地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，包括通風動力系統、制冷凈化系統和水處理系統，所述通風動力系統、制冷凈化系統和水處理系統均置于地鐵站的土建風道中，所述土建風道包括排風道、新風道與形成排風道和新風道的風道墻，所述制冷凈化系統包括風墻型蒸發冷凝模塊和啟閉式直膨蒸發模塊；所述控制方法通過系統利用焓值控制原理結合全年氣候變化進行自動切換節能運行。本發明占地少、節能減排且能夠有效利用風道墻散熱制冷。
【專利說明】
地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統及控制方法
技術領域
[0001]本發明涉及地鐵站及地下空間的通風空調系統，尤其是地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]傳統地鐵站通風空調采用“水冷冷水機組+冷卻塔+組合式空調機組”系統，該傳統系統有以下不足:其一，冷卻塔占用地面位置破壞城市景觀及擾民，地鐵站多建設在城市人口密度較大的繁華地段，在該地段的地面設置冷卻塔破壞城市景觀及對附近居民造成日常生活與休息造成影響；其二，傳統系統中的水冷冷水機組需在地鐵站土建風道外占用專用機房，增加土建開挖工程量及建議投資；其三，傳統“水冷冷水機組+冷卻塔+組合式空調機組”系統需經歷五次循環四次換熱才能將空內熱濕負荷排到室外，熱交換次數多，換熱衰減多且快，系統綜合能效低。
[0003]專利號為CN201510228461.9的發明專利公開了一種地鐵站坑道型蒸發冷凝直膨冷風型通風空調系統，它包括通風動力系統、空氣凈化系統和制冷空調系統，所述通風動力系統、空氣凈化系統和制冷空調系統均置于坑道中，所述坑道包括排風道和新風道，所述通風動力系統設于排風道和新風道中實現空氣輸送，所述空氣凈化系統內置于排風道、新風道通道的垂直方向上對通風動力系統輸送的空氣進行凈化，所述制冷空調系統包括通道式可開啟蒸發冷凝裝置，所述通道式可開啟蒸發冷凝裝置內置于排風道中實現室內、外側間熱量傳遞。該發明的技術方案主要通過通道式可開啟蒸發冷凝裝置排風帶走熱量，風道墻僅為補充風量，這種方式對于地鐵站制冷空調系統來說還過于單一，沒能很好將風道墻利用起來作為主要的制冷部分。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術占地面空間過多的不足，提供一種占地少、節能減排且能夠有效利用風道墻散熱制冷的地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統。
[0005]本發明的上述目的通過以下技術方案予以實現:
一種地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，包括通風動力系統、制冷凈化系統和水處理系統，所述通風動力系統、制冷凈化系統和水處理系統均置于地鐵站的土建風道中，所述土建風道包括排風道、新風道與形成排風道和新風道的風道墻，所述制冷凈化系統包括風墻型蒸發冷凝模塊和啟閉式直膨蒸發模塊，所述風墻型蒸發冷凝模塊安裝于排風道和新風道之間的風道墻上，從新風道獲得足夠的空氣量，把冷凝熱量從排風道排出；所述啟閉式直膨蒸發模塊安裝于風墻型蒸發冷凝模塊下游的新風道內，對空氣進行降溫降濕后送到地鐵站內。
[0006]本發明中，動力系統、制冷凈化系統和水處理系統根據地鐵站土建風道的布置因地制宜安排風道中，可以根據焓差實現空調全新風、空調小新風、過渡季節通風、冬季通風、事故通風、災控排煙等不種運行模式自動切換且各模式間不影響沖突。
[0007]進一步地，所述風墻型蒸發冷凝模塊根據氣流方向依次包括可開啟空氣過濾器裝置、風墻型蒸發冷凝換熱器、擋水裝置、風量分區控制自適應風墻型動力系統、風墻用止回裝置、風墻用防火閥和預冷換熱裝置。
[0008]本發明中，所述風墻型蒸發冷凝模塊對空氣實現過濾、按需高效換熱、擋水、按需供風、防止回、防煙防火、空氣二次利用預冷等功能。
[0009]進一步地，所述啟閉式直膨蒸發模塊順送風氣流方向包括通道式可開啟蒸發裝置和送風可開啟空氣過濾裝置。
