一种便捷型冷冻机组热水冷却机构的制作方法

本实用新型明属于管道施工领域，尤其属于联络通道冻结法施工领域，特别涉及一种便捷型冷冻机组热水冷却机构。

背景技术：

在城市地铁规划设计中，上、下行隧道间通常要设置联络通道，起着两隧道连结、集、排水和防火等作用。联络通道开挖施工前，必须对其周围土体进行加固。冻结法加固土体是一种行之有效的方法。

冷冻机组是联络通道冻结施工的制冷设备，为冻结加固土体提供所必需的冷量。热水冷却系统作为冷冻机组的一个组成部分，对降低冷冻机油温，保证冷冻机正常运转，起着至关重要的作用。

目前，冷冻机组的热水冷却系统，最常采用的设备是冷却塔。冷冻机组循环出的高温热水，通过管路，经压力泵增压后进入冷却塔顶部，然后喷洒至冷却塔内散热填料表面，再穿过散热填料向下流动。热水在散热材料内部流动的同时，与底部吹入进入的冷空气之间产生热交换，部分热水被蒸发排出。冷却后的水落入水槽内，再利用水泵将其传至冷冻机组中，然后再次吸收热量，进行下一次循环。

目前，冷却塔在联络通道施工中应用存在以下缺点或不足之处：

(1)单个联络通道冻结施工需配备冷却塔2~3个，由于冷却塔体积、重量较大，这就使得在隧道内吊运、安装冷却塔施工较为繁琐，耗时、耗工；

(2)冷却塔造价较高，且其在土体冻结过程中需一直运行，运行时间较长，能耗多，故增加相当一部分工程成本；

(3)冷却塔内部散热填料，为细孔、长路径材料，运行一段后填料易发生老化及堵塞现象，使得冷却效果降低。

因此，上述问题亟待解决。

技术实现要素：

实用新型目的：为了克服以上问题，本实用新型的目的是提供一种适用于联络通道施工的便捷型冷冻机组热水冷却机构，它能解决常用冷却设备（冷却塔）吊运安装繁琐、造价高、能耗多等问题。

技术方案：一种便捷型冷冻机组热水冷却机构，包括隧道管片，所述隧道管片内设有二隔水挡板形成密闭的冷却机构本体，所述一隔水挡板上部和下部分别设有一开口，穿过所述上部和下部的开口，还分别设有的开口分别设有热水管和冷水管，所述热水管和冷水管分别和冷冻机组连接；所述热水管一端设于冷却机构本体内，并位于所述冷却水池上方，另一端连接冷冻机组；所述冷水管一端与所述冷却水池连通，另一端连接冷冻机组。本实用新型所述的便捷型冷冻机组热水冷却机构结构合理，工作效率高，紧紧依托隧道现有施工场地条件，所需安装体系部件少，现场安装方便、快捷，需要动力运行的设备少，造价低廉，能耗低。

进一步的，上述的便捷型冷冻机组热水冷却机构，所述设于冷却机构本体内的热水管上还设有一组喷淋管。多个喷淋管分别与热水管连接，热水在喷淋向上方及洒落向下方冷却水池去回两个过程中，都与干冷空气发生热交换，增大了热交换的时间，提高了热水冷却效果。

进一步的，上述的便捷型冷冻机组热水冷却机构，所述喷淋管上均匀设有一组喷淋孔。使热水喷淋更加均匀分散，方便热水的降温，提高降温效率和效果。

进一步的，上述的便捷型冷冻机组热水冷却机构，所述喷淋管上还分别设有闸阀。喷淋管与清水管之间设闸阀，以调节喷淋压力及喷淋高度，使冷却机构可以适应不同管道的应用。

进一步的，上述的便捷型冷冻机组热水冷却机构，所述冷却机构本体内还设有一组吹风设备。通过设置吹风设备可以将热水管中热水进行迅速风冷降温，进一步增加冷却效果。并且可以采用隧道内冷风，环保高效。

进一步的，上述的便捷型冷冻机组热水冷却机构，所述冷水管上设有压力泵。通过压力泵可以高效稳定将冷却水池中的冷却水输送至冷冻机组，进行热交换降温。

进一步的，上述的便捷型冷冻机组热水冷却机构，所述压力泵上还设有控制阀。控制阀可以使压力泵的控制更加稳定、高效。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的便捷型冷冻机组热水冷却机构，与传统冷却塔相比具有以下优势：

