[发明专利]一种用于盾构机的整车热管理系统及方法

说明书

本发明提出一种用于盾构机的整车热管理系统及方法，包括风压换热器、冷水箱、冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组、冷却塔和外水大温差换热模块，所述风压换热器、冷水箱、冷冻水泵和冷水机组依次闭环连接并形成冷冻水循环水路；冷水机组、外水大温差换热模块、冷却塔和冷却水泵依次闭环连接并形成冷却水循环水路；且冷却水泵与冷水箱相连接进行补水。本发明通过风压换热器使得新风与换热盘管低速换热，实现大流量低风阻高效换热；通过外水大温差换热模块使冷却水在相同工况下可以带走更多的热量，实现冷却水一次流经冷凝器大温差出水，提升系统散热效率；本发明具有风阻小、换热时间短、散热效率高、改善隧道内作业环境等特点。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，具体涉及一种用于盾构机的整车热管理系统及方法。

背景技术

盾构机使用电力作为能源来源，在正常掘进过程中，电机驱动液压系统推进及刀盘掘进时，大部分损耗的功率转化为热量使得液压系统及润滑系统温度升高。液压系统油温不宜超过65℃，润滑系统油温不宜超过60℃，否则会影响盾构机正常运作，严重时甚至会导致盾构机停机冷却。同时盾构机内部还会有大量的机电设备（如管片安装机、螺旋输送机）会产生热量，这些机电设备耗散热量会使隧道内环境温度升高，严重时影响作业人员健康。

现有盾构机采取的降温措施是在液压系统、润滑系统等设备局部加设独立的冷却系统，并对通入掘进隧道内的新风进行降温处理。通常各独立冷却系统将发热部件的热量直接排放至隧道内部，恶化隧道内热湿环境的同时还降低了冷却系统的工作效率。因此本发明提出了使用一套整车热管理系统对盾构机所有发热部件及隧道内部热湿环境进行热管理，将热量转移至地上，在保证盾构机连续稳定运行的情况下，提升盾构机的整体散热效率并改善隧道内作业人员的工作环境。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种用于盾构机的整车热管理系统及方法，解决了现有技术中盾构机的冷却系统将发热部件的热量直接排放至隧道内部，导致恶化隧道内热湿环境以及降低冷却系统工作效率的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种用于盾构机的整车热管理系统，包括风压换热器、冷水箱、冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组、冷却塔和外水大温差换热模块，所述风压换热器、冷水箱、冷冻水泵和冷水机组依次闭环连接并形成冷冻水循环水路；冷水机组、外水大温差换热模块、冷却塔和冷却水泵依次闭环连接并形成冷却水循环水路；且冷却水泵还与冷水箱相连接。

所述风压换热器包括换热器壳体，换热器壳体内水平设置有换热盘管，换热器壳体的左右两端分别设置有出风口和进风口，且进风口通入新风，出风口连通盾构机的空调区域。

所述进风口和出风口分别位于换热盘管的上下两侧。

所述外水大温差换热模块包括集水器、冷水机组冷凝器和分水器，集水器、冷水机组冷凝器和分水器依次连接，且集水器与冷却水泵相连接，分水器与冷却塔相连接。

所述分水器还通过支路水泵与集水器相连接。

风压换热器和冷水机组之间的回路上设置有支路管道并与盾构机的产热设备相连接。

一种用于盾构机的整车热管理方法，风压换热器利用压能转换使盾构机内部通入的新风与换热盘管充分换热降温后送入盾构机空调区域内，冷冻水循环水路中的冷冻水经冷水机组冷却后持续为盾构机降温；且冷水机组将盾构机内的热量转移至冷却水循环水路，并通过外水大温差换热模块将部分出水通过支管回流并与进水混合提升冷却水的出水温度进而提升热量转移量，然后经冷却塔冷却后重复使用。