[0010]本發明中，所述啟閉式直膨蒸發模塊對供到地鐵站內的空氣實現過濾、降溫除溫等功能。
[0011]進一步地，所述水處理系統包括與風墻型蒸發冷凝模塊連接的蒸發冷凝水處理裝置。
[0012]進一步地，所述制冷凈化系統還包括制冷系統管道、第一制冷系統壓縮裝置和第二制冷系統壓縮裝置，所述風墻型蒸發冷凝模塊與蒸發冷凝水處理裝置、第一制冷系統壓縮裝置和通道式可開啟蒸發裝置通過制冷系統管道依次連接，所述風墻型蒸發冷凝模塊還通過制冷系統管道與設于風道外的第二制冷系統壓縮裝置、壓縮機外置直膨式可開啟空調機組和壓縮機內置直膨式可開啟空調機組連接。
[0013]進一步地，所述通風動力系統包括排風道外消氣器、排風風機、排風道內消氣器、防火型排風控制風閥、新風道外消氣器、送風風機、送風道內消聲器和防火型新風控制風閥；所述排風道外消氣器設于排風道的排風口附近，所述排風風機和排風道內消氣器依次設于排風道內，所述防火型排風控制風閥設于排風風機和排風道外消氣器之間；所述新風道外消氣器設于新風道的進風口附近，所述送風風機和送風道內消氣器依次設于新風道內，所述防火型新風控制風閥設于送風風機和新風道外消氣器之間。
[0014]進一步地，所述排風道和新風道之間的風道墻上安裝有第一防火型混風控制風閥和第二防火型混風控制風閥，排風道、新風道的末端分別形成回風匯合區域、送風分置區域。
[0015]本發明中，對于該通風空調系統中，通風動力系統可實現空調全新風、空調小新風、過渡季節通風、冬季通風、事故通風、災控排煙等不同功能模式間的運行切換，保障地鐵站環控系統可靠運行。
[0016]基于地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，本發明還提供了一種地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調控制方法，上述通風空調系統利用焓值控制原理結合全年氣候變化進行自動切換節能運行，具體控制方法如下:
當室外焓值大于地鐵站內焓值時，空調小新風運行，此時所述風墻式蒸發冷凝模塊、啟閉式直膨蒸發模塊、第一制冷系統壓縮裝置組成的制冷系統開啟，所述防火型排風控制風閥保持人員所需新風最小開度，所述防火型新風控制風閥關閉、所述第一防火型混風控制風閥全開，所述排風風機與送風風機變頻運行；
當室外焓值小于地鐵站內焓值但大于保持溫濕度所需送風出口焓值時，空調全新風運行，此時所述風墻式蒸發冷凝模塊、啟閉式直膨蒸發模塊、第一制冷系統壓縮裝置組成的制冷系統部分負荷開啟，所述防火型排風控制風閥全開，所述防火型新風控制風閥全開、所述第一防火型混風控制風閥關閉，所述排風風機與送風風機變頻運行； 當室外焓值小于保持溫濕度所需送風出口焓值時，過渡季節通風運行，此時所述風墻式蒸發冷凝模塊、啟閉式直膨蒸發模塊、第一制冷系統壓縮裝置組成的制冷系統關閉，所述防火型排風控制風閥全開，所述防火型新風控制風閥全開、所述第一防火型混風控制風閥關閉，所述排風風機與送風風機變頻運行；
當室外出現極端氣溫時，冬季通風運行，此時所述風墻式蒸發冷凝模塊、啟閉式直膨蒸發模塊、第一制冷系統壓縮裝置組成的制冷系統關閉，所述防火型排風控制風閥保持人員所需新風最小開度，所述防火型新風控制風閥關閉、所述第一防火型混風控制風閥全開，所述排風風機與送風風機變頻運行。
[0017]與現有技術相比，本發明具有的有益效果:
1、將通風空調、凈化、制冷系統、水處理系統內置于土建風道中，不再需要制冷系統主機專用機房，節省地鐵站土建面積與投資；
2、將風墻式蒸發冷凝模塊內置新排風道的隔墻上，該系統不需要冷卻塔，不會因為冷卻塔占用地面位置而影響周邊環境景觀及附近居民日常生活，實現環境和諧。
【附圖說明】
[0018]圖1是地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統結構示意圖；
圖2是風墻式蒸發冷凝裝置的結構示意圖。
[0019]其中，圖中序號表示:
