地鐵降溫同時(shí)地面供熱的綜合熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地鐵降溫同時(shí)地面供熱的綜合熱栗系統(tǒng)，其采用的是一種毛細(xì)管土壤源熱栗系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界范圍內(nèi)交通擁擠、環(huán)境污染和能源危機(jī)等問(wèn)題的日益突出，發(fā)展城市軌道交通越來(lái)越引起世界各國(guó)的高度重視。地鐵因其安全、舒適、快速、準(zhǔn)點(diǎn)、載客量大、低能耗及低污染的特點(diǎn)越來(lái)越受青睞。
[0003]伴隨著世界城市地鐵的大量興建和飛速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注地鐵環(huán)境的質(zhì)量問(wèn)題。由于地鐵隧洞內(nèi)特有的活塞風(fēng)，以及列車(chē)剎車(chē)、機(jī)車(chē)空調(diào)產(chǎn)熱及大量的機(jī)電設(shè)備、人員、照明等的產(chǎn)熱，使得地鐵站內(nèi)在冬季和過(guò)渡季基本無(wú)需供熱，而夏季則需要供冷。地下隧道中(地鐵站內(nèi))傳統(tǒng)的供冷方式主要是通過(guò)制冷機(jī)及設(shè)于地面上的冷卻塔，將隧道中(站臺(tái)內(nèi))的熱量釋放到地面大氣中。這種系統(tǒng)型式存在的問(wèn)題主要是冷卻塔的設(shè)置問(wèn)題。由于地鐵線(xiàn)路所經(jīng)過(guò)的區(qū)域多是城市繁華地帶，地面上設(shè)置冷卻塔的空間有限或根本沒(méi)有，而且將冷卻塔安裝在地面上不僅影響城市景觀(guān)和規(guī)劃，還給周?chē)h(huán)境帶來(lái)噪聲污染和衛(wèi)生隱患。國(guó)內(nèi)在廣州和上海等地對(duì)地鐵空調(diào)冷卻塔菌污染狀況的調(diào)查表明，部分地鐵站空調(diào)冷卻塔水軍團(tuán)菌污染狀況較為嚴(yán)重，容易造成疾病的傳播。
[0004]為了解決地鐵車(chē)站冷卻塔的設(shè)置問(wèn)題，減少對(duì)地面景觀(guān)、噪聲污染等的影響，土壤源熱栗技術(shù)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。地下隧道和地鐵車(chē)站基本都處于地下恒溫層以下，地下土壤的溫度常年基本恒定，非常適合土壤源熱栗系統(tǒng)的應(yīng)用，也可以減小冷卻塔的容量或避免設(shè)置冷卻塔，但地下隧道周?chē)幸幌盗械慕Y(jié)構(gòu)加固和保護(hù)措施，在這種情況下利用土壤源熱栗系統(tǒng)采用的常規(guī)打孔埋管方式將難以利用。針對(duì)地鐵環(huán)境研究新型的土壤換熱裝置，對(duì)地下隧道熱能的利用也有較大的實(shí)際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱栗系統(tǒng)，克服了土壤源熱栗系統(tǒng)常規(guī)打孔困難的不足，具有造價(jià)低，換熱效率高、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，能在冬季對(duì)地上建筑供暖。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]地鐵降溫同時(shí)地面供熱的綜合熱栗系統(tǒng)，是一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱栗系統(tǒng)，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱栗系統(tǒng)、住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括鋪設(shè)于隧道表面的毛細(xì)管前端換熱器5、循環(huán)水栗J ;水源熱栗系統(tǒng)包括壓縮機(jī)I，包含接口 a、b、c、d的冷凝器4，節(jié)流閥3和包含接口 e、f、g、h的蒸發(fā)器2 ;住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器6及循環(huán)水栗K ;整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)管路和閥門(mén)連接，壓縮機(jī)I的出口與冷凝器2的b端相連，冷凝器4的a端通過(guò)節(jié)流閥3與蒸發(fā)器2的g端相連，蒸發(fā)器2的h端與壓縮機(jī)I相連；冷凝器4的d端通過(guò)閥門(mén)D及循環(huán)水栗K與毛細(xì)管前端換熱器5相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過(guò)閥門(mén)C與冷凝器的c端相連；蒸發(fā)器2的f端通過(guò)閥門(mén)A及循環(huán)水栗J與毛細(xì)管前端換熱器5的一端相連，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端通過(guò)閥門(mén)B與蒸發(fā)器2的e端相連。
[0008]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)及住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)中每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05?0.2m/s，毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm，管材為ppr管材或pe_rt管材，毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)均為層流。
[0009]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)置于地下隧道巖壁上，距離隧道壁外表面10-50cm。
[0010]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)采用管徑小于10 mm的毛細(xì)管網(wǎng)。
[0011]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:克服了冷卻塔的設(shè)置及土壤源熱栗系統(tǒng)常規(guī)打孔困難的不足，具有造價(jià)低，換熱效率高、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，能在冬季對(duì)地上建筑供暖。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中:1-壓縮機(jī)，2-蒸發(fā)器，3-節(jié)流閥，4-冷凝器，5-毛細(xì)管前端換熱器，6_用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器，A、B、C、D閥門(mén)，J、K-循環(huán)水栗。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作原理做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]地鐵降溫同時(shí)地面供熱的綜合熱栗系統(tǒng)，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱栗系統(tǒng)、住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括鋪設(shè)于隧道表面的毛細(xì)管前端換熱器5、循環(huán)水栗J ;水源熱栗系統(tǒng)包括壓縮機(jī)1，包含接口 a、b、c、d的冷凝器4，節(jié)流閥3和包含接口 e、f、g、h的蒸發(fā)器2 ;住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器6及循環(huán)水栗K ；
