CN220415432U - 一种隧道内的换热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种隧道内的换热系统，包括位于灯箱内部的换热模块，换热模块分别与供水主管和回水主管连接，供水主管和回水主管设置在隧道壁面上且位于灯箱的下方空间；换热模块包括模块框架，模块框架顶部设有至少一组风机，模块框架内部设有沿垂直方向且并列布置的毛细管束，模块框架底部设有通风格栅，毛细管束分别连通供水管和回水管。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑节能技术领域，具体为一种隧道内的换热系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
地铁运行中会产生大量的废热，废热主要产生于地铁的起步加速段、刹车减速段以及车站停靠段。因此，对于地铁隧道而言，废热主要集中的车站及两侧部分隧道。这部分废热会以对流换热的形式进入隧道空气中，提高空气温度，同时有很大一部分废热以辐射与导热的形式蓄存在隧道的围岩中。由于废热主要产生于列车的底部轨道部位，因此，隧道下部的温度要高于上部。同时，由于隧道空气与围岩在阻容特性上的差异，废热会优先进入空气中，其次慢慢进入隧道围岩。针对这部分废热，现有技术会通过送风设备将外界的冷空气送入车站，以对流换热方式降低由废热引发的升温，部分地铁隧道会在衬砌建设时安装换热器，从而调整围岩区域的温度。
除了地铁运行产生的废热以外，还有一部分废热来源于车站及两侧隧道部位的灯箱。由于灯箱安装在隧道墙壁上，通常用于展示广告或是各类信息，占据了大量的隧道空间，并且距离隧道墙壁较近，灯箱产生的热量会优先进入围岩，再向隧道内的其余空间释放。
针对这部分来自于灯箱的废热，可以通过在隧道衬砌中安装换热器的方式实现温度调节。然而，这类换热器需要在隧道衬砌施工阶段安装，由于隧道衬砌是一次成型的，导致这类换热器几乎无法维修，出现渗漏等故障时，只能以封堵的方式废弃；与此同时，已经建成并运营的地铁隧道中无法安装此类换热器，间接的导致目前的地铁隧道只能通过送风设备来调节内部温度，这部分来自于灯箱的废热没有被合理利用，造成一定程度上的能源浪费。
实用新型内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种隧道内的换热系统，通过布置在灯箱内部的换热模块，能够最大限度的利用供、回水管道吸收由灯箱产生的废热，并且不占用过多的隧道内部空间，还能够在已经建成的地铁隧道内安装使用。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供一种隧道内的换热系统，包括位于灯箱内部的换热模块，换热模块分别与供水主管和回水主管连接，供水主管和回水主管设置在隧道壁面上且位于灯箱的下方空间；
换热模块包括模块框架，模块框架顶部设有至少一组风机，模块框架内部设有沿垂直方向且并列布置的毛细管束，模块框架底部设有通风格栅，毛细管束分别连通供水管和回水管。
供水管靠近模块框架顶部，回水管靠近模块框架底部。
换热模块具有多组，多组换热模块串联形成换热单元，多组换热单元之间并联形成换热系统。
多组换热模块的供水管和回水管均串联连接，多组换热模块的供水管串联接入单元供水管，多组换热模块的回水管串联接入单元回水管，单元供水管通过供水管阀门接入供水主管，单元回水管通过回水管阀门接入回水主管，单元回水管上设有温度传感器。
换热模块布置在灯箱的内部且靠近隧道壁面的位置。
与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
1、换热模块布置在灯箱的内部，灯箱内部的灯管等部件是主要的发热元件，换热模块布置在灯箱的内部且靠近隧道壁面的位置，能够最大限度的通过供、回水管道吸收由灯箱产生的废热，并且不占用过多的隧道内部空间，还能够在已经建成的地铁隧道内安装使用。
2、换热模块利用风机带动空气流动，将灯箱中空气的热量传递给毛细管束内部的换热介质，换热介质通过供水管和回水管进入对应的供水主管和回水主管中回收利用。
3、多组换热模块通过联合使用能够提高传热效率，有利于节能减排。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型提供的换热模块主视视角下的结构示意图；
图2是本实用新型提供的换热模块俯视视角下的结构示意图；
图3是本实用新型提供的换热模块侧视视角下的结构示意图；
图4是本实用新型提供的换热模块与灯箱的位置示意图；
图5是本实用新型提供的三组换热模块形成的换热系统结构示意图；
图6是本实用新型提供的在隧道断面上换热系统与隧道之间的位置示意图；
图1-4中：1供水管、2第一风机、3、第二风机、4第三风机、5回水管、6模块框架、7毛细管束、8通风格栅、9上部固定管箍、10下部固定管箍、11灯箱；
图5中：12第一换热模块、13第二换热模块、14第三换热模块、15单元供水管、16单元回水管、17供水管阀门、18回水管阀门、19温度传感器、20供水主管、21回水主管；
图6中：22站台、23隧道壁、24列车、25固定支架、26隧道空气温度计。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
如图1-图6所示，一种隧道内的换热系统，包括位于灯箱内部的换热模块，换热模块分别与供水主管和回水主管连接，供水主管和回水主管连接在隧道壁面上且位于灯箱下方空间；
