一种隧道制冷系统的制作方法

1.本发明涉及隧道施工制冷技术领域，特别是指一种隧道制冷系统。


背景技术：

2.目前隧道制冷系统一般为,通过外冷却水冷却压缩机的冷媒，冷媒冷却内循环水，内循环水冷却空气的方式制冷。制冷方式为向隧道施工区域通冷风，通过热传导的方式从隧道前边向隧道后边对整个隧道进行冷却。
3.目前的隧道制冷系统存在的问题：（1）高海拔地区的空气密度较小，同等温差下相比海拔低的区域其热交换的速率较小。从隧道前端向后端进行热传递的效果较差。
4.（2）前端温度较低，后端温度较高。后端的工作设备较多，产生热量较大，需要较低的工作温度来保持设备工作稳定。
5.（3）设备在高海拔地区由于空气稀薄，大气压力较小，所以存在电气设备的通电线路漏电缺陷。
6.由于隧道内的换热效率需要提高，所以对于洞外冷却水的供水温度需要保持的较低。通常洞外冷却主要依靠冷却水塔进行空冷，散热效率不高，冷却水温度仍然较高，无法满足洞外冷却水温度的低温需求。特别是高原施工环境和低海拔地区差别较大，尤其是空气密度减小，导致隧道中热传导效率严重下降。


