CN110986197A - 一种适用于地铁车站用房的热回收型vrv空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统，包括控制系统、VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统以及管道系统，所述管道系统受所述控制系统的控制，将所述VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统连通起来并进行热量交换。本发明提高了地铁空调系统的调节能力并降低了系统的能源消耗，提高了其综合能效，降低运营成本。

Description

一种适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统
技术领域
本发明涉及地铁车站空调系统技术领域，尤其是涉及一种适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统。
背景技术
目前，地铁作为一种快速便捷的交通方式，在我国大中型城市如北京、上海、天津、广州、深圳、武汉、成都、宁波等都得到了积极的使用，在一定程度上为城市的迅速发展缓解了交通拥堵的问题。但是地铁车站空间相对封闭，地铁车站的日常运行管理需要消耗大量的能源，设备（如通信设备、电气电力设备等）运行也会产生大量的热量，因此如何通过空调系统根据工况对地铁车站进行散热补热调节的同时降低地铁系统的能源消耗，减少运营成本，成为研究地铁系统节能技术的关键。
现有的地铁站点设备及管理用房空调系统多为常规空调系统，其采用螺杆式冷水机组作为冷源的中央空调，调节能力差、系统综合能效低，且室外机设置困难；另外，常规空调系统冬季普遍不能制热，还需辅助单独的采暖系统才能对管理用房供暖，增加系统的复杂性和运营成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统，旨在提高地铁车站用房空调系统的调节能力并降低其能耗。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
提供一种适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统，包括控制系统、VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统以及管道系统，所述管道系统受所述控制系统的控制，将所述VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统连通起来并进行热量交换。
通过采用上述技术方案，采用管道系统将VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统连通起来并在控制系统的控制下，调节各系统进行热量交换，实现热量回收利用，提高了空调系统的调节能力。
本发明进一步设置为：所述VRV空调制冷系统包括水冷多联式设备用房精密空调外机和内机、水冷多联式管理用房空调外机和内机、冷却塔。
通过采用上述技术方案，采用水冷多联式空调和冷却塔，使得VRV空调制冷系统的调节能力更灵活，制冷效果更好。
本发明进一步设置为：所述水冷多联式设备用房精密空调外机和所述水冷多联式管理用房空调外机安装在制冷机房内，所述水冷多联式设备用房精密空调内机安装于设备用房，所述水冷多联式管理用房空调内机安装于管理用房，所述冷却塔设置于所述制冷机房外。
通过采用上述技术方案，将水冷多联式的空调外机集中设置于制冷机房内、内机设置于对应的房间，解决了空调外机设置困难及噪音问题。
本发明进一步设置为：所述管道系统包括进水管道和出水管道，所述进水管道设置于所述冷却塔的出水口和所述制冷机房的入水口之间，所述出水管道设置于所述冷却塔的入水口和所述制冷机房的出水口之间。
通过采用上述技术方案，使用管道系统的进水管道和出水管道将冷却塔和制冷机房连通起来形成一个水循环系统，进而实现热量的交换。
本发明进一步设置为：所述制热系统包括风冷热泵机组，设置于所述制冷机房外并与所述制冷机房相连通于所述进水管道的两端，用于在冬季工况通过所述进水管道向所述管理用房供热。
通过采用上述技术方案，将所述风冷热泵机组与所述制冷机房相连通于所述进水管道的两端，可便于在冬季工况下通过所述进水管道向与所述制冷机房相连通的管理用房供热。
本发明进一步设置为：所述通风系统包括水冷空调新风机组，设置于所述制冷机房内并与所述管理用房相连通，用于向所述管理用房通风。
通过采用上述技术方案，将所述水冷空调新风机组设置于所述制冷机房内并与所述管理用房相连通，可便于对所述水冷空调新风机组降温且实现向所述管理用房通风。