如图1-图3所示，换热模块包括模块框架6，模块框架6顶部设有至少一组风机，模块框架6内部设有沿垂直方向且并列布置的毛细管束7，模块框架6底部设有通风格栅8，毛细管束7分别连通供水管1和回水管5，供水管1靠近模块框架6顶部，回水管5靠近模块框架6底部。
通风格栅8的间距为5cm，能够保证空气均匀流入模块内部。
本实施例中的风机具有三组，分别为第一风机2、第二风机3和第三风机4，三组风机均为轴流风机，利用风机带动空气流动，将空气中的热量传递给毛细管束7内部的换热介质，换热介质通过供水管1和回水管5进入对应的供水主管和回水主管中回收利用。
风机具备4档调节(高、中、低、停止)的功能以及相匹配的风压。
如图4所示，灯箱11为矩形，换热模块布置在灯箱11的内部且靠近隧道壁面的位置(即灯箱11的背面)，通过上部固定管箍9连接供水管1，通过下部固定管箍10与回水管5连接，灯箱11内部的灯管、控制器以及镇流器等部件是主要的发热元件，并且灯箱11朝向隧道内部一侧的方向通常设有展示信息的零件，因此每一组换热模块布置在灯箱11的内部且靠近隧道壁面的位置，能够最大限度的吸收由灯箱11产生的废热，并且不占用过多的隧道内部空间，还能够在已经建成的地铁隧道内安装使用。
为了不干扰广告箱的正常使用以及用电安全，毛细管束7宜采用高密度聚乙烯作为换热材料。
多组换热模块联合使用，通过管道连接后形成换热系统。
本实施例中，以三组换热模块串联形成一个换热单元，多组换热单元之间并联形成完整的换热系统为例。
如图5所示，第一换热模块12、第二换热模块13和第三换热模块14的供水管和回水管均串联连接，三个模块形成一个换热单元，三个模块的供水管串联接入单元供水管15，三个模块的回水管串联接入单元回水管16，单元供水管15通过供水管阀门17接入供水主管20，单元回水管16通过回水管阀门18接入回水主管21。
单元回水管16上设有温度传感器19，监测换热介质流出换热单元时的温度。
实际应用中，由于灯箱只在车站区域的隧道中布置，考虑传热损失，可以将一个车站区域内的灯箱中布置换热模块，并根据换热模块的数量和换热介质的流量确定换热单元的数量。
如图6所示，隧道的断面中，列车24位于中部，列车24一侧为站台22，另一侧为灯箱所在的位置，灯箱朝向列车，则换热模块靠近隧道壁23，并在灯箱下方空间、供水主管和回水主管的上方空间设置隧道空气温度计26，监测灯箱释放的废热对围岩的温升效果。
供、回水主管，单元供、回水管等管道均靠近隧道壁面敷设。
系统运行控制策略如下：
系统根据隧道内空气温度Tair与换热模块的回水管温度Tout的相对大小，控制风机与整个换热系统的运行。
当Tair-Tout＞15℃时，所有模块轴流风机高档运行，换热系统运行；
当Tair-Tout＞10℃,所有轴流风机中档运行，换热系统运行；
当Tair-Tout＞5℃,所有轴流风机低档运行，换热系统运行；
当Tair-Tout＜5℃时，所有轴流风机停止运行，换热系统停止运行。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隧道内的换热系统，其特征在于，包括位于灯箱内部的换热模块，换热模块分别与供水主管和回水主管连接，供水主管和回水主管设置在隧道壁面上且位于灯箱的下方空间；
换热模块包括模块框架，模块框架顶部设有至少一组风机，模块框架内部设有沿垂直方向且并列布置的毛细管束，模块框架底部设有通风格栅，毛细管束分别连通供水管和回水管。
2.如权利要求1所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述供水管靠近模块框架顶部。
3.如权利要求1所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述回水管靠近模块框架底部。
4.如权利要求1所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述换热模块具有多组，多组换热模块串联形成换热单元，多组换热单元之间并联形成换热系统。
5.如权利要求4所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述多组换热模块的供水管和回水管均串联连接。
6.如权利要求5所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述多组换热模块的供水管串联接入单元供水管。
7.如权利要求5所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述多组换热模块的回水管串联接入单元回水管。
8.如权利要求6所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述单元供水管通过供水管阀门接入供水主管。
9.如权利要求7所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述单元回水管通过回水管阀门接入回水主管，单元回水管上设有温度传感器。
10.如权利要求1所述的一种隧道内的换热系统，其特征在于，所述换热模块布置在灯箱的内部且靠近隧道壁面的位置。
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