地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，包括通风动力系统、制冷净化系统和水处理系统，所述通风动力系统、制冷净化系统和水处理系统均置于地铁站的土建风道中，所述土建风道包括排风道、新风道与形成排风道和新风道的风道墙，所述制冷净化系统包括风墙型蒸发冷凝模块和启闭式直膨蒸发模块；所述控制方法通过系统利用焓值控制原理结合全年气候变化进行自动切换节能运行。本发明占地少、节能减排且能够有效利用风道墙散热制冷。
【专利说明】
地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统及控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及地铁站及地下空间的通风空调系统，尤其是地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]传统地铁站通风空调采用“水冷冷水机组+冷却塔+组合式空调机组”系统，该传统系统有以下不足:其一，冷却塔占用地面位置破坏城市景观及扰民，地铁站多建设在城市人口密度较大的繁华地段，在该地段的地面设置冷却塔破坏城市景观及对附近居民造成日常生活与休息造成影响；其二，传统系统中的水冷冷水机组需在地铁站土建风道外占用专用机房，增加土建开挖工程量及建议投资；其三，传统“水冷冷水机组+冷却塔+组合式空调机组”系统需经历五次循环四次换热才能将空内热湿负荷排到室外，热交换次数多，换热衰减多且快，系统综合能效低。
[0003]专利号为CN201510228461.9的发明专利公开了一种地铁站坑道型蒸发冷凝直膨冷风型通风空调系统，它包括通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统，所述通风动力系统、空气净化系统和制冷空调系统均置于坑道中，所述坑道包括排风道和新风道，所述通风动力系统设于排风道和新风道中实现空气输送，所述空气净化系统内置于排风道、新风道通道的垂直方向上对通风动力系统输送的空气进行净化，所述制冷空调系统包括通道式可开启蒸发冷凝装置，所述通道式可开启蒸发冷凝装置内置于排风道中实现室内、外侧间热量传递。该发明的技术方案主要通过通道式可开启蒸发冷凝装置排风带走热量，风道墙仅为补充风量，这种方式对于地铁站制冷空调系统来说还过于单一，没能很好将风道墙利用起来作为主要的制冷部分。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术占地面空间过多的不足，提供一种占地少、节能减排且能够有效利用风道墙散热制冷的地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统。
[0005]本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现:
一种地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，包括通风动力系统、制冷净化系统和水处理系统，所述通风动力系统、制冷净化系统和水处理系统均置于地铁站的土建风道中，所述土建风道包括排风道、新风道与形成排风道和新风道的风道墙，所述制冷净化系统包括风墙型蒸发冷凝模块和启闭式直膨蒸发模块，所述风墙型蒸发冷凝模块安装于排风道和新风道之间的风道墙上，从新风道获得足够的空气量，把冷凝热量从排风道排出；所述启闭式直膨蒸发模块安装于风墙型蒸发冷凝模块下游的新风道内，对空气进行降温降湿后送到地铁站内。
[0006]本发明中，动力系统、制冷净化系统和水处理系统根据地铁站土建风道的布置因地制宜安排风道中，可以根据焓差实现空调全新风、空调小新风、过渡季节通风、冬季通风、事故通风、灾控排烟等不种运行模式自动切换且各模式间不影响冲突。
[0007]进一步地，所述风墙型蒸发冷凝模块根据气流方向依次包括可开启空气过滤器装置、风墙型蒸发冷凝换热器、挡水装置、风量分区控制自适应风墙型动力系统、风墙用止回装置、风墙用防火阀和预冷换热装置。
