CN108061348A - 一种城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，包括新风井、排风井、蒸发冷凝机房、若干环控机房，所述蒸发冷凝机房包括分水器、集水器以及通过制冷管道依次相连形成制冷循环的压缩装置、蒸发冷凝装置、膨胀罐、换热装置，换热装置、分水器、环控机房、集水器通过换热管道依次相连形成换热循环，蒸发冷凝装置设置在新风井、排风井之间，新风井、排风井与室外相通。本发明可以取消地面冷却塔、优化空调系统的结构布置、管线布置，以适用于城市轨道交通设施的空间结构特点。
Description
技术领域
本发明涉及空调设备领域，尤其涉及一种城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统。
背景技术
传统的城市轨道空调系统采用“水冷冷水机组+冷却塔”系统，但是冷却塔需要放置在地面，占地面积大，土建投资巨大，而且地铁站多建设在城市人口密度较大的地段，冷却塔带来了严重的噪声污染、漂水问题和卫生隐患，破坏了城市景观，对城市轨道交通的可持续发展产生了不利的影响。为了改善冷却塔占地扰民的缺点，目前也出现了一些技术对其进行改进，如采用下沉式冷却塔，虽然下沉式冷却塔解决地面设置冷却塔的一系列问题，但又带来一些新的问题，如容易造成空气回流，影响散热效果，同时下沉式冷却塔需要设置较大的机房，增加占地面积及工程造价。
现有技术上采用的空调系统需要多个功能组件共同合作完成制冷功能，过多的功能组件没有集成一体，给空调系统的现场施工安装带来较大的工作量和工作难度。此外，由于空调系统多采用循环水管道，所以对管道内水质的要求较严格。若水中的钙、镁等离子过多，会导致水管内积累过多的水垢，难以清洁而且会堵塞管道。随着管道内水循环次数的增多，管道内滋生的细菌、霉菌会增多，造成管道内卫生情况恶劣。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），本发明提供了一种城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，可以取消地面冷却塔、优化空调系统的结构布置、管线布置，以适用于城市轨道交通设施的空间结构特点。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，包括新风井、排风井、蒸发冷凝机房、若干环控机房，所述蒸发冷凝机房包括分水器、集水器以及通过制冷管道依次相连形成制冷循环的压缩装置、蒸发冷凝装置、膨胀罐、换热装置，换热装置、分水器、环控机房、集水器通过换热管道依次相连形成换热循环，蒸发冷凝装置设置在新风井、排风井之间，新风井、排风井与室外相通。
由于城市轨道交通设施中一般设有多个独立的需要调节空气的空间，所以需要对应设置若干的环控机房，分别对各个独立空间进行空气调节。为了实现一个蒸发冷凝机房同时为多个环控机房供冷，在蒸发冷凝机房中设置分水器、集水器。当水与换热装置换热变成低温状态后，通过分水器分成若干分路，使低温水沿着分路流向各个环控机房，从而为各个环控机房带来冷量；低温水将冷量传递给环控机房后变成高温状态，再通过集水器将若干分路汇合一起，使从多个分路回流的高温水一起流向换热装置，继续与换热装置进行换热。通过分水器、集水器的设置可以适应城市轨道交通设施的空间结构特点，优化换热管道的布置。
从新风井进来的相对干冷的空气通过蒸发冷凝装置，与蒸发冷凝装置进行换热后变成相对湿热的空气，从排风井排出室外。通过新风井、排风井所构建的利用空气流动的散热方式，解决了地面设置冷却塔所带来的征地难、噪声污染、影响城市景观等一系列问题，结构简单，降低工程造价。
优选地，可以设置多个换热装置，从而方便换热管道的布置。
进一步地，所述环控机房内设有小系统空气处理机组和/或大系统空气处理机组，换热装置、分水器、小系统空气处理机组、集水器通过换热管道依次相连形成小系统换热循环，换热装置、分水器、大系统空气处理机组、集水器通过换热管道依次相连形成大系统换热循环，依次连接分水器、小系统空气处理机组、集水器的换热管道管径较小，依次连接分水器、大系统空气处理机组、集水器的换热管道管径较大。
上述的“小系统空气处理机组”、“大系统空气处理机组”中的小和大是基于环控机房内多套空气处理机组相比较而言的。
