CN112503651A - 水电站廊道用新风除湿干燥系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水电站廊道用新风除湿干燥系统及其控制方法，所述水电站廊道包括主廊道和若干分廊道，所述分廊道与主廊道之间纵横交叉设置，所述系统包括新风预处理机组和射流除湿机组，所述新风预处理机组设于所述主廊道的取风口处，所述射流除湿机组设于各个分廊道内。本发明解决了水电站廊道内新风带入湿负荷和分布不均匀的问题。此系统采用新风预处理机组和射流除湿机组的联合利用，分别对新风和廊道湿负荷独立处理，并利用射流除湿机组的射流风口的贴壁射流距离，让新风均匀分布于整个廊道空间之内，解决稀释盲区的问题。

Description

水电站廊道用新风除湿干燥系统及其控制方法
技术领域
本发明公开了一种水电站廊道用新风除湿干燥系统及其控制方法，属于水电站廊道除湿干燥领域。
背景技术
为缓解能源危机，世界各国大力倡导并积极开发利用水资源，水电站是水能资源利用的集中体现，发展前景广阔。水电站廊道内的环境除了空气湿度大以外，还含有少量的易燃易爆气体，因此为保证工艺设备的正常稳定运行和使用寿命，水电站廊道内的湿度控制及空气污染源的处理已成为亟待解决的问题。
当前水电站廊道主要是应用水电站坝体的蓄放热特性使新风直接进入廊道，利用水电站坝体的壁面给新风降温，从而对廊道空气进行降温处理；另外，廊道内部有易燃易爆气体，而普通除湿机无法适用于易燃易爆气体的场合，因此无法在廊道内增加普通除湿机。
因此，现有方式虽然节能效果优异，但实际应用仍存在2个急需解决的问题：(1)由于地下的密闭性和壁面的持续散湿特性，导致廊道内全年湿度大，尤其是夏秋季节，新风也带入湿负荷，廊道壁面凝露严重，加剧设备腐蚀；(2)新风分布不均匀，导致廊道内部局部污染源浓度偏高。
发明内容
本发明提供了一种水电站廊道用新风除湿干燥系统及其控制方法，用于解决水电站廊道内新风带入湿负荷和分布不均匀的问题。
本发明一方面涉及一种水电站廊道用新风除湿干燥系统，所述水电站廊道包括主廊道和若干分廊道，所述分廊道与主廊道之间纵横交叉设置，所述系统包括新风预处理机组和射流除湿机组，所述新风预处理机组设于所述主廊道的取风口处，所述射流除湿机组设于各个分廊道内，
所述新风预处理机组包括第一过滤器、表冷器、第一制冷系统、回热器和第一送风机，该新风预处理机组从取风口吸入新风，依次经过所述第一过滤器、表冷器、第一制冷系统和回热器后，由第一送风机送入所述主廊道内；
所述射流除湿机组包括第二过滤器、第二制冷系统、第二送风机和射流风口，该射流除湿机组从所述主廊道内吸入新风，依次经过所述第二过滤器和第二制冷系统后，由第二送风机送入所述射流风口喷出至所述分廊道内。
进一步地，所述射流风口设置为可旋转，通过旋转所述射流风口使新风均匀分布于所述分廊道内。
进一步地，所述第一制冷系统包括第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器、第一干燥过滤器和第一膨胀阀，所述第一蒸发器的进水口连接所述第一膨胀阀，所述第一蒸发器的出水口连接所述第一压缩机，所述第一冷凝器的出水端连接所述第一干燥过滤器，所述第一干燥过滤器连至所述第一膨胀阀，所述第一冷凝器的入水端连接所述第一压缩机，所述第一冷凝器的冷却水由水电站的水库供给。
进一步地，所述第二制冷系统包括第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器、第二干燥过滤器和第二膨胀阀，所述第二蒸发器的进水口连接所述第二膨胀阀，所述第二蒸发器的出水口连接所述第二压缩机，所述第二冷凝器的出水端连接所述第二干燥过滤器，所述第二干燥过滤器连至所述第二膨胀阀，所述第二冷凝器的入水端连接所述第二压缩机，所述第二冷凝器的冷却水由廊道内地下水供给。