[0008]本发明中，所述风墙型蒸发冷凝模块对空气实现过滤、按需高效换热、挡水、按需供风、防止回、防烟防火、空气二次利用预冷等功能。
[0009]进一步地，所述启闭式直膨蒸发模块顺送风气流方向包括通道式可开启蒸发装置和送风可开启空气过滤装置。
[0010]本发明中，所述启闭式直膨蒸发模块对供到地铁站内的空气实现过滤、降温除温等功能。
[0011]进一步地，所述水处理系统包括与风墙型蒸发冷凝模块连接的蒸发冷凝水处理装置。
[0012]进一步地，所述制冷净化系统还包括制冷系统管道、第一制冷系统压缩装置和第二制冷系统压缩装置，所述风墙型蒸发冷凝模块与蒸发冷凝水处理装置、第一制冷系统压缩装置和通道式可开启蒸发装置通过制冷系统管道依次连接，所述风墙型蒸发冷凝模块还通过制冷系统管道与设于风道外的第二制冷系统压缩装置、压缩机外置直膨式可开启空调机组和压缩机内置直膨式可开启空调机组连接。
[0013]进一步地，所述通风动力系统包括排风道外消气器、排风风机、排风道内消气器、防火型排风控制风阀、新风道外消气器、送风风机、送风道内消声器和防火型新风控制风阀；所述排风道外消气器设于排风道的排风口附近，所述排风风机和排风道内消气器依次设于排风道内，所述防火型排风控制风阀设于排风风机和排风道外消气器之间；所述新风道外消气器设于新风道的进风口附近，所述送风风机和送风道内消气器依次设于新风道内，所述防火型新风控制风阀设于送风风机和新风道外消气器之间。
[0014]进一步地，所述排风道和新风道之间的风道墙上安装有第一防火型混风控制风阀和第二防火型混风控制风阀，排风道、新风道的末端分别形成回风汇合区域、送风分置区域。
[0015]本发明中，对于该通风空调系统中，通风动力系统可实现空调全新风、空调小新风、过渡季节通风、冬季通风、事故通风、灾控排烟等不同功能模式间的运行切换，保障地铁站环控系统可靠运行。
[0016]基于地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，本发明还提供了一种地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调控制方法，上述通风空调系统利用焓值控制原理结合全年气候变化进行自动切换节能运行，具体控制方法如下:
当室外焓值大于地铁站内焓值时，空调小新风运行，此时所述风墙式蒸发冷凝模块、启闭式直膨蒸发模块、第一制冷系统压缩装置组成的制冷系统开启，所述防火型排风控制风阀保持人员所需新风最小开度，所述防火型新风控制风阀关闭、所述第一防火型混风控制风阀全开，所述排风风机与送风风机变频运行；
当室外焓值小于地铁站内焓值但大于保持温湿度所需送风出口焓值时，空调全新风运行，此时所述风墙式蒸发冷凝模块、启闭式直膨蒸发模块、第一制冷系统压缩装置组成的制冷系统部分负荷开启，所述防火型排风控制风阀全开，所述防火型新风控制风阀全开、所述第一防火型混风控制风阀关闭，所述排风风机与送风风机变频运行； 当室外焓值小于保持温湿度所需送风出口焓值时，过渡季节通风运行，此时所述风墙式蒸发冷凝模块、启闭式直膨蒸发模块、第一制冷系统压缩装置组成的制冷系统关闭，所述防火型排风控制风阀全开，所述防火型新风控制风阀全开、所述第一防火型混风控制风阀关闭，所述排风风机与送风风机变频运行；
当室外出现极端气温时，冬季通风运行，此时所述风墙式蒸发冷凝模块、启闭式直膨蒸发模块、第一制冷系统压缩装置组成的制冷系统关闭，所述防火型排风控制风阀保持人员所需新风最小开度，所述防火型新风控制风阀关闭、所述第一防火型混风控制风阀全开，所述排风风机与送风风机变频运行。
[0017]与现有技术相比，本发明具有的有益效果:
1、将通风空调、净化、制冷系统、水处理系统内置于土建风道中，不再需要制冷系统主机专用机房，节省地铁站土建面积与投资；
2、将风墙式蒸发冷凝模块内置新排风道的隔墙上，该系统不需要冷却塔，不会因为冷却塔占用地面位置而影响周边环境景观及附近居民日常生活，实现环境和谐。
【附图说明】
[0018]图1是地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统结构示意图；
图2是风墙式蒸发冷凝装置的结构示意图。
[0019]其中，图中序号表示:
