CN106949532A - 用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，包括废热回收模块、双路动力模块、双温双效热泵、供暖模块，废热回收模块的进水口与双温双效热泵吸热侧出口连通，其出水口与双路动力模块低温水进口连通，双路动力模块低温水出口连通双温双效热泵吸热侧进口；双温双效热泵放热侧出口连接供暖模块的进口，供暖模块出口与双路动力模块温水进口连通，双路动力模块温水出口连接双温双效热泵放热侧进口。本系统热效率高、设备占用空间小，热回收综合能效比可以达到1:3以上，与采用电采暖相比，运行费用只有电采暖的1/4，长期运行环保节能的社会效益将十分显著。

Description

用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统

技术领域

本发明涉及一种城市公共设施废热利用系统，属于节能技术领域，尤其涉及用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统。

背景技术

在现行的地铁建设设计规范中，地铁地下车站可不设供暖，而只在地铁设备和管理用房设计局部供暖，但对于北方城市由于冬季温度较低，根据实测，以青岛地铁3号线的五四广场站为例统计，当室外温度0℃左右时，地铁站厅层温度在10～12℃左右，如天气温度将至0℃以下、加上冬季站厅出入口冷风过堂风等因素，人体感温度会更低，地铁运维职工的工作环境温度比较恶劣，也不利于保证安检、安保和服务人员等在站厅层长期值班员工的健康。

由于地铁地下空间有限，且造价较高，因此，地下地铁站点的电力通讯智能化通风排风消防管线，以及车辆牵引高底压动力设备管线均布置在狭小的的空间内，因没有热源、设计和安全等方面的原因，采用传统的供暖方式，如水暖、电暖方式均受限制而且运行费用高维护成本高，所以我国北方地区城市地铁站内均没有供暖设施。而与此同时，每个地铁地下站点两端，都有高低压动力设备、智能化交换机等机房，在运转中时刻散发热量，通常做法是夏季给设备房间空调制冷或采用通风的方式，将热量排到地上室外大气中。一方面站厅层需要供暖却没有热源，另一方面同处站厅层设备间却将热量排到大气中，未能进行有效的系统利用。

现有的废热利用系统结构和工艺复杂，设备体积和投资较大，不太适合在地铁地下站点进行利用。如中国专利(授权公告号CN 103017406B)公开了一种“建筑内环境热回收系统及其控制方法”，包括有设置于地下的地热源换热系统、设置于建筑物内用户侧内的热水利用设备和空调末端、第一水源热泵机组、第二水源热泵机组和多个控制阀。该发明能够将建筑物内部产生的冷凝废热、生活热水排放废热加以回收利用，由于系统采用地源热泵导致设备占用空间较大，废热回收后的介质温升有限，无法满足地铁站厅层的供暖利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，用于解决现有技术中的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，包括废热回收模块、双路动力模块、双温双效热泵、供暖模块，所述废热回收模块进水口与双温双效热泵吸热侧出口连通，废热回收模块出水口与双路动力模块低温水进口连通，所述废热回收模块用于将废热空气和低温水进行热交换以回收废热，双路动力模块低温水出口连通双温双效热泵吸热侧进口；所述双温双效热泵放热侧出口连接供暖模块进口，供暖模块出口与双路动力模块温水进口连通，双路动力模块温水出口连接双温双效热泵放热侧进口，所述供暖模块用于将温水与冷空气交换实现供暖。

为了实现本发明的目的，还可以采用如下技术方案：

如上所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，所述废热回收模块设有第一气水换热器，所述供暖模块为热水风幕或风机盘管。

如上所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，所述供暖模块为风机盘管和热水风幕并联构成。

如上所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，所述双路动力模块包括2套水泵，2套水泵分别配置有暂存水罐。

如上所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，所述废热回收模块进水口介质温度控制在5～7℃范围，其出水口介质温度控制在10～12℃范围。

如上所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，所述供暖模块进口介质温度控制在60～65℃范围，其出口介质温度控制在50～45℃范围.

如上所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，所述风机盘管或热水风幕提供的热风温度控制在43～48℃范围。

本发明的有益效果：

1、本发明将地铁地下动力设备低品位废热提升为可以供暖的高品位能源，进而利用少量电能即可以为动力设备降温，又可以为需要供暖的区域提供热源；系统采用高度集成设备的组合体，由废热回收模块、双路动力模块、双温双效热泵、供暖模块构成，将传统的冷热水循环泵、系统补水、配套阀门、配套仪表、控制柜等组件化零为整。

2、本系统热效率高、设备占用空间小，因而能较好的布置在地铁地下空间内。废热回收模块用于吸收地铁地下站点动力设备运行释放的废热并和低温水进行热交换，低温水吸热升温后经过双路动力模块和双温双效热泵被降温制成低温水循环，此时，释放的热量被双温双效热泵的放热侧吸收从而形成高温水，高温水送入供暖模块制成热水风幕或者经过风机盘管提供热。在回收热量再利用供热的过程中，热泵主机、动力模块、热量采集和散热均需要消耗部分电力，但由于系统的热回收综合能效比可以达到1:3，即利用1kw的电力可产生4kw的热量，与采用电采暖相比，运行费用只有电采暖的1/4，长期运行环保节能的社会效益将十分显著。

3、本系统采用设备模块化配置，占地面积仅为常规系统设计的1/5，节约了不必要的管道、降低了系统的阻力，从而用电量更少；设备集中化控制使得操作更简便；从整体上看该系统只有几个模块组成使用过程中检修更容易辨认，维护更方便。每个模块的功能强大又非常明确，便于更换调配，减少后期的维护成本。