进一步地，所述第一送风机的出风口连接有风管，通过所述风管将新风送至各分廊道与主廊道交叉处；或者，所述第一送风机的出风口直接将新风吹入主廊道，通过开启所述射流除湿机组在分廊道与主廊道之间形成空气流动用于传递新风。
进一步地，所述表冷器的冷却水由水电站的水库供给；所述回热器的加热水由水电站的水库供给。
本发明另一方面涉及一种水电站廊道用新风除湿干燥系统的控制方法，采用如上所述的系统，所述方法包括：
控制新风预处理机组处理新风送入主廊道内，控制射流除湿机组处理主廊道内风送入分廊道内；
检测新风预处理机组吸入的新风的焓值，检测射流除湿机组吸入的主廊道内风的焓值，若新风的焓值≥主廊道内风的焓值，所述新风预处理机组开启表冷器和/或第一制冷系统对新风进行降温除湿；
检测第一蒸发器的出风温度，检测廊道露点的温度，若第一蒸发器的出风温度＜廊道露点的温度，所述新风预处理机组开启回热器；
检测分廊道内相对湿度或廊道露点的湿度，若分廊道内相对湿度或廊道露点的湿度≥设定湿度值，所述射流除湿机组开启第二制冷系统。
进一步地，所述新风预处理机组开启表冷器和/或第一制冷系统采用的控制方法为：
若吸入的新风的温度≥表冷器使用的冷却水的温度，则开启表冷器和第一制冷系统；
若吸入的新风的温＜表冷器使用的冷却水的温度，则关闭表冷器，并开启第一制冷系统。
进一步地，所述新风预处理机组采用风管将新风送至各分廊道与主廊道交叉处，所述风管设置风阀，风阀前后设置压力传感器，依据风阀前后压差控制风阀开度。
进一步地，所述新风预处理机组处理的新风直接排入主廊道内，各分廊道通过检测廊道内污染物浓度控制对应射流除湿机组的风门开度。
本发明的有益效果如下：
本发明的水电站廊道用新风除湿干燥系统，采用新风预处理机组和射流除湿机组的联合利用，分别对新风和廊道湿负荷独立处理，并利用射流除湿机组的射流风口的贴壁射流距离，让新风均匀分布于整个廊道空间之内，解决稀释盲区的问题。
本发明的新风预处理机组具备水库水降温除湿和制冷除湿的双重除湿功能，其射流除湿机组可利用廊道内地下水作为冷却系统的独立制冷除湿系统，利用射流除湿机组的射流风口实现新风的均匀分布。
本发明的方法用于水电站廊道用新风除湿干燥系统的控制，可实现新风和廊道湿负荷的独立处理，可根据高湿、低湿、过渡季节、有人和无人等不同环境状态，实现新风预处理和廊道除湿的自动调节转换。
附图说明
图1为本发明所述的一种水电站廊道用新风除湿干燥系统的结构图；
图2为本发明所述的一种水电站廊道用新风除湿干燥系统的新风预处理机组的结构图；
图3为本发明所述的一种水电站廊道用新风除湿干燥系统的射流除湿机组的结构图。
各部件名称及其标号
100、新风预处理机组；
200、射流除湿机组；
11、第一过滤器；
12、表冷器；
13、第一制冷系统；
14、回热器；
15、第一送风机；
131、第一蒸发器；
132、第一压缩机；
133、第一冷凝器；
134、第一干燥过滤器；
135、第一膨胀阀；
21、第二过滤器；
22、第二制冷系统；
23、第二送风机；
24、射流风口；
221、第二蒸发器；
222、第二压缩机；
223、第二冷凝器；
224、第二干燥过滤器；
225、第二膨胀阀。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
实施例
请参照附图1-3所示，本发明的实施例公开一种水电站廊道用新风除湿干燥系统，所述水电站廊道包括主廊道和若干分廊道，所述分廊道与主廊道之间纵横交叉设置，所述系统包括新风预处理机组100和射流除湿机组200，所述新风预处理机组100设于所述主廊道的取风口处，所述射流除湿机组200设于各个分廊道内，所述新风预处理机组100包括第一过滤器11、表冷器12、第一制冷系统13、回热器14和第一送风机15，该新风预处理机组100从取风口吸入新风，依次经过所述第一过滤器11、表冷器12、第一制冷系统13和回热器14后，由第一送风机15送入所述主廊道内；所述射流除湿机组200包括第二过滤器21、第二制冷系统22、第二送风机23和射流风口24，该射流除湿机组200从所述主廊道内吸入新风，依次经过所述第二过滤器21和第二制冷系统22后，由第二送风机23送入所述射流风口24喷出至所述分廊道内。