排风道(1)、风墙式蒸发冷凝装置(2)、水处理系统(3)、排风道外消气器(4)、新风道外消气器(4-1)、蒸发冷凝水处理装置(5)、制冷系统管道(6)、新风道(7)、防火型排风控制风阀(9)、防火型新风控制风阀(9-1)、防火型混风控制风阀1(9-2)、制冷系统压缩装置(10)、送风可开启空气过滤装置(11)、排风风机(12)、通道式可开启蒸发装置(13)、排风道内消气器(14)、送风风机(15)、送风道内消声器(16)、防火型混风控制风阀2(17)、回风汇合区域
(18)、送风分置区域(19)、制冷系统压缩装置(20)、压缩机外置直膨式可开启空调机组
(21)、压缩机内置直膨式可开启空调机组(22);
预冷换热装置(2-1)、风墙用止回装置(2-2)、风量分区控制自适应风墙型动力系统(2-3)、排水装置(2-4)、风墙型蒸发冷凝换热器(2-5)、可开启空气过滤器装置(2-6)、风墙用防火阀(2-7)。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
[0021]如图1和图2所示，一种地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，包括通风动力系统、制冷净化系统和水处理系统3，所述通风动力系统、制冷净化系统和水处理系统3均置于地铁站的土建风道中，所述土建风道包括排风道1、新风道7与形成排风道和新风道的风道墙，所述制冷空调系统包括风墙型蒸发冷凝模块2和启闭式直膨蒸发模块8，所述风墙型蒸发冷凝模块2安装于排风道I和新风道7之间的风道墙上，从新风道7获得足够的空气量，把冷凝热量从排风道排出；所述启闭式直膨蒸发模块8安装于风墙型蒸发冷凝模块2下游的新风道内，对空气进行降温降湿后送到地铁站内。
[0022]所述风墙型蒸发冷凝模块2根据气流方向依次包括可开启空气过滤器装置2-6、风墙型蒸发冷凝换热器2-5、挡水装置2-4、风量分区控制自适应风墙型动力系统2-3、风墙用止回装置2-2、风墙用防火阀2-7和预冷换热装置2-1。
[0023]所述启闭式直膨蒸发模块8顺送风气流方向包括通道式可开启蒸发装置13和送风可开启空气过滤装置11。
[0024]所述水处理系统3包括与风墙型蒸发冷凝模块2连接的蒸发冷凝水处理装置5。
[0025]所述制冷空调系统还包括制冷系统管道6、第一制冷系统压缩装置10和第二制冷系统压缩装置20，所述风墙型蒸发冷凝模块2与蒸发冷凝水处理装置5、第一制冷系统压缩装置10、通道式可开启蒸发装置13通过制冷系统管道6依次连接，所述风墙型蒸发冷凝模块2还通过制冷系统管道6与设于风道外的第二制冷系统压缩装置20、压缩机外置直膨式可开启空调机组21和压缩机内置直膨式可开启空调机组连接22。
[0026]所述通风动力系统包括排风道外消气器4、排风风机12、排风道内消气器14、防火型排风控制风阀9、新风道外消气器4-1、送风风机15、送风道内消声器16和防火型新风控制风阀9-1;所述排风道外消气器4设于排风道I的排风口附近，所述排风风机12和排风道内消气器14依次设于排风道I内，所述防火型排风控制风阀9设于排风风机12和排风道外消气器4之间；所述新风道外消气器4-1设于新风道7的进风口附近，所述送风风机15和送风道内消气器16依次设于新风道7内，所述防火型新风控制风阀9-1设于送风风机15和新风道外消气器4-1之间。
[0027]所述排风道I和新风道7之间的风道墙上安装有第一防火型混风控制风阀9-2和第二防火型混风控制风阀17，排风道1、新风道7的末端分别形成回风汇合区域18、送风分置区域19 ο
[0028]在空调小新风运行时，外空气循环为室外新风从新风道7进入，防火型新风控制风阀9-1控制最小开度，送入人员所需最小新风，第一防火型混风控制风阀9-2打开，新风经送风可开启空气过滤装置11进行净化处理后，进入通道式可开启蒸发装置13进行热交换，将室内外混风降温后通过送风风机15进行空气动力提升后进行送风分置区域19，然后通风送风风管系统送至地铁站内。