[0016]整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)管路和閥門(mén)連接，壓縮機(jī)I的出口與冷凝器2的b端相連，冷凝器4的a端通過(guò)節(jié)流閥3與蒸發(fā)器2的g端相連，蒸發(fā)器2的h端與壓縮機(jī)I相連；冷凝器4的d端通過(guò)閥門(mén)D及循環(huán)水栗K與毛細(xì)管前端換熱器5相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過(guò)閥門(mén)C與冷凝器的c端相連；蒸發(fā)器2的f端通過(guò)閥門(mén)A及循環(huán)水栗J與毛細(xì)管前端換熱器5的一端相連，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱器5的另一端通過(guò)閥門(mén)B與蒸發(fā)器2的e端相連。
[0017]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)及住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)中每根毛細(xì)管內(nèi)的流速為0.05?0.2m/s，毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm，管材為ppr管材或pe_rt管材，毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)均為層流。
[0018]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)置于地下隧道巖壁上，距離隧道壁外表面10-50cm。
[0019]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)采用管徑小于10 mm的毛細(xì)管網(wǎng)。
[0020]本發(fā)明的工作原理為:
[0021 ] 在冬季供熱時(shí)，閥門(mén)A、B、C、D開(kāi)啟，循環(huán)水栗J、K開(kāi)啟。冷凝器4的d端通過(guò)閥門(mén)D及循環(huán)水栗K與用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器6相連，用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器6的另一端通過(guò)閥門(mén)C與冷凝器4的c端相連。蒸發(fā)器2的f端通過(guò)閥門(mén)A及循環(huán)水栗J與地鐵隧道中的毛細(xì)管前端換熱器5相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過(guò)閥門(mén)B與蒸發(fā)器2的e端相連。壓縮機(jī)I排出的高溫高壓的制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器4中，釋放熱量，制取熱水或熱風(fēng)，熱水或熱風(fēng)到用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器6釋放熱量，為地上建筑供暖，同時(shí)制冷劑氣體冷凝成為液體，制冷劑液體通過(guò)節(jié)流閥3進(jìn)入蒸發(fā)器2蒸發(fā)吸熱，在蒸發(fā)器2中與毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)換熱，吸收毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)中水的熱量，毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)中的水和隧道土壤通過(guò)毛細(xì)管前端換熱器5進(jìn)行換熱，吸收土壤中的熱量，同時(shí)，制冷劑液體吸熱變成制冷劑氣體，制冷劑氣體進(jìn)入壓縮機(jī)I完成制熱循環(huán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.地鐵降溫同時(shí)地面供熱的綜合熱栗系統(tǒng)，其特征在于，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱栗系統(tǒng)、住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)；其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括鋪設(shè)于隧道表面的毛細(xì)管前端換熱器(5)、循環(huán)水栗(J);水源熱栗系統(tǒng)包括壓縮機(jī)(1)，包含接口 a、b、c、d的冷凝器(4)，節(jié)流閥(3)和包含接口 e、f、g、h的蒸發(fā)器(2);住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器(6)及循環(huán)水栗(K);整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)管路和閥門(mén)連接，壓縮機(jī)(I)的出口與冷凝器(4)的b端相連，冷凝器(4)的a端通過(guò)節(jié)流閥(3)與蒸發(fā)器(2)的g端相連，蒸發(fā)器(2)的h端與壓縮機(jī)(I)相連；冷凝器(4)的d端通過(guò)閥門(mén)(D)及循環(huán)水栗(K)與住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器(6)相連，用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器(6)的另一端通過(guò)閥門(mén)(C)與冷凝器(4)的c端相連；蒸發(fā)器(2)的f端通過(guò)閥門(mén)(A)及循環(huán)水栗(J)與鋪設(shè)于隧道表面的毛細(xì)管前端換熱器(5)相連，毛細(xì)管前端換熱器(5)的另一端通過(guò)閥門(mén)(B)與蒸發(fā)器的e端相連。
【專(zhuān)利摘要】地鐵降溫同時(shí)地面供熱的綜合熱泵系統(tǒng)，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)，其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括鋪設(shè)于隧道表面的毛細(xì)管前端換熱器、循環(huán)水泵J；水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)，包含接口a、b、c、d的冷凝器，節(jié)流閥和包含接口e、f、g、h的蒸發(fā)器；住宅用戶(hù)毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶(hù)毛細(xì)管末端換熱器及循環(huán)水泵K，整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)管路和閥門(mén)連接，本實(shí)用新型克服了土壤源熱泵系統(tǒng)常規(guī)打孔困難的不足，具有造價(jià)低，換熱效率高、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)點(diǎn)，冬季對(duì)地上建筑供暖。
【IPC分類(lèi)】F24D3/18, F25B30/06, F24D5/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204830577
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520214787
【發(fā)明人】劉國(guó)丹, 于慧俐, 周春波, 施志鋼, 王海英, 王剛, 胡松濤, 李緒泉
【申請(qǐng)人】青島理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月12日