[发明专利]一种利用薄壳换热器的地铁废热回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用毛细管薄壳换热器的废热回收系统，特别涉及一种应用于地铁隧道中的毛细管空气源/土壤源热泵系统。

背景技术

随着世界范围内交通拥挤、环境污染和能源危机等问题的日益突出，发展城市轨道交通越来越引起世界各国的高度重视。地铁因其安全、舒适、快速、准点、载客量大、低能耗及低污染的特点越来越受青睐。

伴随着世界城市地铁的大量兴建和飞速发展，人们越来越关注地铁环境的质量问题。由于地铁隧洞内特有的活塞风，以及列车刹车、机车空调产热及大量的机电设备、人员、照明等的产热，使得地铁站内在冬季和过渡季基本无需供热，而夏季则需要供冷。地下隧道中（地铁站内）传统的供冷方式主要是通过制冷机及设于地面上的冷却塔，将隧道中（站台内）的热量释放到地面大气中。这种系统型式存在的问题主要是冷却塔的设置问题。由于地铁线路所经过的区域多是城市繁华地带，地面上设置冷却塔的空间有限或根本没有，而且将冷却塔安装在地面上不仅影响城市景观和规划，还给周围环境带来噪声污染和卫生隐患。国内在广州和上海等地对地铁空调冷却塔菌污染状况的调查表明，部分地铁站空调冷却塔水军团菌污染状况较为严重，容易造成疾病的传播。

为了解决地铁车站冷却塔的设置问题，减少对地面景观、噪声污染等的影响，热泵技术成为强化能源利用率的重要手段，是获取可再生能源及维护生态平衡的有效途径。地下隧道和地铁车站基本都处于地下恒温层以下，地下土壤的温度常年基本恒定，非常适合热泵系统的应用，也可以减小冷却塔的容量或避免设置冷却塔，但地下隧道周围有一系列的结构加固和保护措施。针对地铁环境研究新型的换热装置，对地下隧道热能的利用也有较大的实际意义。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提出一种利用毛细管薄壳换热器的废热回收系统，克服了冷却塔的设置及土壤源热泵系统常规打孔困难的不足，具有造价低，换热效率高、环保、经济高效等优点，且能夏季对地下隧道车站供冷，冬季对地上建筑供暖。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种利用薄壳换热器的地铁废热回收系统，其特征在于直接回收地铁废热，在岩层土壤中取热冬季作为热量补充以及夏季供冷，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、毛细管末端换热系统；其中毛细管网前端换热系统包括包括铺设于隧道混凝土层的薄壳前端换热器（5）、隧道表面空气中的薄壳前端换热器（6）、循环水泵（8）、（9）；水源热泵系统包括压缩机（2），包含接口a、b、c、d的蒸发器，节流阀和包含接口e、f、g、h、i、j的冷凝器；站内末端换热系统包括毛细管末端换热器（7）及循环水泵（10）。

整个系统通过管路和阀门连接，压缩机（2）的出口与冷凝器（3）的e端相连，冷凝器（3）的j端通过节流阀（4）与蒸发器（1）的c端相连，蒸发器（1）的b端与压缩机（2）相连；蒸发器（1）的a端通过阀门E，再分别通过支路阀门A循环水泵8、阀门C循环水泵9和连接薄壳换热器（5）、（6）的入口端，薄壳换热器（5）、（6）的出口端分别通过支路阀门B、D及阀门F与蒸发器的d端相连；冷凝器（3）的f端通过阀门K及循环水泵（10）与末端换热器（7）的出口端相连，末端换热器（7)的另一端通过阀门L与冷凝器（3）的i端相连；冷凝器（3)的g端通过阀门G与阀门A、C和阀门E之间的管路相连，冷凝器（3）的h端通过阀门J与阀门B、D和阀门F之间的管路相连；阀门H的一端连接阀门E和蒸发器（1）接口a之间管路，另一端连接循环水泵和阀门K之间管路；阀门I的一端连接阀门F和蒸发器（1）接口d之间管路，另一端连接阀门L和末端换热器（7）之间管路。

所述的一种利用薄壳换热器的地铁废热回收系统，其特征在于，所述的毛细管网前端换热系统、毛细管末端换热系统中毛细管间距为10mm、20mm或40mm，管材为ppr管材或pe-rt管材。

所述的一种利用薄壳换热器的地铁废热回收系统，其特征在于，所述的毛细管网前端换器（5）置于地下隧道岩壁上，距离隧道壁外表面10-50cm，毛细管前段换热器（6）置于隧道壁外表面0-10cm。

所述的一种利用薄壳换热器的地铁废热回收系统，其特征在于：冬、夏季利用阀门对管路进行切换实现供热供冷的转变。

附图说明：

附图为本发明的结构示意图。

其中：1-蒸发器，2-压缩机，3-冷凝器，4-节流阀，5、6-薄壳前端换热器，7-薄壳末端换热器，8、9、10-循环水泵， A—L-阀门。

具体实施方式：