CN106152334A - 一种用于地铁隧道内毛细管壁面换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于地铁隧道中的毛细管热泵系统，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端系统，本发明的热回收系统采用毛细管网换热系统，通过改变热泵机组四通阀的方向实现冬季制热和夏季制冷。本发明克服了冷却塔的设置产生噪声和滋生细菌缺点；克服了地表水源热泵造成的水体热污染缺点；克服了土壤源热泵换热盘管占地面积较大，埋管的敷设安装增加土建费用及土壤导热系数较小，换热量较小的缺点。具有占地面积小，造价低，换热效率高，环保、经济高效等优点，且能夏季对地下隧道车站供冷，冬季对地上建筑供暖优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种毛细管换热系统，特别涉及一种用地铁隧道的热回收的毛细管换热系统。
背景技术
我国的土壤源热泵系统数量和规模近年来不断增大，全国已经有多个数十万平米的土壤源热泵项目在建。与欧美土壤源热泵主要是布置水平埋管式土壤换热器，通过小型热泵机组承担别墅等小型住宅空调的方式不同，我国的土壤源热泵系统主要服务对象是规模较大的多层住宅和办公建筑，土壤换热器一般采用在一定区域内密集布置的垂直单U或双U 型土壤换热器群，或者利用建筑物地基内的工程桩或灌注桩密集布置土壤换热器群。这样普遍采用的密集型垂直埋管群和不断增大的土壤源热泵规模使得土壤换热器埋管范围内的土壤热平衡问题得到了越来越多的担心。土壤源热泵的热平衡问题并不是技术上不可解决的难题，完全可以通过系统的合理设计和规范化的运行管理进行规避。方法之一在于减少土壤换热器群的密集度。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提出一种采用毛细管网前端换热的热泵空调系统，具有结构合理，换热器群的密集度小，节能舒适，环保，经济高效的特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种采用毛细管网前端换热的热泵空调系统，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端系统，其中，水源热泵系统包括压缩机（1），冷凝器（2），干燥器（3），节流阀（4），蒸发器（5），四通换向阀（6），液体分离器（7），冻却水循环水泵（9）和冷冻水循环水泵（11）；热泵机组(2)的出口c与毛细管网前端换热系统（10)的一端相连，毛细管网前端换热系统(10)的另一端与冷冻水循环水泵（9）的入口相连，冷冻水循环水泵（9）出口经蝶阀（8）与热泵机组(2)的入口a相连；热泵机组(5)的出口h与与冷冻水循环水泵(11)的入口相连，冷冻水循环水泵(11)的出口与用户末端系统(12)的入口相连，用户末端系统(12)的出口经蝶阀（8）与热泵机组(5)的出口f。
毛细管网是理想的高效换热器，这是由于其特点和材料的特点所决定的，本发明毛细管网采用4.3×0.85mm标准毛细管，组成的间隔为10mm-30mm的网栅，细管网前端换热系统置于地下隧道岩壁上，距离隧道壁外表面10-50cm。夏季空调制冷时，机组通过毛细管网前端换热系统释放在岩土内，可省去安装冷却塔的空间及对周围环境的影响。冬季供热运行时，机组从毛细管网前端换热系统吸热，通过压缩机提升温度后用于供热。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
毛细管网土壤能量采集器置于隧道中，解决了土壤源热泵大深孔技术以及受地质影响较大和效率低的问题。解决了冷却塔的设置产生噪声和滋生细菌，地表水源热泵造成的水体热污染，土壤源热泵换热盘管占地面积较大，埋管的敷设安装增加土建费用及土壤导热系数较小，换热量较小的问题。具有占地面积小，换热效率高，经济高效等优点。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
其中：1-压缩机，2-冷凝器，3-干燥器，4-节流阀，5-蒸发器，6-四通换向阀，7-液体分离器，8-蝶阀，9-冷去水循环水泵，10-毛细管前端换热器，11-冷冻水循环水泵，12-用户毛细管末端换热器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵空调系统包括直接从工业废水中取热的毛细管网系统、水源热泵系统、用户末端系统。地铁隧道内毛细管壁面换热器热泵系统由水循环系统。热交换器。热泵机组和控制系统构成的循环期间，一般包括3个必须环路
1） 热泵机组制冷剂环路，将热量从一处传递到另一处的封闭加压环路，在该环路的蒸发环节，压缩机推动制冷剂在回路里循环。
2） 毛细管前端环路，水在毛细管前端和冷凝器之间的封闭加压环路。冬季机组从毛细管网前端换热系统吸热，通过压缩机提升温度后用于供热，夏季空调制冷时，机组通过毛细管网前端换热系统释放在岩土内。
3）用户端毛细管环路，把已经调节好的水分配到不同的用户循环过程，这个环路是通过循环水泵进行循环。
夏季工况：在夏季机组的制冷流程，压缩机（1）制出来的高温高压气体通过四通换向阀（6），经过四通换向阀从冷凝器（2）的b进入，再经过冷却水泵（9），通过毛细管网前端换热系统（10）将压缩机制造的高温气体热量释放在岩土内；冷却后的制冷剂通过冷凝器（2）的d口出，经过干燥器（3）进行干燥，再经过节流阀（4）进行降压。被冷却后的制冷剂从蒸发器（5）g进入，经过蒸发器（5）换热后的冷水经冷冻水泵（11）通向用户；进入换热器（5）换热后升温的制冷剂从e口流出，经过四通换向阀（6），进入液体分离器（7）最后进入压缩机（1）完成制冷循环。
冬季工况：在冬季机组从毛细管网前端换热系统吸热，通过压缩机（1）提升温度后的制冷剂经四通换向阀（6），升温度后的制冷剂再从蒸发器（5）e口进入，经过蒸发器（5）换热升温的热水经冷冻水泵供给用户用；经过蒸发器（5）换热降温的制冷剂从蒸发器（5）g流出，流经节流阀（4）降压和干燥器（3）进行干燥后，从冷凝器末端（2）d进入，经过冷凝器末端（2）进行换热后，升温后的制冷剂经过四通换向阀（6），进入液体分离器（7）最后进入压缩机（1）完成制热循环。
Claims (4)
1.一种采用毛细管网前端换热的热泵空调系统，其特征在于包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端系统，其中，水源热泵系统包括压缩机（1），冷凝器（2），干燥器（3），节流阀（4），蒸发器（5），四通换向阀（6），液体分离器（7），冻却水循环水泵（9）和冷冻水循环水泵（11）；细管网前端换热系统流程：冷凝器（2）的出口c与毛细管网前端换热系统（10)的一端相连，毛细管网前端换热系统(10)的另一端与冷冻水循环水泵（9）的入口相连，冷冻水循环水泵（9）出口经蝶阀（8）与冷凝器（2）的入口a相连；用户末端系统流程：蒸发器（5）的出口h与与冷冻水循环水泵(11)的入口相连，冷冻水循环水泵(11)的出口与用户末端系统(12)的入口相连，用户末端系统(12)的出口经蝶阀（8）与蒸发器（5）的出口f。
2.如权力要求1所述的一种采用毛细管网前端换热的热泵空调系统，其特征在于：所述的毛细管网前端换热系统（10）的毛细管网采用4.3×0.85mm标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05～0.2m/s，毛细管内流动状态均为层流。
3.如权力要求2所述毛细管壁面换热器充分利用已开挖的隧洞岩壁，在岩壁衬砌壁面上敷设毛细管换热器并用抹面材料覆盖。
4.采用毛细管网前端换热的系统主要包括：毛细管网前端换热系统、水-水热泵机组和用户末端。
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