[0029]内空气循环为室内热湿负荷通过风管系统进入回风汇合区域18，经过排风道内消气器14后，进入排风风机12进入空气动力提升，室外新风在防火型排风控制风阀9关闭，第二防火型混风控制风阀9-2打开，构成内空气回风循环回路，风墙式蒸发冷凝模块2开启提供足够排热风量，防火型排风控制风阀9关闭，室外新风经风量分区控制自适应风墙型动力系统2-3引入，经可开启空气过滤器装置2-6进行空气过滤处理后，进入风墙型蒸发冷凝换热器2-5进行热交换，将制冷循环系统的热负荷转移到排风空气中，通过排风道I排到室外。
[0030]在制冷循环方面，冷媒经第一制冷系统压缩装置10进行压缩后排出，经制冷系统管道6进入通道式风墙式蒸发冷凝模块2对冷媒进行散热降温，然后再通过系统管道6，经节能装置后，进入通道式可开启蒸发装置13进行吸热后，冷媒回到第一制冷系统压缩装置10，进入下一个循环，不断地将地铁站室内热湿负荷直接通过冷媒循环带走，整个系统简单可靠实用高效。
[0031]基于地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，本发明还提供了一种地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调控制方法，上述通风空调系统利用焓值控制原理结合全年气候变化进行自动切换节能运行，具体控制方法如下: 当室外焓值大于地铁站内焓值时，空调小新风运行，此时风墙式蒸发冷凝模块2、启闭式直膨蒸发模块8、第一制冷系统压缩装置10组成的制冷系统开启，防火型排风控制风阀9-1保持人员所需新风最小开度，防火型新风控制风阀9关闭、第一防火型混风控制风阀9-2全开，排风风机12与送风风机15变频运行。
[0032]当室外焓值小于地铁站内焓值但大于保持温湿度所需送风出口焓值时，空调全新风运行，此时风墙式蒸发冷凝模块2、启闭式直膨蒸发模块8、制冷系统压缩装置10组成的制冷系统部分负荷开启，防火型排风控制风阀9全开，防火型新风控制风阀9-1全开、第一防火型混风控制风阀9-2关闭，排风风机12与送风风机15变频运行。
[0033]当室外焓值小于保持温湿度所需送风出口焓值时，过渡季节通风运行，此时风墙式蒸发冷凝模块2、启闭式直膨蒸发模块8、第一制冷系统压缩装置10组成的制冷系统关闭，防火型排风控制风阀9全开，防火型新风控制风阀9-1全开、第一防火型混风控制风阀9-2关闭，排风风机12与送风风机15变频运行。
[0034]当室外出现极端气温时(如零下10度)，冬季通风运行，此时风墙式蒸发冷凝模块
2、启闭式直膨蒸发模块8、第一制冷系统压缩装置10组成的制冷系统关闭，防火型排风控制风阀9-1保持人员所需新风最小开度，防火型新风控制风阀9关闭、第一防火型混风控制风阀9-2全开，排风风机12与送风风机15变频运行。
[0035]另外，地铁站内焓值=61kj/kg,保持温湿度所需送风出口焓值=25 kj/kg。防火型排风控制风阀9-1保持人员所需新风最小开度中的最小开度即过风面积仅为全开时过风面积的10%-30%。
【主权项】
1.一种地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，包括通风动力系统、制冷净化系统和水处理系统，所述通风动力系统、制冷净化系统和水处理系统均置于地铁站的土建风道中，所述土建风道包括排风道、新风道与形成排风道和新风道的风道墙，其特征在于，所述制冷净化系统包括风墙型蒸发冷凝模块和启闭式直膨蒸发模块，所述风墙型蒸发冷凝模块安装于排风道和新风道之间的风道墙上，从新风道获得足够的空气量，把冷凝热量从排风道排出；所述启闭式直膨蒸发模块安装于风墙型蒸发冷凝模块下游的新风道内，对空气进行降温降湿后送到地铁站内。2.根据权利要求1所述的地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，其特征在于，所述风墙型蒸发冷凝模块根据气流方向依次包括可开启空气过滤器装置、风墙型蒸发冷凝换热器、挡水装置、风量分区控制自适应风墙型动力系统、风墙用止回装置、风墙用防火阀和预冷换热装置。3.根据权利要求2所述的地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，其特征在于，所述启闭式直膨蒸发模块顺送风气流方向包括通道式可开启蒸发装置和送风可开启空气过滤装置。