一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，其中毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)包括鋪設(shè)于隧道表明的毛細(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、e的冷凝器，節(jié)流閥和包含接口f、g、h、k、m、n的蒸發(fā)器；站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管末端換熱器及循環(huán)水泵I；住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶毛細(xì)管末端換熱器及循環(huán)水泵K，整個(gè)系統(tǒng)通過管路和閥門連接，本實(shí)用新型克服了冷卻塔的設(shè)置及土壤源熱泵系統(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)，且能夏季對地下隧道車站供冷，冬季對地上建筑供暖。
【專利說明】—種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(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)等問題的日益突出，發(fā)展城市軌道交通越來越引起世界各國的高度重視。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，人們越來越關(guān)注地鐵環(huán)境的質(zhì)量問題。由于地鐵隧洞內(nèi)特有的活塞風(fēng)，以及列車剎車、機(jī)車空調(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)在冬季和過渡季基本無需供熱，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)型式存在的問題主要是冷卻塔的設(shè)置問題。由于地鐵線路所經(jīng)過的區(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有，而且將冷卻塔安裝在地面上不僅影響城市景觀和規(guī)劃，還給周圍環(huán)境帶來噪聲污染和衛(wèi)生隱患。國內(nèi)在廣州和上海等地對地鐵空調(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]為了解決地鐵車站冷卻塔的設(shè)置問題，減少對地面景觀、噪聲污染等的影響，土壤源熱泵技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注。地下隧道和地鐵車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，非常適合土壤源熱泵系統(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，但地下隧道周圍有一系列的結(jié)構(gòu)加固和保護(hù)措施，在這種情況下利用土壤源熱泵系統(tǒng)采用的常規(guī)打孔埋管方式將難以利用。針對地鐵環(huán)境研究新型的土壤換熱裝置，對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，本實(shí)用新型提出一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，克服了冷卻塔的設(shè)置及土壤源熱泵系統(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)，且能夏季對地下隧道車站供冷，冬季對地上建筑供暖。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]—種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)，住宅用戶毛細(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)于隧道表明的毛細(xì)管前端換熱器5、循環(huán)水泵J ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)I，包含接口 a、b、c、d、e的冷凝器2,節(jié)流閥3和包含接口 f、g、h、k、m、n的蒸發(fā)器4 ;站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管末端換熱器6及循環(huán)水泵I ;住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶毛細(xì)管末端換熱器7及循環(huán)水泵K ；
[0008]整個(gè)系統(tǒng)通過管路和閥門連接，壓縮機(jī)I的出口與冷凝器2的c端相連，冷凝器2的e端通過節(jié)流閥3與蒸發(fā)器4的f端相連，蒸發(fā)器4的k端與壓縮機(jī)I相連；冷凝器2的a端通過閥門F及循環(huán)水泵J與毛細(xì)管前端換熱器5相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過閥門E與冷凝器的d端相連；蒸發(fā)器4的g端通過閥門C及循環(huán)水泵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的另一端通過閥門D與蒸發(fā)器4的h端相連；冷凝器2的a端通過閥門G及循環(huán)水泵K與用戶毛細(xì)管末端換熱器7相連，用戶毛細(xì)管末端換熱器7的另一端通過閥門B與冷凝器2的b端相連；蒸發(fā)器3的η端通過閥門H及循環(huán)水泵I與地鐵車站內(nèi)的毛細(xì)管末端換熱器6相連，毛細(xì)管末端換熱器6的另一端通過閥門A與蒸發(fā)器的m端相連。
[0009]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)及住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)中毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm,管材為ppr管材或pe_rt管材。
[0010]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。
[0011]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果為:克服了冷卻塔的設(shè)置及土壤源熱泵系統(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)，且能夏季對地下隧道車站供冷，冬季對地上建筑供暖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中:1-壓縮機(jī)，2-冷凝器，3-節(jié)流閥，4-蒸發(fā)器，5-毛細(xì)管前端換熱器，6_毛細(xì)管末端換熱器，7-用戶毛細(xì)管末端換熱器，A、B、C、D、E、F、G、H-閥門，1、J、K-循環(huán)水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)，住宅用戶毛細(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)于隧道表明的毛細(xì)管前端換熱器5、循環(huán)水泵J ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)I，包含接口 a、b、c、d、e的冷凝器2,節(jié)流閥3和包含接口 f、g、h、k、m、n的蒸發(fā)器4 ;站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管末端換熱器6及循環(huán)水泵I ;住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶毛細(xì)管末端換熱器7及循環(huán)水泵K ；