在新风预处理机组100中，新风经过过滤过滤后，去除其杂质，然后进入表冷器12降温除湿，再然后经过第一制冷系统13深度降温除湿，最后通过回热器14对风加热至接近廊道内温度送入各廊道。
所述第一制冷系统13包括第一蒸发器131、第一压缩机132、第一冷凝器133、第一干燥过滤器134和第一膨胀阀135，所述第一蒸发器131的进水口连接所述第一膨胀阀135，所述第一蒸发器131的出水口连接所述第一压缩机132，所述第一冷凝器133的出水端连接所述第一干燥过滤器134，所述第一干燥过滤器134连至所述第一膨胀阀135，所述第一冷凝器133的入水端连接所述第一压缩机132，所述第一冷凝器133的冷却水由水电站的水库供给。利用水电站天然冷源水库水对新风进行预处理，节能效果优异。
同理，为了节能，所述表冷器12的冷却水由水电站的水库供给；所述回热器14的加热水由水电站的水库供给。
所述第二制冷系统22包括第二蒸发器221、第二压缩机222、第二冷凝器223、第二干燥过滤器224和第二膨胀阀225，所述第二蒸发器221的进水口连接所述第二膨胀阀225，所述第二蒸发器221的出水口连接所述第二压缩机222，所述第二冷凝器223的出水端连接所述第二干燥过滤器224，所述第二干燥过滤器224连至所述第二膨胀阀225，所述第二冷凝器223的入水端连接所述第二压缩机222，所述第二冷凝器223的冷却水由廊道内地下水供给。所述第二制冷系统22用于对廊道内降温除湿，其利用廊道内地下水作为冷源同样可起到节能的效果，另外，所述第二制冷系统22同样也可以利用水电站的水库水作为其冷却用水。
在本实施例中，所述第一冷凝器133和所述第二冷凝器223均采用壳管式冷凝器。
所述射流风口24设置为可旋转，通过旋转所述射流风口24使新风均匀分布于所述分廊道内。可以理解的是，所述射流风口24设置为可旋转，即在射流风口24与射流除湿机组200主体之间设置一个带动射流风口24旋转的结构，通过带动射流风口24旋转，使得射流风口24的出风角度达到360°可调节，从而使出风均匀分布于分廊道内，解决廊道内新风分布不均匀的问题。通过均匀送风，使廊道内有害气体浓度均匀稀释，避免高溶度的死角出现。
新风预处理机组100处理的新风送入廊道内，其送风方式可采用两种不同的方式。
在其中一种实施方式中，所述第一送风机15的出风口连接有风管，通过所述风管将新风送至各分廊道与主廊道交叉处。采用风管送入新风的方式可以有效保证各廊道的新风量。此方式下，新风均匀性控制为：风管设置风阀，风阀前后设置压力传感器，依据风阀前后压差控制风阀开度，从而平衡各风管的阻力，保证各廊道的新风量，廊道内部通过射流除湿机组200的射流喷口实现远距离输送和新风均匀分布。
在其中另一种实施方式中，所述第一送风机15的出风口直接将新风吹入主廊道，通过开启所述射流除湿机组200在分廊道与主廊道之间形成空气流动用于传递新风。此方式为通过自然扩散形成空气对流，系统需要控制射流除湿机组200开启数量和廊道内风门的开启数量来实现各廊道内新风的补入。具体的，各廊道通过监测廊道最不利环路的污染物浓度来调整各廊道风门的开度。
需要说明的是，本系统所用的送风机电机和压缩机均需进行防爆设计，各换热器(表冷器12、蒸发器、回热器14、壳管式冷凝器)均采用不锈钢管进行防腐，送风机风叶、机组框架、内外板、相关连接的管路均需采用不锈钢防腐；新风预处理机组100和射流除湿机组200为利于安装和维修，均需采用超薄型，宽度≤1m。
本发明的实施例还公开一种水电站廊道用新风除湿干燥系统的控制方法，采用如上所述的系统，所述方法包括：
控制新风预处理机组100处理新风送入主廊道内，控制射流除湿机组200处理主廊道内风送入分廊道内；本方法新风和廊道湿负荷独立处理，新风预处理机组100仅处理新风湿负荷，廊道射流除湿机组200处理廊道湿负荷；