4.根据权利要求3所述的地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，其特征在于，所述水处理系统包括与风墙型蒸发冷凝模块连接的蒸发冷凝水处理装置。5.根据权利要求4所述的地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，其特征在于，所述制冷净化系统还包括制冷系统管道、第一制冷系统压缩装置和第二制冷系统压缩装置，所述风墙型蒸发冷凝模块与蒸发冷凝水处理装置、第一制冷系统压缩装置和通道式可开启蒸发装置通过制冷系统管道依次连接，所述风墙型蒸发冷凝模块还通过制冷系统管道与设于风道外的第二制冷系统压缩装置、压缩机外置直膨式可开启空调机组和压缩机内置直膨式可开启空调机组连接。6.根据权利要求5所述的地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，其特征在于，所述通风动力系统包括排风道外消气器、排风风机、排风道内消气器、防火型排风控制风阀、新风道外消气器、送风风机、送风道内消声器和防火型新风控制风阀；所述排风道外消气器设于排风道的排风口附近，所述排风风机和排风道内消气器依次设于排风道内，所述防火型排风控制风阀设于排风风机和排风道外消气器之间；所述新风道外消气器设于新风道的进风口附近，所述送风风机和送风道内消气器依次设于新风道内，所述防火型新风控制风阀设于送风风机和新风道外消气器之间。7.根据权利要求6所述的地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调系统，其特征在于，所述排风道和新风道之间的风道墙上安装有第一防火型混风控制风阀和第二防火型混风控制风阀。8.—种地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调控制方法，其特征在于，采用上述权利要求7所述的通风空调系统利用焓值控制原理结合全年气候变化进行自动切换节能控制。9.根据权利要求8所述的地铁站风墙型蒸发冷凝直膨蒸发通风空调控制方法，其特征在于，具体控制方法如下: 当室外焓值大于地铁站内焓值时，空调小新风运行，此时所述风墙式蒸发冷凝模块、启闭式直膨蒸发模块、第一制冷系统压缩装置组成的制冷系统开启，所述防火型排风控制风阀保持人员所需新风最小开度，所述防火型新风控制风阀关闭、所述第一防火型混风控制风阀全开，所述排风风机与送风风机变频运行； 当室外焓值小于地铁站内焓值但大于保持温湿度所需送风出口焓值时，空调全新风运行，此时所述风墙式蒸发冷凝模块、启闭式直膨蒸发模块、第一制冷系统压缩装置组成的制冷系统部分负荷开启，所述防火型排风控制风阀全开，所述防火型新风控制风阀全开、所述第一防火型混风控制风阀关闭，所述排风风机与送风风机变频运行； 当室外焓值小于保持温湿度所需送风出口焓值时，过渡季节通风运行，此时所述风墙式蒸发冷凝模块、启闭式直膨蒸发模块、第一制冷系统压缩装置组成的制冷系统关闭，所述防火型排风控制风阀全开，所述防火型新风控制风阀全开、所述第一防火型混风控制风阀关闭，所述排风风机与送风风机变频运行； 当室外出现极端气温时，冬季通风运行，此时所述风墙式蒸发冷凝模块、启闭式直膨蒸发模块、第一制冷系统压缩装置组成的制冷系统关闭，所述防火型排风控制风阀保持人员所需新风最小开度，所述防火型新风控制风阀关闭、所述第一防火型混风控制风阀全开，所述排风风机与送风风机变频运行。
【文档编号】F24F13/24GK106091228SQ201610672540
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月16日 公开号201610672540.3, CN 106091228 A, CN 106091228A, CN 201610672540, CN-A-106091228, CN106091228 A, CN106091228A, CN201610672540, CN201610672540.3
【发明人】王亮添, 陈禧, 丘海扬, 李辉辉
【申请人】广东申菱环境系统股份有限公司