城市轨道交通设施中设有不同大小的空间场所，与换热装置换热后变成低温状态的水通过分水器分成若干分路，由于小系统空气处理机组所需要的冷量相对大系统空气处理机组的小，所以通向小系统空气处理机组的分路水流量较小，通向大系统空气处理机组的分路水流量较大，可以分别适用于小空间场所和大空间场所，避免能源浪费。
优选地，所述小系统空气处理机组和/或大系统空气处理机组还与排水沟连接，当换热循环中的水变得脏时，可以通过排水沟将脏的水排走，再通过补水管道补入干净的水。
进一步地，所述蒸发冷凝装置与排风井之间设有静压箱。
当从新风井进来的空气通过蒸发冷凝装置换热后，再通过静压箱，不仅可以避免对城市环境的噪声污染，还可以获得均匀的静压出风，减少动压损失，
进一步地，所述蒸发冷凝装置与排风井之间设有消声器。
当从新风井进来的空气通过蒸发冷凝装置换热后，再通过消声器，可以有效地阻止或减弱声能向外传播，避免对城市环境的噪声污染。
进一步地，所述换热管道上设有全程水处理装置。
全程水处理装置对水质综合优化处理，具有防垢、防腐、杀菌、灭藻、超净过滤功能。随着换热管道内的水循环次数的增多，管道内滋生的细菌、霉菌会增多，造成管道内卫生情况恶劣，严重影响城市轨道设施内空间环境的卫生，因此需要在换热管道上设置全程水处理装置。
进一步地，所述换热管道上连接有补水管道。
随着换热管道内的水循环次数的增多，水量会因挥发、消耗而逐渐减少。为了避免换热循环中循环用的水量过少，影响换热效率，需要设置补水管道，及时对换热循环补充循环用的水。
进一步地，所述补水管道上设有软化水处理装置。
为了避免在管道中积累水垢，需要在补水管道上设置软化水处理装置，降低水硬度，主要去除水中的钙、镁离子等容易积累成水垢的成分。
进一步地，所述换热管道上设有主用水泵、备用水泵，所述主用水泵、备用水泵、膨胀罐、补水管道的两个或多个集成在水力模块中。
在换热管道上设置主用水泵，可以为换热循环提供循环动力。在设置主用水泵的基础上，再增设备用水泵，可以在主用水泵故障的情况下，仍然可以启用备用水泵保证换热循环的正常运作。
将主用水泵、备用水泵、膨胀罐、补水管道的两个或多个集成为水力模块，可以简化现场工程安装量，缩短了工程安装周期。
进一步地，所述蒸发冷凝装置设有强排风机。
强排风机可以加速从新风井进入的空气快速地通过蒸发冷凝装置，再从排风井排出室外，从而提高蒸发冷凝装置的散热效率。
进一步地，所述蒸发冷凝装置与新风井相连处设有电动进风风阀，所述蒸发冷凝装置与排风井相连处设有电动排风风阀。
通过电动进风风阀、电动排风风阀可以方便、灵活地控制新风井内空气的排入和排风井内空气的排出。
优选地，电动进风风阀和电动排风风阀是联动控制的。制冷循环在运作时，电动进风风阀和电动排风风阀一起开启；制冷循环在停止运行时，电动进风风阀和电动排风风阀一起关闭。
优选地，蒸发冷凝装置与排风井相连处还设有防火阀，在火灾发生时具有阻火隔烟的作用。
与现有技术相比，本发明提供一种城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其有益效果为：
（1）取消了地面设置的冷却塔，彻底解决了由于地面设置冷却塔所带来的征地难、噪声污染、影响城市景观等一系列问题；
（2）取消了冷却水系统，由于少了冷却水泵，大大降低了整个空调系统的运行能耗，另外，集成冷冻站式蒸发冷凝机组直接取代原来的冷却塔、冷水机组，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；
（3）蒸发冷凝机组内部集成了水力模块，简化了现场工程安装量，缩短了工程安装周期；
（4）增加了软化水处理装置和全程水处理装置对水质进行严格把控，大大减少了管道维护和换新的成本。
附图说明
图1是本发明实施例的结构平面图。
图2是本发明实施例的结构立面图。
图3是本发明实施例的工作原理图。
说明：1.新风井；2.排风井；3. 蒸发冷凝机房；4.环控机房；5.静压箱；6.消声器；7.电动进风风阀；8.电动排风风阀；9.防火阀；31.分水器；32.集水器；33.全程水处理装置；34.补水管道；35.软化水处理装置；36.强排风机；37.换热装置；41. 小系统空气处理机组；42. 大系统空气处理机组。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要理解的是，此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例