本发明进一步设置为：所述VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统产生在运行时产生的热量通过所述管道系统的出水管道回收到所述冷却塔进行冷却，或通过所述进水管道供给所述管理用房使用。
通过采用上述技术方案，将VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统运行时产生的热量通过所述管道系统的出水管道回收到所述冷却塔或供给所述管理用房使用，可实现热量回收利用，节约能源。
本发明进一步设置为：所述管道系统还包括三通阀、水泵以及定压装置，所述三通阀设置于所述冷却塔出口、风冷热泵机组出口以及所述制冷机房进口的交汇处。
通过采用上述技术方案，管道系统上设置三通阀、水泵和定压装置，可以方便实现对管道系统的切换、管道内部水温水压的调节；将三通阀设置于所述冷却塔出口、风冷热泵机组出口以及所述制冷机房进口的交汇处，能够通过控制三通阀实现对制冷机房供热和供冷的切换。
本发明进一步设置为：所述水冷多联式设备用房精密空调外机和内机之间通过冷媒管相连通，所述水冷多联式管理用房空调外机和内机之间通过冷媒管相连通。
通过采用上述技术方案，采用冷媒管将空调外机与内机相连通，形成一个循环制冷环路，便于空调内外机进行热量交换。
本发明进一步设置为：所述控制系统获取所述管道系统的水温数据和/或水压数据，并根据所述水温数据和/或水压数据控制所述管道系统的三通阀和/或定压装置，对所述管道系统的水温和/或水压进行调节。
通过采用上述技术方案，通过控制系统获取管道系统的水温数据和/或水压数据并控制管道系统的三通阀和/或定压装置，可实现对所述管道系统的温度和/或压力的自动化监测、调节，提高了系统的调节能力。
综上所述，本发明的有益技术效果为：本发明提供的适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统，使用水冷多联式VRV空调并通过管道系统连通系统的各个部分，然后控制三通阀在不同的工况下切换风冷热泵机组和冷却塔，以对管道系统中的水进行加热或冷却及热回收，提高了地铁空调系统的调节能力并降低了系统的能源消耗，提高了其综合能效，降低运营成本。
附图说明
图1是本发明的一种适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统统结构示意图。
图中，1、水冷多联式设备用房精密空调外机；2、水冷多联式设备用房精密空调内机；3、水冷多联式管理用房空调外机；4、水冷多联式管理用房空调内机；5、水冷空调新风机组；6、风冷热泵机组；7、冷却塔；8、水泵；9、定压装置；10、三通阀；11、冷媒管；121、进水管道；122、出水管道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，图1 为本发明公开的适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统的结构示意图，该空调系统包括控制系统、VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统以及管道系统，所述管道系统受所述控制系统的控制，将所述VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统连通起来并进行热量交换。其中，VRV（Variable Refrigerant Volume）空调制冷系统，即变制冷剂流量多联式空调系统（简称多联机），是通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时满足室内冷、热负荷要求的直接蒸发式制冷系统，一般由室外机、室内机和冷媒配管三部分组成；一台室外机通过冷媒配管可以连接到多台室内机，并根据室内机反馈的信号，控制其向室内机输送的制冷剂流量和状态，从而实现不同空间的冷热输出要求。
在本实施例中，上述VRV空调制冷系统包括水冷多联式设备用房精密空调外机1和内机2、水冷多联式管理用房空调外机3和内机4、冷却塔7；地铁车站的设备用房包括地铁车站的电力设备（如变电所等）、通信设备（如信号收发站）等用房，管理用房为车站管理人员工作用房。上述水冷多联式设备用房精密空调外机1和水冷多联式管理用房空调外机3安装在地铁车站的制冷机房内，水冷多联式设备用房精密空调内机2安装于设备用房，水冷多联式管理用房空调内机4安装于管理用房，上述冷却塔7设置于上述地铁车站的制冷机房外。水冷多联式设备用房精密空调外机1和内机2之间通过冷媒管11相连通，水冷多联式管理用房空调外机3和内机4之间通过冷媒管11相连通。冷媒管是指在制冷空调系统中，制冷剂（如氟利昂）流经的连接换热器、阀门、压缩机等主要制冷部件的管路，通常采用铜管，其作用是将上述水冷多联式空调内机与水冷多联式空调外机连接成一个循环制冷环路，有着房间室内外热量交换的热量承载功能。
