仅能回收活塞风或排热风中的热量，无法回收地铁隧道周围区域土壤中的热量，仍然造成了大量的余热浪费。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷或不足以及现有的地铁系统中能量浪费的问题，本发明的目的在于，提供一种模块化地铁热回收系统及其控制方法，通过设置本发明的系统进行控制，将低品位余热转换成可直接利用的高品位热能，避免了地铁隧道内的余热浪费。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：
一种模块式地铁热回收系统，包括沿隧道的长度方向设置在隧道内的多个水/空气热泵机组、沿隧道的长度方向设置在轨顶风道内的一热回收供水管、一热回收回水管；每个水/空气热泵机组通过一第一管道与热回收供水管相连接，每个第一管道上安装有供调节和关断的第二阀门；每个水/空气热泵机组还通过一第二管道与热回收供水管相连接，每个第二管道上安装有可供调节和关断的第一阀门，每两个相邻的水/空气热泵机组之间的下方安装有一温度传感器，位于热回收回水管两端的两个水/空气热泵机组6的外侧也分别设置一温度传感器。
进一步的，相邻水/空气热泵机组的距离为4～5米。
本发明的另一个目的在于，提供一种利用地铁热回收控制方法，包括如下步骤：
步骤1：设置模块式地铁热回收系统；
步骤2：判断地铁是否正在运行，是则进入步骤3，否则进入步骤4；
步骤3：
当T-j＜5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i、H-i+1、……、H-n关闭，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
当T-j≥5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i、H-i+1、……、H-n开启，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
步骤4：
当T-j＜5℃且T-j+1＜5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i关闭，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
当T-j≥5℃或T-j+1≥5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i开启，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
上述公式中，H-i表示第i个水/空气热泵机组6的序号；T-j表示第j个温度传感器13显示的温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、不仅能回收活塞风和排热风中的热量，还能有效回收地铁隧道周围区域土壤中的热量，克服了现有的地铁热回收系统仍然无法避免大量热能浪费的缺陷。
2、能够将地铁隧道内的低品位余热转换成可直接利用的高品位热能。
3、本发明的热回收系统控制方法能够有效避免其对地铁运行安全的影响。
附图说明
图1是本发明的模块式地铁热回收系统的安装示意图。
图2是A-A剖面图。
图3是B-B剖面图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的模块式地铁热回收系统，包括沿隧道4的长度方向设置在隧道4内的多个水/空气热泵机组6、沿隧道4的长度方向设置在轨顶风道3内的一热回收供水管7、一热回收回水管8；每个水/空气热泵机组6通过一第一管道9与热回收供水管7相连接，每个第一管道9上安装有供调节和关断的第二阀门12；每个水/空气热泵机组6还通过一第二管道10与热回收供水管8相连接，每个第二管道10上安装有可供调节和关断的第一阀门11，每两个相邻的水/空气热泵机组6之间的下方安装有一温度传感器13，位于热回收回水管8两端的两个水/空气热泵机组6的外侧也分别设置一温度传感器13。
上述隧道4和轨顶风道3是指在地铁系统中，由墙体1和屏蔽门2围合形成的两个空腔。地铁列车5运行在隧道4内。
水/空气热泵机组6是本发明的模块式地铁热回收系统的余热回收单元；管道7和管道8是余热输送管路；管道9和管道10是连接水/空气热泵机组6与管道7和管道8的连接管路；阀门11和阀门12是可供调节和关断的阀门；温度传感器13是控制水/空气热泵机组6运行状态的输入参数。
如图2、图3所示，相邻水/空气热泵机组6的距离为4～5米，优选4.5米。
本发明给出的控制方法包括如下步骤：
步骤1：设置模块式地铁热回收系统；
步骤2：判断地铁是否正在运行，是则进入步骤3，否则进入步骤4；
步骤3：
当T-j＜5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i、H-i+1、……、H-n关闭，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
当T-j≥5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i、H-i+1、……、H-n开启，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
步骤4：
当T-j＜5℃且T-j+1＜5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i关闭，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
当T-j≥5℃或T-j+1≥5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i开启，其中i＝j，i的取值范围为1～n。
上述公式中，H-i表示第i个水/空气热泵机组6的序号；T-j表示第j个温度传感器13显示的温度，其中i的取值范围为1～n，j的取值范围为1～n。
由上可知，本发明通过安置于隧道内的水/空气热泵机组6，把隧道内的低品位热能提升为高品位热能，并通过管道9和管道10与热回收供水管7和热回收回水管8的连接，把提升后的高品位热能输送出去。
实施例1：
本实施例是在供回水温度为45/50℃时，某岛式地铁站的模拟数据，其中，相邻水/空气热泵机组的距离为4.5米。
从实施例1，可以看出当地铁隧道内空气温度为7～15℃时，采用此种方案仍能回收大量的余热，回收余热量达到884～999kw。而此时，排热风机处于停止运行状态，因而此时地铁排热风的量为0。由此可见，本发明的热回收效果远远优于现有的仅回收地铁排热风内的地铁余热回收系统。

Claims (2)

1.一种利用地铁热回收控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：设置模块式地铁热回收系统；所述模块式地铁热回收系统包括沿隧道的长度方向设置在隧道内的多个水/空气热泵机组、沿隧道的长度方向设置在轨顶风道内的一热回收供水管、一热回收回水管；每个水/空气热泵机组通过一第一管道与热回收供水管相连接，每个第一管道上安装有供调节和关断的第二阀门；每个水/空气热泵机组还通过一第二管道与热回收供水管相连接，每个第二管道上安装有可供调节和关断的第一阀门，每两个相邻的水/空气热泵机组之间的下方安装有一温度传感器，位于热回收回水管两端的两个水/空气热泵机组的外侧也分别设置一温度传感器；
步骤2：判断地铁是否正在运行，是则进入步骤3，否则进入步骤4；
步骤3：
当T-j＜5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i、H-i+1、……、H-n关闭，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
当T-j≥5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i、H-i+1、……、H-n开启，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
步骤4：
当T-j＜5℃且T-j+1＜5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i关闭，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
当T-j≥5℃或T-j+1≥5℃(j取值范围为1～n)时，将H-i开启，其中i＝j，i的取值范围为1～n；
其中，H-i表示第i个水/空气热泵机组的序号；T-j表示第j个温度传感器显示的温度。
2.如权利要求1所述的利用地铁热回收控制方法，其特征在于，相邻水/空气热泵机组6的距离为4～5米。
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