排風道(1)、風墻式蒸發冷凝裝置(2)、水處理系統(3)、排風道外消氣器(4)、新風道外消氣器(4-1)、蒸發冷凝水處理裝置(5)、制冷系統管道(6)、新風道(7)、防火型排風控制風閥(9)、防火型新風控制風閥(9-1)、防火型混風控制風閥1(9-2)、制冷系統壓縮裝置(10)、送風可開啟空氣過濾裝置(11)、排風風機(12)、通道式可開啟蒸發裝置(13)、排風道內消氣器(14)、送風風機(15)、送風道內消聲器(16)、防火型混風控制風閥2(17)、回風匯合區域
(18)、送風分置區域(19)、制冷系統壓縮裝置(20)、壓縮機外置直膨式可開啟空調機組
(21)、壓縮機內置直膨式可開啟空調機組(22);
預冷換熱裝置(2-1)、風墻用止回裝置(2-2)、風量分區控制自適應風墻型動力系統(2-3)、排水裝置(2-4)、風墻型蒸發冷凝換熱器(2-5)、可開啟空氣過濾器裝置(2-6)、風墻用防火閥(2-7)。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。
[0021]如圖1和圖2所示，一種地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，包括通風動力系統、制冷凈化系統和水處理系統3，所述通風動力系統、制冷凈化系統和水處理系統3均置于地鐵站的土建風道中，所述土建風道包括排風道1、新風道7與形成排風道和新風道的風道墻，所述制冷空調系統包括風墻型蒸發冷凝模塊2和啟閉式直膨蒸發模塊8，所述風墻型蒸發冷凝模塊2安裝于排風道I和新風道7之間的風道墻上，從新風道7獲得足夠的空氣量，把冷凝熱量從排風道排出；所述啟閉式直膨蒸發模塊8安裝于風墻型蒸發冷凝模塊2下游的新風道內，對空氣進行降溫降濕后送到地鐵站內。
[0022]所述風墻型蒸發冷凝模塊2根據氣流方向依次包括可開啟空氣過濾器裝置2-6、風墻型蒸發冷凝換熱器2-5、擋水裝置2-4、風量分區控制自適應風墻型動力系統2-3、風墻用止回裝置2-2、風墻用防火閥2-7和預冷換熱裝置2-1。
[0023]所述啟閉式直膨蒸發模塊8順送風氣流方向包括通道式可開啟蒸發裝置13和送風可開啟空氣過濾裝置11。
[0024]所述水處理系統3包括與風墻型蒸發冷凝模塊2連接的蒸發冷凝水處理裝置5。
[0025]所述制冷空調系統還包括制冷系統管道6、第一制冷系統壓縮裝置10和第二制冷系統壓縮裝置20，所述風墻型蒸發冷凝模塊2與蒸發冷凝水處理裝置5、第一制冷系統壓縮裝置10、通道式可開啟蒸發裝置13通過制冷系統管道6依次連接，所述風墻型蒸發冷凝模塊2還通過制冷系統管道6與設于風道外的第二制冷系統壓縮裝置20、壓縮機外置直膨式可開啟空調機組21和壓縮機內置直膨式可開啟空調機組連接22。
[0026]所述通風動力系統包括排風道外消氣器4、排風風機12、排風道內消氣器14、防火型排風控制風閥9、新風道外消氣器4-1、送風風機15、送風道內消聲器16和防火型新風控制風閥9-1;所述排風道外消氣器4設于排風道I的排風口附近，所述排風風機12和排風道內消氣器14依次設于排風道I內，所述防火型排風控制風閥9設于排風風機12和排風道外消氣器4之間；所述新風道外消氣器4-1設于新風道7的進風口附近，所述送風風機15和送風道內消氣器16依次設于新風道7內，所述防火型新風控制風閥9-1設于送風風機15和新風道外消氣器4-1之間。
[0027]所述排風道I和新風道7之間的風道墻上安裝有第一防火型混風控制風閥9-2和第二防火型混風控制風閥17，排風道1、新風道7的末端分別形成回風匯合區域18、送風分置區域19 ο
[0028]在空調小新風運行時，外空氣循環為室外新風從新風道7進入，防火型新風控制風閥9-1控制最小開度，送入人員所需最小新風，第一防火型混風控制風閥9-2打開，新風經送風可開啟空氣過濾裝置11進行凈化處理后，進入通道式可開啟蒸發裝置13進行熱交換，將室內外混風降溫后通過送風風機15進行空氣動力提升后進行送風分置區域19，然后通風送風風管系統送至地鐵站內。