4、本发明可以极大地改善北方地区地铁运维人员在冬季的工作环境，有利里保证职工的身体健康，改善地铁乘客的舒适度和满意度，提高工作人员的工作效率，如果条件适合，本装置也可给地面上的建筑物，如辅助用房、商业用房甚至居民供暖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。

图1是本发明的系统图；

附图标记：1-废热回收模块，2-双路动力模块，3-双温双效热泵，4-供暖模块，41-风机盘管，42-热水风幕，5-低温进水管，6-低温回水管，7-高温进水管，8-高温回水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，包括废热回收模块1、双路动力模块2、双温双效热泵3、供暖模块4，废热回收模块1进水口与双温双效热泵3吸热侧出口连通，其出水口与双路动力模块2低温水进口连通，废热回收模块1用于将废热空气和低温水进行热交换以回收废热；双路动力模块2低温水出口连通双温双效热泵3吸热侧进口；双温双效热泵3放热侧出口连接供暖模块4进口，供暖模块4出口与双路动力模块2温水进口连通，双路动力模块2温水出口连接双温双效热泵3放热侧进口，供暖模块4用于将温水与冷空气交换实现供暖。

具体而言，本实施例提供的一种用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，分为废热回收模块1、双路动力模块2、双温双效热泵、供暖模块4以及用于设备连接的管路。废热回收模块1、双路动力模块2、双温双效热泵、布置在地下站厅的机房内，供暖模块4安装在旅客出入口和职工值班岗位区域。

其中，废热回收模块1用于吸收地铁地下站点动力设备运行释放的废热并和低温水进行热交换，双温双效热泵3经过低温进水管道5给废热回收模块1送入低温水，低温水吸热和动力设备间废热进行热交换升温，再经过低温回水管道6送入双路动力模块2、双温双效热泵3被降温制成低温水循环，此时，释放的热量被双温双效热泵3的放热侧吸收从而形成高温水，高温水通过高温进水管7，送入供暖模块4制成热水风幕或者经过风机盘管41形成热风，高温水经过放热温度降低通过高温回水管8被依次经过双路动力模块2、双温双效热泵3形成循环。

如图1所示，本实施例中废热回收利用模块主要由空气处理机组构成，空气处理机组内的水盘管形成气水换热器，并从其进口送入由3双温双效热泵制备的5～7℃冷水，经由2双路动力模块2的冷侧输送至水盘管与机房排出的热风进行换热，冷水温度升高至10～12℃回到双温双效热泵的主机，然后再输送至水盘管，以此循环，将机房内废热全部或部分吸收。供暖模块4由热水风幕42和风机盘管41组成，由双温双效热泵制备60～65℃热水，经由双路动力模块2的热侧输送至旅客出入口水风幕或人员值班岗位区附近的风机盘管41，通过风机驱动吹出45℃的热风，逐步将旅客出入口和职工值班岗位的环境温度升高，同时热水温度降低到50～55℃回到主机，以此循环，达到给地铁站台层供暖的作用。

如图1所示，本实施例供暖模块4为风机盘管41和热水风幕42并联构成，也可以根据需要，只单独配置、安装热水风幕42、风机盘管41其中之一。

进一步的，为了提高系统的运用性能和热效率，该双路动力模块2设有2套水泵，2套水泵分别配置有暂存水罐。

本系统热效率高、设备布置紧凑，因而能较好的安装于地铁地下有限的空间内，利用地铁站内高低压动力设备产生的废热，通过本发明实现热能回收和利用，在冬季给地铁地下站厅层局部送热风节能供暖，通过提高环境温度改善地铁职工的工作条件。

本发明适用于我国长江以北的所有大型城市的地铁建设中，目前据不完全统计已有33个城市，其中位于北方城市的就有15个，这部分城市中如按照每个站点冬季回收利用200KWh的热量进行供暖计算，相当于每个冬季节省55吨标准煤，按照每个城市5条地铁线路，每条线路20个站点计算，每个城市冬季节省的热量折合5500吨标煤，因此本系统得到推广后，环保节能的社会效益将十分显著。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (7)

1.用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，其特征在于，包括废热回收模块、双路动力模块、双温双效热泵、供暖模块，所述废热回收模块进水口与双温双效热泵吸热侧出口连通，废热回收模块出水口与双路动力模块低温水进口连通，所述废热回收模块用于将废热空气和低温水进行热交换以回收废热，双路动力模块低温水出口连通双温双效热泵吸热侧进口；所述双温双效热泵放热侧出口连接供暖模块进口，供暖模块出口与双路动力模块温水进口连通，双路动力模块温水出口连接双温双效热泵放热侧进口，所述供暖模块用于将温水与冷空气交换实现供暖。

2.根据权利要求1所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，其特征在于，所述废热回收模块设有第一气水换热器，所述供暖模块为热水风幕或风机盘管。

3.根据权利要求1所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，其特征在于，所述供暖模块为风机盘管和热水风幕并联构成。

4.根据权利要求1所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，其特征在于，所述双路动力模块包括2套水泵，2套水泵分别配置有暂存水罐。

5.根据权利要求1所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，其特征在于，所述废热回收模块进水口介质温度控制在5～7℃范围，其出水口介质温度控制在10～12℃范围。

6.根据权利要求5所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，其特征在于，所述供暖模块进口介质温度控制在60～65℃范围，其出口介质温度控制在50～45℃范围。

7.根据权利要求3所述的用于地铁地下站点动力设备废热与热泵双效供暖利用系统，其特征在于，所述风机盘管或热水风幕提供的热风温度控制在43～48℃范围。