其中，水冷多联式设备用房精密空调外机1和内机2服务于地铁车站设备用房，需常年制冷，主要服务房间的温度要求为：通信、信号、监控设备室等弱电房间27℃左右，变电所电力设备36℃左右；该水冷多联式设备用房由一台或数台室外机连接数台不同或相同型式、容量的直接蒸发式室内机构成的单一VRV制冷循环系统，室外机采用水冷式换热装置，它可以向一个或数个区域直接提供处理后的空气，是具备大风量、小焓差功能的工业级机房专用水冷式VRV精密空调，满足地铁车站设备用房全年24小时不间断运行要求以及温度的精细调节控制。水冷多联式管理用房空调外机3和内机4是一种室外侧配备有水冷式换热装置的多联空调机组，它服务于地铁管理用房，夏季制冷、冬季制热，主要服务房间的温度要求为：夏季26～28℃、冬季18～22℃，可同时满足管理用房夏季及冬季的空调需求。相比于常规空调系统，本实施例的空调系统使用水冷多联式VRV空调，可以提高地铁车站设备用房和管理用房空调的调节能力，并通过管道系统将空调产生的热量回收利用，使得系统的综合能耗降低，且将水冷多联式VRV空调的多台室外机连接和集中放置，解决了分散式空调系统室外机安装设置困难的问题。
上述管道系统包括进水管道121和出水管道122，进水管道121设置于上述冷却塔7的出水口和上述制冷机房的入水口之间并延续到制冷机房内的各个水冷多联式空调为其供水；出水管道122设置于冷却塔7的入水口和制冷机房的出水口之间，供制冷机房内的各个水冷多联式空调排水。上述制热系统包括风冷热泵机组6，设置于上述制冷机房外并与制冷机房相连通于进水管道121的两端，用于在冬季工况通过进水管道121向上述管理用房供热。通风系统包括水冷空调新风机组5，水冷空调新风机组5设置于上述制冷机房内并与上述管理用房相连通，用于向上述管理用房通风，为有人员停留的房间提供新风，夏季可制冷风、冬季可制热风。
此外，管道系统还包括三通阀10、定压装置9以及水泵8。三通阀10设置于上述冷却塔7的出口、风冷热泵机组6的出口以及上述制冷机房进口的交汇处，并配合进水管道121将三者连通起来。水泵8和定压装置9可用来调节控制管道系统的水量和水压，保证系统的安全运行。进一步的，上述管道系统的进水管道和出水管道内设置有温度传感器和压力传感器，用来检测管道内的水温水压数据，然后上传到上述控制系统进行监测；该控制系统可以是计算机等电子设备，也可以是其它可进行自动控制的电气设备如PLC控制柜等，可设置于管理用房内，通过有线或无线的方式与上述三通阀、定压装置、传感器等进行通信。上述控制系统根据水温数据和/或水压数据，控制上述管道系统的三通阀的切换和/或定压装置的压力设置，从而实现对所述管道系统的水温和/或水压进行调节。
在本实施例中，冬季工况下，上述水冷多联式设备用房精密空调制冷，向管道系统的出水管道122释放热量Q1；上述水冷多联式管理用房空调及水冷空调新风机组均为制热运行，并从出水管道122获得热量Q2。当Q1＞Q2，出水管道122温度不断升高，并通过设置于出水管道122内的温度传感器采集温度数据后上传到上述控制系统，当控制系统接收到的出水管道122内的温度数据超过设定的经济温度时（如30℃），运行上述闭式冷却塔7，对出水管道122内的水进行冷却，同时控制系统控制三通阀10，将供水方向设置为闭式冷却塔7向进水管道121供水，从而将冷却塔7冷却后的水输出到上述制冷机房内给相应的水冷多联式空调使用，实现对空调系统进行降温；当Q1＜Q2时，出水管道122温度不断降低，当控制系统接收到的出水管道122内的温度数据下降到设定的经济温度时（如15℃），开启上述风冷热泵机组6制热运行，同时上述控制系统控制三通阀10，切换供水方向，使风冷热泵机组6向管道系统的进水管道121供热水，从而实现对空调系统补充热量。常规的风冷热泵机组6进/出水温度为45/40℃，出水温度的降低，可大大提高风冷热泵机组6的效率，提高机组运行的可靠性。
上述VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统产生在运行时产生的热量通过上述管道系统的出水管道122回收到冷却塔7，还可以通过进水管道121供给上述管理用房使用，实现热量回收利用，节约了能源。
继续参照图1，本发明提供的地铁站点的热回收空调系统的工作原理为：通过管道系统将水冷多联式设备用房精密空调外机1、水冷多联式设备用房精密空调内机2、水冷多联管理用房空调外机3、水冷多联管理用房空调内机4、水冷空调新风机组5相连，通过控制系统控制水泵8、定压装置9调节管道系统的水量水压，以及控制三通阀10切换闭式冷却塔7和风冷热泵机组6并通过上述管道系统进行冷热水的供给，从而对整个系统进行散热和补热。
