一种应用于综合管廊的水循环蓄冷除湿系统及方法与流程

1.本技术涉及一种应用于综合管廊的水循环蓄冷除湿系统及方法，属于综合管廊除湿技术领域。


背景技术：

2.城市地下综合管廊亦称共同沟，是在城市地下用于集中铺设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力和燃气等市政管线的公共隧道，是保障城市运营的重要基础设施和“生命线”。管廊以集约化设计为理念，将各城市市政管线进行统一化管理，不仅节约了地上城市建设空间，同时也是解决“城市病”的重要手段之一，因此在现代化城市建设中逐渐广泛使用，是衡量现代化城市的关键性指标之一。随着城市的快速发展，城市地下综合管廊已经作为城市运行的生命线、大动脉而被纳入城市的重点建设工程中，是城市运行重要的基础设施。
3.城市地下综合管廊短则几公里，长则数十甚至数百公里，环境较为复杂，人员不易长期值守，因此为了实时了解其内部的情况，相应的监控系统多采用区域控制器(acu)和传感器，以及结合摄像头的搭配来采集数据。通过采集的数据在实现实时监控城市地下综合管廊环境状况的同时，可以方便对异常情况做出及时响应，提高运营效率和安全管理水平。因此现有城市地下综合管廊中电子设备众多，且对管廊的运维管理至关重要。
4.综合管廊工程一般位于距地面3-5m的空间，最深可达十数米，由于受到岩土或者土壤的包围，空间相对封闭，内外空气交流主要依赖排风系统风机的工作。而周围岩土温度基本维持恒定且远低于夏季的典型气象日的温度，又远高于冬季的典型气象日的温度，形成了管廊内冬暖夏凉的格局。当夏季外界含湿量大的热湿空气经通风口进入管廊，热湿空气与管廊低温壁面接触容易产生结露现象，使水汽留在管廊内，加上地下水、雨水渗漏等情况，导致管廊长期处于高湿度环境下。而冬季管廊内高湿度的空气也容易在人员出入口、设备间井口、进风口等低温区域结露结霜。内部环境的长期高湿度状态会对管廊主体结构及入廊管线、支架、各类电子监测设备的耐久性产生影响，因此迫切需要找到一种方法降低管廊内部的湿度。
5.目前国内管廊的主要设计模式中，通风系统大多是以防火分区为单位，在两端安装两台风机，采取一端进风、一端排风的推拉式通风方式。除日常通风计划外，为保证廊内的湿度较低，当廊内湿度达到设定阈值时自动启动风机进行换气。然而如前段所述，这种方式往往并不能很好降低管廊内的湿度，反而更容易在低温区域产生凝露，能耗较高，效果较差。排水系统则主要由排水渠和集水井构成，收集的雨水、渗漏水等直接积蓄在集水井中，通过水泵排放到市政管路，这就导致管廊内的水并没有第一时间排出管廊结构，也进一步加大了内部密闭环境的湿度。同时管廊内集水井中并非污水，水质通常较为清澈，可以进行二次利用。