[0016]整個(gè)系統(tǒng)通過管路和閥門連接，壓縮機(jī)I的出口與冷凝器2的c端相連，冷凝器2的e端通過節(jié)流閥3與蒸發(fā)器4的f端相連，蒸發(fā)器4的k端與壓縮機(jī)I相連；冷凝器2的a端通過閥門F及循環(huán)水泵J與毛細(xì)管前端換熱器5相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過閥門E與冷凝器的d端相連；蒸發(fā)器4的g端通過閥門C及循環(huán)水泵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的另一端通過閥門D與蒸發(fā)器4的h端相連；冷凝器2的a端通過閥門G及循環(huán)水泵K與用戶毛細(xì)管末端換熱器7相連，用戶毛細(xì)管末端換熱器7的另一端通過閥門B與冷凝器2的b端相連；蒸發(fā)器3的η端通過閥門H及循環(huán)水泵I與地鐵車站內(nèi)的毛細(xì)管末端換熱器6相連，毛細(xì)管末端換熱器6的另一端通過閥門A與蒸發(fā)器的m端相連。
[0017]所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)及住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)中毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm,管材為ppr管材或pe_rt管材。[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]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0020]在夏季供冷時(shí)，閥門B、C、D、G關(guān)閉，閥門A、E、F、H開啟，循環(huán)水泵K關(guān)閉，循環(huán)水
泵I，J開啟。即冷凝器2的a端通過閥門F及循環(huán)水泵J與毛細(xì)管前端換熱器5相連，毛細(xì)管前端換熱器5的另一端通過閥門E與冷凝器2的d端相連。蒸發(fā)器4的η端通過閥門H及循環(huán)水泵I與地鐵車站內(nèi)的毛細(xì)管末端換熱器6相連，毛細(xì)管末端換熱器6通過閥門A與蒸發(fā)器4的m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2，在冷凝器2中冷卻放熱后將熱量釋放給毛細(xì)管前端換熱器5中的換熱介質(zhì)，毛細(xì)管前端換熱器5又與隧道壁土壤進(jìn)行換熱，最終將熱量釋放到地鐵隧道內(nèi)，其中，一部分熱量排放到隧道壁土壤中，另一部分則通過地下隧道的活塞風(fēng)被帶走。同時(shí)，冷凝器2內(nèi)的制冷劑氣體冷凝變成制冷劑液體，制冷劑液體通過節(jié)流閥3，進(jìn)入蒸發(fā)器4后，在蒸發(fā)器4內(nèi)蒸發(fā)吸收熱量，制取冷凍水，冷凍水通過循環(huán)泵I輸送到地鐵車站內(nèi)的毛細(xì)管末端換熱器6，為站內(nèi)供冷。
[0021]在冬季供熱時(shí)，閥門A、E、F、H關(guān)閉，閥門B、C、D、G開啟，循環(huán)水泵I關(guān)閉，水泵J、K開啟。即冷凝器2的a端通過閥門G及循環(huán)水泵K與用戶毛細(xì)管末端換熱器7相連，用戶毛細(xì)管末端換熱器7的另一端通過閥門B與冷凝器2的b端相連。蒸發(fā)器4的g端通過閥門C及循環(huán)水泵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的另一端通過閥門D與蒸發(fā)器4的h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2中，釋放熱量，制取熱水或熱風(fēng)，熱水或熱風(fēng)到用戶毛細(xì)管末端換熱器7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，制冷劑液體通過節(jié)流閥3進(jìn)入蒸發(fā)器4蒸發(fā)吸熱，在蒸發(fā)器4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)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)、站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)，住宅用戶毛細(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)于隧道表明的毛細(xì)管前端換熱器(5)、循環(huán)水泵J ;水源熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)⑴，包含接口 a、b、C、d、e的冷凝器⑵，節(jié)流閥(3)和包含接口 f、g、h、k、m、n的蒸發(fā)器(4);站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)包括毛細(xì)管末端換熱器(6)及循環(huán)水泵I ;住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)包括用戶毛細(xì)管末端換熱器(7)及循環(huán)水泵K; 整個(gè)系統(tǒng)通過管路和閥門連接，壓縮機(jī)(I)的出口與冷凝器(2)的c端相連，冷凝器(2)的e端通過節(jié)流閥(3)與蒸發(fā)器⑷的f端相連，蒸發(fā)器⑷的k端與壓縮機(jī)⑴相連；冷凝器(2)的a端通過閥門F及循環(huán)水泵J與毛細(xì)管前端換熱器(5)相連，毛細(xì)管前端換熱器(5)的另一端通過閥門E與冷凝器的d端相連；蒸發(fā)器(4)的g端通過閥門C及循環(huán)水泵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)的另一端通過閥門D與蒸發(fā)器⑷的h端相連；冷凝器⑵的a端通過閥門G及循環(huán)水泵K與用戶毛細(xì)管末端換熱器(7)相連，用戶毛細(xì)管末端換熱器(7)的另一端通過閥門B與冷凝器(2)的b端相連；蒸發(fā)器(3)的η端通過閥門H及循環(huán)水泵I與地鐵車站內(nèi)的毛細(xì)管末端換熱器(6)相連，毛細(xì)管末端換熱器(6)的另一端通過閥門A與蒸發(fā)器的m端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述的毛細(xì)管網(wǎng)前端換熱系統(tǒng)、站內(nèi)毛細(xì)管末端換熱系統(tǒng)及住宅用戶毛細(xì)管末端系統(tǒng)中毛細(xì)管間距為10mm、20mm或40mm,管材為ppr管材或pe_rt管材。
3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于地鐵隧道中的毛細(xì)管土壤源熱泵系統(tǒng)，其特征在于，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。
【文檔編號】F25B30/06GK203615650SQ201320783584
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】王海英, 胡松濤, 常忠, 劉國丹, 施志鋼, 王剛, 李緒泉, 于慧俐 申請人:青島理工大學(xué)