夏季，服务于设备用房的水冷多联式设备用房精密空调外机1和内机2、服务于管理用房的水冷多联管理用房空调外机3和内机4、以及水冷空调新风机组5均为制冷工况运行，同时向出水管道122释放产生的热量；在定压装置9的管道压力设定下，通过水泵8驱动出水管道122中的热水以设定的水压到达闭式冷却塔7，利用冷却塔7对热水进行冷却并向室外散热，然后再将冷却后的水通过三通阀10输入管道系统的进水管道121，再供给上述制冷机房的设备使用，此时三通阀10的水流流向为A至C。
冬季，服务于设备用房的水冷多联式设备用房精密空调外机1和内机2为制冷工况，向出水管道122环路放热；同时，服务于管理用房的水冷多联管理用房空调外机3和内机4、以及水冷热泵空调新风机组5为制热工况，通过吸收出水管道122释放的热量向管理房间供热，热量得到回收利用从而可以降低地铁系统的能源消耗。进一步的，当出水管道122的出水温度低于设定的经济温度时（如15℃），上述风冷热泵机组6制热运行，并通过控制系统控制三通阀10，切换水流流向为B至C，从而向管道系统的进水管道121供热，然后供给管理用房使用。
通过控制系统控制三通阀10切换风冷热泵机组6和闭式冷却塔7，对车站制冷机房、设备用房及管理用房内的设备排到管道系统中的水进行加热或冷却，以及控制水泵8、定压装置9调节管道系统的水量水压，从而维持整个空调系统的平衡，且采用VRV空调增加了系统的调节能力，系统结构简单可靠，可以减少系统的运营成本。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于地铁车站用房的热回收型VRV空调系统，其特征在于，包括：控制系统、VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统以及管道系统，所述管道系统受所述控制系统的控制，将所述VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统连通起来并进行热量交换。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述VRV空调制冷系统包括水冷多联式设备用房精密空调外机和内机、水冷多联式管理用房空调外机和内机、冷却塔。
3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述水冷多联式设备用房精密空调外机和所述水冷多联式管理用房空调外机安装在制冷机房内，所述水冷多联式设备用房精密空调内机安装于设备用房，所述水冷多联式管理用房空调内机安装于管理用房，所述冷却塔设置于所述制冷机房外。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述管道系统包括进水管道和出水管道，所述进水管道设置于所述冷却塔的出水口和所述制冷机房的入水口之间，所述出水管道设置于所述冷却塔的入水口和所述制冷机房的出水口之间。
5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述制热系统包括风冷热泵机组，设置于所述制冷机房外并与所述制冷机房相连通于所述进水管道的两端，用于在冬季工况通过所述进水管道向所述管理用房供热。
6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述通风系统包括水冷空调新风机组，设置于所述制冷机房内并与所述管理用房相连通，用于向所述管理用房通风。
7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述VRV空调制冷系统、制热系统、通风系统产生在运行时产生的热量通过所述管道系统的出水管道回收到所述冷却塔进行冷却，或通过所述进水管道供给所述管理用房使用。
8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，所述管道系统还包括三通阀、水泵以及定压装置，所述三通阀设置于所述冷却塔出口、风冷热泵机组出口以及所述制冷机房进口的交汇处。
9.根据权利要求8所述的空调系统，其特征在于，所述水冷多联式设备用房精密空调外机和内机之间通过冷媒管相连通，所述水冷多联式管理用房空调外机和内机之间通过冷媒管相连通。
10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，所述控制系统获取所述管道系统的水温数据和/或水压数据，并根据所述水温数据和/或水压数据控制所述管道系统的三通阀和/或定压装置，对所述管道系统的水温和/或水压进行调节。
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