检测新风预处理机组100吸入的新风的焓值，检测射流除湿机组200吸入的主廊道内风的焓值，若新风的焓值≥主廊道内风的焓值，所述新风预处理机组100开启表冷器12和/或第一制冷系统13对新风进行降温除湿；
检测第一蒸发器131的出风温度，检测廊道露点的温度，若第一蒸发器131的出风温度＜廊道露点的温度，所述新风预处理机组100开启回热器14；
检测分廊道内相对湿度或廊道露点的湿度，若分廊道内相对湿度或廊道露点的湿度≥设定湿度值，所述射流除湿机组200开启第二制冷系统22。
本方法中，水电站廊道用新风除湿干燥系统由新风预处理机组100和廊道射流除湿机组200共同组成，新风先经过廊道新风预处理机组100的表冷器12、第一蒸发器131、回热器14后达到送风要求，通过风管或自然对流送入各个分廊道的射流除湿机组200风口附近，由射流除湿机组200内部的射流喷口实现远距离输送和均匀性输送。射流除湿机组200的第二制冷系统22仅处理廊道内部湿负荷，当廊道内部相对湿度大于设定值时，才开启制第二冷系统除湿，否则，射流除湿机组200仅仅为新风的输送和分配设备。
本方法采用新风预处理机组100和射流除湿机组200的联合利用，新风预处理机组100具备表冷器12的普通降温除湿和第一制冷系统13的强制冷除湿的双重除湿功能，射流除湿机组200也设置第二制冷系统22独立制冷的除湿功能，并利用射流风口24实现新风的均匀分布。
所述新风预处理机组100开启表冷器12和/或第一制冷系统13采用的控制方法为：
若吸入的新风的温度≥表冷器12使用的冷却水的温度，则开启表冷器12和第一制冷系统13；
若吸入的新风的温＜表冷器12使用的冷却水的温度，则关闭表冷器12，并开启第一制冷系统13。
本方法中，所述新风预处理机组100采用风管将新风送至各分廊道与主廊道交叉处，所述风管设置风阀，风阀前后设置压力传感器，依据风阀前后压差控制风阀开度。
本方法中，所述新风预处理机组100处理的新风直接排入主廊道内，各分廊道通过检测廊道内污染物浓度控制对应射流除湿机组200的风门开度。
综上所述，本发明的水电站廊道用新风除湿干燥系统，采用新风预处理机组100和射流除湿机组200的联合利用，分别对新风和廊道湿负荷独立处理，并利用射流除湿机组200的射流风口24的贴壁射流距离，让新风均匀分布于整个廊道空间之内，解决稀释盲区的问题。
本发明的新风预处理机组100具备水库水降温除湿和制冷除湿的双重除湿功能，其射流除湿机组200可利用廊道内地下水作为冷却系统的独立制冷除湿系统，利用射流除湿机组200的射流风口24实现新风的均匀分布。
本发明的方法用于水电站廊道用新风除湿干燥系统的控制，可实现新风和廊道湿负荷的独立处理，可根据高湿、低湿、过渡季节、有人和无人等不同环境状态，实现新风预处理和廊道除湿的自动调节转换。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种水电站廊道用新风除湿干燥系统，所述水电站廊道包括主廊道和若干分廊道，所述分廊道与主廊道之间纵横交叉设置，其特征在于，所述系统包括新风预处理机组(100)和射流除湿机组(200)，所述新风预处理机组(100)设于所述主廊道的取风口处，所述射流除湿机组(200)设于各个分廊道内，
所述新风预处理机组(100)包括第一过滤器(11)、表冷器(12)、第一制冷系统(13)、回热器(14)和第一送风机(15)，该新风预处理机组(100)从取风口吸入新风，依次经过所述第一过滤器(11)、表冷器(12)、第一制冷系统(13)和回热器(14)后，由第一送风机(15)送入所述主廊道内；
所述射流除湿机组(200)包括第二过滤器(21)、第二制冷系统(22)、第二送风机(23)和射流风口(24)，该射流除湿机组(200)从所述主廊道内吸入新风，依次经过所述第二过滤器(21)和第二制冷系统(22)后，由第二送风机(23)送入所述射流风口(24)喷出至所述分廊道内。