如图1~图3所示，一种城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，包括新风井1、排风井2、蒸发冷凝机房3、若干环控机房4，所述蒸发冷凝机房3包括分水器31、集水器32以及通过制冷管道依次相连形成制冷循环的压缩装置、蒸发冷凝装置、膨胀罐、换热装置37，换热装置37、分水器31、环控机房4、集水器32通过换热管道依次相连形成换热循环，蒸发冷凝装置设置在新风井1、排风井2之间，新风井1、排风井2与室外相通。
由于城市轨道交通设施中一般设有多个独立的需要调节空气的空间，所以需要对应设置若干的环控机房4，分别对各个独立空间进行空气调节。为了实现一个蒸发冷凝机房3同时为多个环控机房4供冷，在蒸发冷凝机房3中设置分水器31、集水器32。当水与换热装置37换热变成低温状态后，通过分水器31分成若干分路，使低温水沿着分路流向各个环控机房4，从而为各个环控机房4带来冷量；低温水将冷量传递给环控机房4后变成高温状态，再通过集水器32将若干分路汇合一起，使从多个分路回流的高温水一起流向换热装置37，继续与换热装置37进行换热。通过分水器31、集水器32的设置可以适应城市轨道交通设施的空间结构特点，优化换热管道的布置。
从新风井1进来的相对干冷的空气通过蒸发冷凝装置，与蒸发冷凝装置进行换热后变成相对湿热的空气，从排风井2排出室外。通过新风井1、排风井2所构建的利用空气流动的散热方式，解决了地面设置冷却塔所带来的征地难、噪声污染、影响城市景观等一系列问题，结构简单，降低工程造价。
优选地，可以设置多个换热装置37，从而方便换热管道的布置。
进一步地，所述环控机房4内设有小系统空气处理机组41和/或大系统空气处理机组42，换热装置37、分水器31、小系统空气处理机组41、集水器32通过换热管道依次相连形成小系统换热循环，换热装置37、分水器31、大系统空气处理机组42、集水器32通过换热管道依次相连形成大系统换热循环，依次连接分水器31、小系统空气处理机组41、集水器32的换热管道管径较小，依次连接分水器31、大系统空气处理机组42、集水器32的换热管道管径较大。
上述的“小系统空气处理机组41”、“大系统空气处理机组42”中的小和大是基于环控机房4内多套空气处理机组相比较而言的。
城市轨道交通设施中设有不同大小的空间场所，与换热装置37换热后变成低温状态的水通过分水器31分成若干分路，由于小系统空气处理机组41所需要的冷量相对大系统空气处理机组42的小，所以通向小系统空气处理机组41的分路水流量较小，通向大系统空气处理机组42的分路水流量较大，可以分别适用于小空间场所和大空间场所，避免能源浪费。
进一步地，所述蒸发冷凝装置与排风井2之间设有静压箱5。
当从新风井1进来的空气通过蒸发冷凝装置换热后，再通过静压箱5，不仅可以避免对城市环境的噪声污染，还可以获得均匀的静压出风，减少动压损失，
进一步地，所述蒸发冷凝装置与排风井2之间设有消声器6。
当从新风井1进来的空气通过蒸发冷凝装置换热后，再通过消声器6，可以有效地阻止或减弱声能向外传播，避免对城市环境的噪声污染。
进一步地，所述换热管道上设有全程水处理装置33。
全程水处理装置33对水质综合优化处理，具有防垢、防腐、杀菌、灭藻、超净过滤功能。随着换热管道内的水循环次数的增多，管道内滋生的细菌、霉菌会增多，造成管道内卫生情况恶劣，严重影响城市轨道设施内空间环境的卫生，因此需要在换热管道上设置全程水处理装置33。
进一步地，所述换热管道上连接有补水管道34。
随着换热管道内的水循环次数的增多，水量会因挥发、消耗而逐渐减少。为了避免换热循环中循环用的水量过少，影响换热效率，需要设置补水管道34，及时对换热循环补充循环用的水。
优选地，所述小系统空气处理机组41和/或大系统空气处理机组42还与排水沟连接，当换热循环中的水变得脏时，可以通过排水沟将脏的水排走，再通过补水管道34补入干净的水。
进一步地，所述补水管道34上设有软化水处理装置35。
为了避免在管道中积累水垢，需要在补水管道34上设置软化水处理装置35，降低水硬度，主要去除水中的钙、镁离子等容易积累成水垢的成分。