[0029]內空氣循環為室內熱濕負荷通過風管系統進入回風匯合區域18，經過排風道內消氣器14后，進入排風風機12進入空氣動力提升，室外新風在防火型排風控制風閥9關閉，第二防火型混風控制風閥9-2打開，構成內空氣回風循環回路，風墻式蒸發冷凝模塊2開啟提供足夠排熱風量，防火型排風控制風閥9關閉，室外新風經風量分區控制自適應風墻型動力系統2-3引入，經可開啟空氣過濾器裝置2-6進行空氣過濾處理后，進入風墻型蒸發冷凝換熱器2-5進行熱交換，將制冷循環系統的熱負荷轉移到排風空氣中，通過排風道I排到室外。
[0030]在制冷循環方面，冷媒經第一制冷系統壓縮裝置10進行壓縮后排出，經制冷系統管道6進入通道式風墻式蒸發冷凝模塊2對冷媒進行散熱降溫，然后再通過系統管道6，經節能裝置后，進入通道式可開啟蒸發裝置13進行吸熱后，冷媒回到第一制冷系統壓縮裝置10，進入下一個循環，不斷地將地鐵站室內熱濕負荷直接通過冷媒循環帶走，整個系統簡單可靠實用高效。
[0031]基于地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，本發明還提供了一種地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調控制方法，上述通風空調系統利用焓值控制原理結合全年氣候變化進行自動切換節能運行，具體控制方法如下: 當室外焓值大于地鐵站內焓值時，空調小新風運行，此時風墻式蒸發冷凝模塊2、啟閉式直膨蒸發模塊8、第一制冷系統壓縮裝置10組成的制冷系統開啟，防火型排風控制風閥9-1保持人員所需新風最小開度，防火型新風控制風閥9關閉、第一防火型混風控制風閥9-2全開，排風風機12與送風風機15變頻運行。
[0032]當室外焓值小于地鐵站內焓值但大于保持溫濕度所需送風出口焓值時，空調全新風運行，此時風墻式蒸發冷凝模塊2、啟閉式直膨蒸發模塊8、制冷系統壓縮裝置10組成的制冷系統部分負荷開啟，防火型排風控制風閥9全開，防火型新風控制風閥9-1全開、第一防火型混風控制風閥9-2關閉，排風風機12與送風風機15變頻運行。
[0033]當室外焓值小于保持溫濕度所需送風出口焓值時，過渡季節通風運行，此時風墻式蒸發冷凝模塊2、啟閉式直膨蒸發模塊8、第一制冷系統壓縮裝置10組成的制冷系統關閉，防火型排風控制風閥9全開，防火型新風控制風閥9-1全開、第一防火型混風控制風閥9-2關閉，排風風機12與送風風機15變頻運行。
[0034]當室外出現極端氣溫時(如零下10度)，冬季通風運行，此時風墻式蒸發冷凝模塊
2、啟閉式直膨蒸發模塊8、第一制冷系統壓縮裝置10組成的制冷系統關閉，防火型排風控制風閥9-1保持人員所需新風最小開度，防火型新風控制風閥9關閉、第一防火型混風控制風閥9-2全開，排風風機12與送風風機15變頻運行。
[0035]另外，地鐵站內焓值=61kj/kg,保持溫濕度所需送風出口焓值=25 kj/kg。防火型排風控制風閥9-1保持人員所需新風最小開度中的最小開度即過風面積僅為全開時過風面積的10%-30%。
【主權項】
1.一種地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，包括通風動力系統、制冷凈化系統和水處理系統，所述通風動力系統、制冷凈化系統和水處理系統均置于地鐵站的土建風道中，所述土建風道包括排風道、新風道與形成排風道和新風道的風道墻，其特征在于，所述制冷凈化系統包括風墻型蒸發冷凝模塊和啟閉式直膨蒸發模塊，所述風墻型蒸發冷凝模塊安裝于排風道和新風道之間的風道墻上，從新風道獲得足夠的空氣量，把冷凝熱量從排風道排出；所述啟閉式直膨蒸發模塊安裝于風墻型蒸發冷凝模塊下游的新風道內，對空氣進行降溫降濕后送到地鐵站內。2.根據權利要求1所述的地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，其特征在于，所述風墻型蒸發冷凝模塊根據氣流方向依次包括可開啟空氣過濾器裝置、風墻型蒸發冷凝換熱器、擋水裝置、風量分區控制自適應風墻型動力系統、風墻用止回裝置、風墻用防火閥和預冷換熱裝置。3.根據權利要求2所述的地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，其特征在于，所述啟閉式直膨蒸發模塊順送風氣流方向包括通道式可開啟蒸發裝置和送風可開啟空氣過濾裝置。4.