技术实现要素：

6.本技术要解决的技术问题是如何有效降低综合管廊内湿度。
7.为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是提供了一种应用于综合管廊的水循环蓄冷除湿系统，包括循环水净化系统和蓄冷除湿网络，所述循环水净化系统包括设于综合管廊内的水收集器、集水井和多级净化模块；所述蓄冷除湿网络包括蓄冷池和冷凝管网；所述水收集器连接至集水井，集水井经多级净化模块连接至蓄冷池；所述蓄冷池内设有制冷主机、温度传感器和液位传感器；所述蓄冷池内设有水泵为所述冷凝管网供冷，所述冷凝管网蔓延所述综合管廊。
8.优选的，所述水收集器包括设于进风口和排风口的冷凝水收集器和设于渗漏区的雨水收集器。
9.优选的，所述冷凝管网包括设于进风口的除湿冷凝管，所述除湿冷凝管螺旋形盘绕设于进风管壁，所述除湿冷凝管上设有冷凝水集液槽，冷凝水收集器设于冷凝水集液槽出口。
10.优选的，所述冷凝管网还包括设于综合管廊侧壁的除湿冷凝网，所述除湿冷凝网位于排水渠上方。
11.优选的，所述多级净化模块包括设于集水井内的过滤网袋、设于集水井与蓄冷池之间的中间沉淀池以及设于中间沉淀池和蓄冷池之间的二级滤网。
12.优选的，所述蓄冷池整体密闭并敷设保温材料。
13.优选的，所述制冷主机设为制冷压缩机和/或连接管廊外部环境的热交换机。
14.采用上述的水循环蓄冷除湿系统，本技术还提供了一种应用于综合管廊的水循环蓄冷除湿方法，具体如下：
15.根据阶梯电价设置制冷主机的允许开机制冷时间，当允许开机制冷时间内，蓄冷池内温度高于设定阈值时则启动制冷主机，夏季时利用电价低谷提前蓄冷，冬季则直接利用外界低温条件进行热交换制冷；
16.阈值的选取结合管廊内空气温度进行浮动，低于管廊内15-20℃；
17.除湿系统与管廊监测管理进行联动，通过获取管廊运行的信息来执行高节能的除湿策略：
18.一、比对管廊内外当前温度、湿度差，确定是否需要启动除湿流程，如需除湿，在管廊开启风机通风前提前十五分钟启用除湿系统，同时在通风结束后停止供冷节约能源；
19.二、检测管廊内湿度的变化趋势，在湿度达到报警值前提前启动除湿系统
20.本技术通过管廊排水结构收集管廊结构渗漏水、冷凝水和自然雨水等，经过过滤沉淀后进行循环利用，积蓄于管廊内部的保温蓄冷池中，夏季利用夜间电价低廉时段用制冷压缩机进行蓄冷，冬季直接采用热交换机与外界空气进行热交换制冷。沿管廊各区段排水渠贴地安装连通蓄冷池的冷凝管网，当湿度过高时注入冷却水，降低空气湿度并回收冷凝水循环使用。在管廊的进风口设置除湿冷凝管，与管廊自带的通风系统进行联动，风机运行前借由冷源降低除湿冷凝管的露点，对进入管廊的空气进行除湿操作。本技术综合考虑管廊的环境、运行和结构特点，具有绿色、节能、易部署的优点。
附图说明
21.图1为本技术管廊内除湿控制流程示意图；
22.图2为本技术管廊进风除湿流程示意图；
23.图3为本技术蓄冷池内制冷蓄冷流程示意图。
具体实施方式
24.为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
25.实施例
26.本实施例提供的是应用于综合管廊的水循环蓄冷除湿系统及方法，包括循环水净化系统、蓄冷除湿网络及相应的控制方法。
27.循环水净化系统包括水收集器，集水井和多级净化模块。水收集器主要基于管廊自有的排水系统，包括设置进风口和排风口的冷凝水收集器和设置在渗漏区的雨水收集器，用于分别收集冷凝水和雨水，尽可能收集管廊内的水分并汇集于集水井中。多级净化模块包含集水井至蓄冷池之间的各级净化设备，首先在集水井中安装过滤网袋，除去大颗粒的杂质污物；接着在集水井出水管后安装阀门，无排水需求时通过潜水泵将初滤水抽入中间沉淀池中进行沉淀，中间沉淀池上层的净化水最终经二级滤网流入蓄冷池中储存。蓄冷池兼具蓄水和制冷储冷功能，整体密闭并敷设保温材料，池中安装制冷主机、温度传感器和液位传感器。制冷主机既可以通过外部供电使用制冷压缩机制冷，也可以采用热交换机，利用外部环境低温进行制冷。蓄冷池内安装水泵，在需要供冷时将冷却水抽入蓄冷除湿网络中。
28.蓄冷除湿网络包括蓄冷池和冷凝管网。蓄冷池用于容纳收集循环净化水，通过制冷主机制冷为冷却水，为冷凝管网进行供冷。冷凝管网蔓延管廊全线，主要供冷部件包括设置在管廊进风口的除湿冷凝管和设置在管廊内的除湿冷凝网。除湿冷凝管安装于进风口风机正下方，以螺旋形盘绕于进风管壁，将湿热空气中的水分进行冷凝，可以大大降低进入管廊空气的湿度，除湿冷凝管上设置有冷凝水集液槽，冷凝水集液槽出口设置有冷凝水收集器，冷凝水收集器连通至最近的排水渠，将冷凝水收集至集水井。除湿冷凝网以网状管路的形式贴地铺设于管廊侧壁，安装在排水渠上方，既可以对廊内空气进行冷凝除湿，也可以减少排水渠中水的蒸发。
29.应用上述系统，参见图1、图2和图3，进行蓄冷除湿控制方法如下：
30.根据阶梯电价设置制冷主机的允许开机制冷时间，比如城市中夜间九点到次日早上六点，当允许开机制冷时间内，蓄冷池内温度高于设定阈值时则启动制冷主机，夏季时利用电价低谷提前制冷蓄冷，冬季则直接利用外界低温条件进行热交换制冷；
31.蓄冷阈值的选取结合管廊内空气温度进行浮动，低于管廊内15-20℃，既可以保证除湿效果，又不会因温差过大而流失太多能量；
32.白天如果蓄冷量不足同时又需要除湿时，也可通过制冷主机直接供冷而不再进行储存；
33.除湿系统与管廊监测管理平台进行联动，通过获取管廊运行的信息来执行高节能的除湿策略：比对管廊内外当前温度、湿度差，确定是否需要启动除湿流程，如内外温差较大且外部空气湿度大则需除湿，在管廊开启风机通风前提前十五分钟启用除湿冷凝管，同
时在通风结束后也自动停止供冷，以节约能源；
34.除湿冷凝网的启用则通过获取管廊内湿度的变化趋势来判断，在湿度将达到报警值前提前启动，尽可能在较高湿度的情况下进行除湿，提高能源利用的效率。
35.本技术提供的应用于综合管廊的水循环蓄冷除湿系统及方法，主要解决了城市综合地下管廊湿度过高，夏季进风段易结露的问题。本技术结合地下综合管廊的实际构造和现有功能，设计了一套绿色、节能、易部署的适应于管廊环境的水循环制冷蓄冷及除湿方案。回收管廊内的冷凝水、渗漏水等水资源进行二次利用，借助管廊冬冷夏热的优势环境进行制冷蓄冷，夏季在夜间低电价时段使用压缩机进行制冷，冬季则与外部空气进行热交换制冷，具有绿色，高能效的特点。通过在进风口及管廊内部安装冷凝除湿设备，可以大大降低进入管廊的水汽含量及管廊内空气的湿度，达到除湿的预定目标。同时除湿系统与管廊监控平台进行联动，综合考虑内外温差及湿度差，以期达到综合能效最佳的除湿效果。
36.本方法考虑了当前管廊的主体结构，无须太多的工程量即可部署在已有的管廊中，具备实际应用的潜力。另外，此方案具有进一步功能拓展的潜力。当附近住宅区、商业区存在供冷、供暖需求时，可对蓄冷池及廊内管网进行扩建，依托于管廊已有对临近片区的管线接口，可以较轻松地改造为区域供冷/供暖中枢。在夏季，大规模的蓄冷需求可以为电网调峰，并为附近提供廉价绿色的稳定冷源；冬季则可进行热交换，作为地源热泵对临近区域供暖，同时解决管廊内潮湿的问题，一举两得。