进一步地，所述换热管道上设有主用水泵、备用水泵，所述主用水泵、备用水泵、膨胀罐、补水管道34的两个或多个集成在水力模块中。
在换热管道上设置主用水泵，可以为换热循环提供循环动力。在设置主用水泵的基础上，再增设备用水泵，可以在主用水泵故障的情况下，仍然可以启用备用水泵保证换热循环的正常运作。
将主用水泵、备用水泵、膨胀罐、补水管道34的两个或多个集成为水力模块，可以简化现场工程安装量，缩短了工程安装周期。
进一步地，所述蒸发冷凝装置设有强排风机36。
强排风机36可以加速从新风井1进入的空气快速地通过蒸发冷凝装置，再从排风井2排出室外，从而提高蒸发冷凝装置的散热效率。
进一步地，所述蒸发冷凝装置与新风井1相连处设有电动进风风阀7，所述蒸发冷凝装置与排风井2相连处设有电动排风风阀8。
通过电动进风风阀7、电动排风风阀8可以方便、灵活地控制新风井1内空气的排入和排风井2内空气的排出。
优选地，电动进风风阀7和电动排风风阀8是联动控制的。制冷循环在运作时，电动进风风阀7和电动排风风阀8一起开启；制冷循环在停止运行时，电动进风风阀7和电动排风风阀8一起关闭。
优选地，蒸发冷凝装置与排风井2相连处还设有防火阀9，在火灾发生时具有阻火隔烟的作用。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，包括新风井（1）、排风井（2）、蒸发冷凝机房（3）、若干环控机房（4），其特征在于，所述蒸发冷凝机房（3）包括分水器（31）、集水器（32）以及通过制冷管道依次相连形成制冷循环的压缩装置、蒸发冷凝装置、膨胀罐、换热装置（37），换热装置（37）、分水器（31）、环控机房（4）、集水器（32）通过换热管道依次相连形成换热循环，蒸发冷凝装置设置在新风井（1）、排风井（2）之间，新风井（1）、排风井（2）与室外相通。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述环控机房（4）内设有小系统空气处理机组（41）和/或大系统空气处理机组（42），换热装置（37）、分水器（31）、小系统空气处理机组（41）、集水器（32）通过换热管道依次相连形成小系统换热循环，换热装置（37）、分水器（31）、大系统空气处理机组（42）、集水器（32）通过换热管道依次相连形成大系统换热循环，依次连接分水器（31）、小系统空气处理机组（41）、集水器（32）的换热管道管径较小，依次连接分水器（31）、大系统空气处理机组（42）、集水器（32）的换热管道管径较大。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述蒸发冷凝装置与排风井（2）之间设有静压箱（5）。
4.根据权利要求1所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述蒸发冷凝装置与排风井（2）之间设有消声器（6）。
5.根据权利要求1任一项所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述换热管道上设有全程水处理装置（33）。
6.根据权利要求1所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述换热管道上连接有补水管道（34）。
7.根据权利要求6所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述补水管道（34）上设有软化水处理装置（35）。
8.根据权利要求6所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述换热管道上设有主用水泵、备用水泵，所述主用水泵、备用水泵、膨胀罐、补水管道的两个或多个集成在水力模块中。
9.根据权利要求1所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述蒸发冷凝装置设有强排风机（36）。
10.根据权利要求1-9任一项所述的城市轨道交通用集成冷冻站式蒸发冷凝空调系统，其特征在于，所述蒸发冷凝装置与新风井（1）相连处设有电动进风风阀（7），所述蒸发冷凝装置与排风井（2）相连处设有电动排风风阀（8）。
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