根據權利要求3所述的地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，其特征在于，所述水處理系統包括與風墻型蒸發冷凝模塊連接的蒸發冷凝水處理裝置。5.根據權利要求4所述的地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，其特征在于，所述制冷凈化系統還包括制冷系統管道、第一制冷系統壓縮裝置和第二制冷系統壓縮裝置，所述風墻型蒸發冷凝模塊與蒸發冷凝水處理裝置、第一制冷系統壓縮裝置和通道式可開啟蒸發裝置通過制冷系統管道依次連接，所述風墻型蒸發冷凝模塊還通過制冷系統管道與設于風道外的第二制冷系統壓縮裝置、壓縮機外置直膨式可開啟空調機組和壓縮機內置直膨式可開啟空調機組連接。6.根據權利要求5所述的地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，其特征在于，所述通風動力系統包括排風道外消氣器、排風風機、排風道內消氣器、防火型排風控制風閥、新風道外消氣器、送風風機、送風道內消聲器和防火型新風控制風閥；所述排風道外消氣器設于排風道的排風口附近，所述排風風機和排風道內消氣器依次設于排風道內，所述防火型排風控制風閥設于排風風機和排風道外消氣器之間；所述新風道外消氣器設于新風道的進風口附近，所述送風風機和送風道內消氣器依次設于新風道內，所述防火型新風控制風閥設于送風風機和新風道外消氣器之間。7.根據權利要求6所述的地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調系統，其特征在于，所述排風道和新風道之間的風道墻上安裝有第一防火型混風控制風閥和第二防火型混風控制風閥。8.—種地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調控制方法，其特征在于，采用上述權利要求7所述的通風空調系統利用焓值控制原理結合全年氣候變化進行自動切換節能控制。9.根據權利要求8所述的地鐵站風墻型蒸發冷凝直膨蒸發通風空調控制方法，其特征在于，具體控制方法如下: 當室外焓值大于地鐵站內焓值時，空調小新風運行，此時所述風墻式蒸發冷凝模塊、啟閉式直膨蒸發模塊、第一制冷系統壓縮裝置組成的制冷系統開啟，所述防火型排風控制風閥保持人員所需新風最小開度，所述防火型新風控制風閥關閉、所述第一防火型混風控制風閥全開，所述排風風機與送風風機變頻運行； 當室外焓值小于地鐵站內焓值但大于保持溫濕度所需送風出口焓值時，空調全新風運行，此時所述風墻式蒸發冷凝模塊、啟閉式直膨蒸發模塊、第一制冷系統壓縮裝置組成的制冷系統部分負荷開啟，所述防火型排風控制風閥全開，所述防火型新風控制風閥全開、所述第一防火型混風控制風閥關閉，所述排風風機與送風風機變頻運行； 當室外焓值小于保持溫濕度所需送風出口焓值時，過渡季節通風運行，此時所述風墻式蒸發冷凝模塊、啟閉式直膨蒸發模塊、第一制冷系統壓縮裝置組成的制冷系統關閉，所述防火型排風控制風閥全開，所述防火型新風控制風閥全開、所述第一防火型混風控制風閥關閉，所述排風風機與送風風機變頻運行； 當室外出現極端氣溫時，冬季通風運行，此時所述風墻式蒸發冷凝模塊、啟閉式直膨蒸發模塊、第一制冷系統壓縮裝置組成的制冷系統關閉，所述防火型排風控制風閥保持人員所需新風最小開度，所述防火型新風控制風閥關閉、所述第一防火型混風控制風閥全開，所述排風風機與送風風機變頻運行。
【文檔編號】F24F13/24GK106091228SQ201610672540
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月16日 公開號201610672540.3, CN 106091228 A, CN 106091228A, CN 201610672540, CN-A-106091228, CN106091228 A, CN106091228A, CN201610672540, CN201610672540.3
【發明人】王亮添, 陳禧, 丘海揚, 李輝輝
【申請人】廣東申菱環境系統股份有限公司