(1)本热水冷却机构紧紧依托隧道现有施工场地条件，所需安装体系部件少，仅有喷淋管道及吹风设备，现场安装方便、快捷；

(2)本热水冷却机构安装、拆卸灵活，施工完成后成套部件、设备，能重复利用，环保高效；

(3)本热水冷却机构，体系部件少，需要动力运行的设备少，造价低廉，能耗低；

(4)本热水冷却机构，充分利用隧道场地条件，采用隧道内冷风、直接接触的隧道管片及间接接触的土体等多种方式、多种环节来对热水进行降温，冷却效果好，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型所述便捷型冷冻机组热水冷却机构的结构示意图；

图2为本实用新型所述便捷型冷冻机组热水冷却机构图1的1-1剖面图。

图中：10隧道管片、20隔水挡板、30冷冻机组、1冷却机构本体、2热水管、3冷水管、4冷却水池、5喷淋管、6闸阀、7吹风设备、8压力泵、81控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例

如图1-2所示的便捷型冷冻机组热水冷却机构，包括隧道管片10，所述隧道管片10内设有二隔水挡板20形成密闭的冷却机构本体1，所述一隔水挡板20上部和下部分别设有一开口，穿过所述上部和下部的开口，还分别设有的开口分别设有热水管2和冷水管3，所述热水管2和冷水管3分别和冷冻机组30连接。并且，所述冷水管3上设有压力泵8，所述压力泵8上还设有控制阀81。所述冷却机构本体1底部设有冷却水池4，在盾构区间隧道内围一长度约为20m，密封完好的冷却水池4，冷却水池4总容水量约为43m³。所述热水管2一端设于冷却机构本体1内，并位于所述冷却水池4上方，另一端连接冷冻机组30；所述冷水管3一端与所述冷却水池4连通，另一端连接冷冻机组30。

其中，所述设于冷却机构本体1内的热水管2上还设有一组喷淋管5，所述喷淋管5上均匀设有一组喷淋孔。并且，所述喷淋管5上还分别设有闸阀6。在本实施例中，采用15根长度2m、直径89mm的钢管，作为喷淋管系，喷淋管5上钻设3mm直径的喷淋孔。喷淋管系架设高度约2.5m，喷淋管5分别与热水管2连接，其排距约为0.30m，喷淋管5与热水管2之间设闸阀6，以调节喷淋压力及喷淋高度。

此外，所述冷却机构本体1内还设有一组吹风设备7。在本实施例中，架设两个吹风机，以加快喷淋、洒落过程中热水与干冷空气的热交换速度，同时吹走蒸发的水气。吹风设备7架设高度为吹风机中心至隧道最底端约3.5m，与最近喷淋管5距离约3.5~5.0m。

工作时，基于上述的结构基础，运行步骤及原理如下：

(1)冷冻机组30循环出来的热水大于42℃，首先经热水管2进入喷淋管道体系，在压力作用下，通过喷淋管5上多个细小喷淋孔，斜向上喷至上方盾构隧道管片10；

(2)喷出的热水一部分直接洒落至下方冷却水池4内，另一部分则沿盾构隧道的隧道管片10向下流入冷却水池4；

(3)热水喷淋的同时，侧面安装的吹风设备7，则将隧道内干冷空气不断吹向喷淋在空中热水，并将部分蒸发的热水出走；

(4)热水在喷淋向上方及洒落向下方冷却水池4去回两个过程中，都与干冷空气发生热交换，增大了热交换的时间，提高了热水冷却效果；

(5)沿隧道管片10流下的那部分热水，在流落的过程中，则与隧道管片10体发生热交换，经冷却后流入水池；

(6)由于冷却水池4依托盾构区间隧道而建，进入冷却水池4内的水则又再一次与隧道管片10发生热交换，进一步得到冷却；

(7)冷却水池4内经冷却后的冷水小于32℃，满足冷冻机组30要求，通过管道，经压力泵8压送至冷冻机组30内，然后吸收热量，再进行下一次循环。

经现场施工检验，本实用新型所述的便捷型冷冻机组热水冷却机构安装方便、快捷，造价低廉，且对热水降温效果好，能满足冷冻机组冻结运转需求，具有良好的市场应用价值及前景。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。