2.如权利要求1所述的水电站廊道用新风除湿干燥系统，其特征在于，所述射流风口(24)设置为可旋转，通过旋转所述射流风口(24)使新风均匀分布于所述分廊道内。
3.如权利要求1所述的水电站廊道用新风除湿干燥系统，其特征在于，所述第一制冷系统(13)包括第一蒸发器(131)、第一压缩机(132)、第一冷凝器(133)、第一干燥过滤器(134)和第一膨胀阀(135)，所述第一蒸发器(131)的进水口连接所述第一膨胀阀(135)，所述第一蒸发器(131)的出水口连接所述第一压缩机(132)，所述第一冷凝器(133)的出水端连接所述第一干燥过滤器(134)，所述第一干燥过滤器(134)连至所述第一膨胀阀(135)，所述第一冷凝器(133)的入水端连接所述第一压缩机(132)，所述第一冷凝器(133)的冷却水由水电站的水库供给。
4.如权利要求1所述的水电站廊道用新风除湿干燥系统，其特征在于，所述第二制冷系统(22)包括第二蒸发器(221)、第二压缩机(222)、第二冷凝器(223)、第二干燥过滤器(224)和第二膨胀阀(225)，所述第二蒸发器(221)的进水口连接所述第二膨胀阀(225)，所述第二蒸发器(221)的出水口连接所述第二压缩机(222)，所述第二冷凝器(223)的出水端连接所述第二干燥过滤器(224)，所述第二干燥过滤器(224)连至所述第二膨胀阀(225)，所述第二冷凝器(224)的入水端连接所述第二压缩机(222)，所述第二冷凝器(224)的冷却水由廊道内地下水供给。
5.如权利要求1所述的水电站廊道用新风除湿干燥系统，其特征在于，所述第一送风机(15)的出风口连接有风管，通过所述风管将新风送至各分廊道与主廊道交叉处；或者，所述第一送风机(15)的出风口直接将新风吹入主廊道，通过开启所述射流除湿机组(200)在分廊道与主廊道之间形成空气流动用于传递新风。
6.如权利要求1所述的水电站廊道用新风除湿干燥系统，其特征在于，所述表冷器(12)的冷却水由水电站的水库供给；所述回热器(14)的加热水由水电站的水库供给。
7.一种水电站廊道用新风除湿干燥系统的控制方法，采用如权利要求1-6任一项所述的系统，所述方法包括：
控制新风预处理机组(100)处理新风送入主廊道内，控制射流除湿机组(200)处理主廊道内风送入分廊道内；
检测新风预处理机组(100)吸入的新风的焓值，检测射流除湿机组(200)吸入的主廊道内风的焓值，若新风的焓值≥主廊道内风的焓值，所述新风预处理机组(100)开启表冷器(12)和/或第一制冷系统(13)对新风进行降温除湿；
检测第一蒸发器(131)的出风温度，检测廊道露点的温度，若第一蒸发器的出风温度＜廊道露点的温度，所述新风预处理机组(100)开启回热器(14)；
检测分廊道内相对湿度或廊道露点的湿度，若分廊道内相对湿度或廊道露点的湿度≥设定湿度值，所述射流除湿机组(200)开启第二制冷系统(22)。
8.如权利要求7所述的水电站廊道用新风除湿干燥系统的控制方法，其特征在于，所述新风预处理机组开启表冷器(12)和/或第一制冷系统(13)采用的控制方法为：
若吸入的新风的温度≥表冷器使用的冷却水的温度，则开启表冷器(12)和第一制冷系统(13)；
若吸入的新风的温＜表冷器使用的冷却水的温度，则关闭表冷器(12)，并开启第一制冷系统(13)。
9.如权利要求7所述的水电站廊道用新风除湿干燥系统的控制方法，其特征在于，所述新风预处理机组(100)采用风管将新风送至各分廊道与主廊道交叉处，所述风管设置风阀，风阀前后设置压力传感器，依据风阀前后压差控制风阀开度。
10.如权利要求7所述的水电站廊道用新风除湿干燥系统的控制方法，其特征在于，所述新风预处理机组(100)处理的新风直接排入主廊道内，各分廊道通过检测廊道内污染物浓度控制对应射流除湿机组(200)的风门开度。
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