技术实现要素：

7.针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种隧道制冷系统，解决了在高海拔地区空气稀薄造成的隧道热传导的效率差，隧道前后温度差过大以及设备温度过高和漏电等问题。
8.本发明的技术方案是这样实现的：一种隧道制冷系统，包括通向隧道内的外循环冷却水系统，所述外循环冷却水系统包括延伸在隧道内的洞外进水管和洞内出水管，沿洞外进水管和洞内出水管的延伸方向并联有若干组冷却机组，实现对隧道的全段降温。洞外进水管将洞外的冷却水通向隧道内的冷却机组，洞内出水管将与冷却机组换热后的热水排出洞外，实现对冷却机组的循环换热。冷却机组包括循环连接的压缩机、换热器、膨胀阀和蒸发器，冷媒经过在压缩机、换热器、膨胀阀和蒸发器之间循环，实现蒸发器吸热，并通过换热器放热，洞外进水管和洞内出水管通过换热器与冷却机组的压缩机相连，进而外循环冷却水系统将换热器释放的热量排出洞外。
9.进一步地，与所述蒸发器相对设置有风机，风机将隧道内的空气经过蒸发器进行充分快速降温，提高能效比。
10.进一步地，所述冷却机组的换热器与压缩机之间并联有若干个蒸发器，进一步提高了每组冷却机组的制冷能效。
11.进一步地，每组冷却机组的压缩机与蒸发器之间设置有若干个换热器，保证为冷
却机组提供足够的冷量，使冷却机组散发出的热量高效排出洞外。
12.进一步地，所述外循环冷却水系统包括位于洞外的回水水箱和洞外冷却水箱，所述洞外进水管通过进水泵与洞外冷却水箱相连，洞内出水管与回水水箱相连，回水水箱和洞外冷却水箱之间通过提升水泵及冷却水塔相连，冷却水塔可将回水水箱内的水进行降温冷却，然后通过洞外冷却水箱进一步降温后循环输送至隧道内的冷却机组。
13.进一步地，所述进水泵与隧道内的洞外进水管之间依次设置有洞外压力传感器、单向阀和气压罐，实现对洞外进水管内冷却水的压力监测和控制。
14.进一步地，所述洞外冷却水箱连接有外制冷机组，外制冷机组包括设置在洞外冷却水箱内的洞外蒸发器，洞外蒸发器两端连接有洞外压缩机和洞外换热器，与洞外换热器对应设置有风机，洞外换热器与洞外蒸发器之间设置有洞外膨胀阀。外制冷机组可以进一步对洞外冷却水箱中的冷水进行降温，使得进入隧道内的冷却水温度足够低。
15.进一步地，所述洞外进水管与换热器之间设置有第一过滤器和除垢仪，换热器与蒸发器之间设置有第二过滤器，减少换热器内部结垢，提高换热效率。
16.进一步地，所述第二过滤器与膨胀阀之间设置有视液镜和电磁阀，第二过滤器与换热器之间设置有球阀和第一针阀。
17.所述蒸发器与压缩机之间设置有压力传感器、第二针阀、压力表和压差开关。
18.所述压缩机与换热器之间均设置有温度传感器、压差开关、压力表和第三针阀。
19.所述换热器为壳管换热器，压缩机为螺杆压缩机，蒸发器为翅片式蒸发器。
20.本发明可以有效降低隧道后方的温度，加强隧道前端向隧道后方的热传导，防止隧道后方因设备过多造成温度过高，引起设备故障和人员不适。而且外循环采用水冷系统，内循环采用冷媒压缩机组与外循环进行热量交换，避免了漏电隐患所带来的的施工安全隐患。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为隧道内的冷却机组；图2为外循环冷却水系统；图1中：1-蒸发器，2-膨胀阀，3-电磁阀，4-视液镜，5-第二过滤器，6-第一针阀，7-球阀，8-换热器，9-除垢仪，10-第二过滤器，11-压力传感器，12-第二针阀，13-压力表，14-压差开关，15-压缩机，16-温度传感器；图2中：17-气压罐，18-单向阀，19-洞外压力传感器，20-进水泵，21-提升水泵，22-流量控制器，23-冷却水塔，24-洞外换热器，25-洞外压缩机，26-洞外膨胀阀，27-洞外蒸发器，28-洞外冷却水箱，29-洞外进水管，30-洞内出水管，31-回水水箱。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.一种隧道制冷系统，如图1和图2所示，包括通向隧道内的外循环冷却水系统，外循环冷却水系统包括延伸在隧道内的洞外进水管29和洞内出水管30，沿洞外进水管29和洞内出水管30的延伸方向并联有若干组冷却机组，各组冷却机组间隔100m设置，通过冷却机组吸收隧道内的热量，再通过洞外进水管29和洞内出水管30将冷却机组的热量排出，实现对隧道的全段降温。
25.所述外循环冷却水系统包括位于洞外的回水水箱31和洞外冷却水箱28，所述洞外进水管29通过进水泵20与洞外冷却水箱28相连，洞内出水管30与回水水箱31相连，回水水箱31和洞外冷却水箱28之间通过提升水泵21、流量控制器22及冷却水塔23相连。冷却水塔23可将回水水箱31内的水进行降温冷却，然后通过洞外冷却水箱28进一步降温后循环输送至隧道内的冷却机组。洞外进水管29将洞外的冷却水通向隧道内的冷却机组，洞内出水管30将与冷却机组换热后的热水排出洞外，实现对冷却机组的循环换热。
26.进一步地，所述进水泵20与隧道内的洞外进水管1之间依次设置有洞外压力传感器19、单向阀18和气压罐17，实现对洞外进水管1内冷却水的压力监测和控制。
27.进一步地，所述洞外冷却水箱28连接有外制冷机组，外制冷机组包括设置在洞外冷却水箱28内的洞外蒸发器27，洞外蒸发器27两端连接有洞外压缩机25和洞外换热器24，与洞外换热器24对应设置有风机，洞外换热器24与洞外蒸发器27之间设置有洞外膨胀阀26。冷媒在洞外蒸发器27中蒸发吸热，用于制冷洞外冷却水箱28内的冷却水，洞外蒸发器27将冷媒输送到洞外压缩机25中进行压缩成液态，洞外压缩机25将冷媒输送到洞外换热器24中冷却冷媒，冷媒过洞外膨胀阀26，到达洞外蒸发器27中，形成一个冷却机组。外制冷机组可以进一步对洞外冷却水箱31中的冷水进行降温，使得进入隧道内的冷却水温度足够低。
28.所述冷却机组包括循环连接的压缩机15、换热器8、膨胀阀2和蒸发器1，冷媒经过在压缩机15、换热器8、膨胀阀2和蒸发器1之间循环，实现蒸发器1吸收隧道内的热量，并通过换热器8将吸收的热量排出。洞外进水管29和洞内出水管30通过换热器8与冷却机组的压缩机15相连，进而外循环冷却水系统将换热器8释放的热量排出洞外。
29.系统工作时，冷却水经过y型过滤器和电子除垢仪，进入换热器8与压缩机15压缩的高温冷媒进行热交换。冷却后的冷媒合并后分成四组进入膨胀阀2和蒸发器1，冷媒进行蒸发吸热，外部空气与蒸发器1进行热交换，降低隧道内气温。四组蒸发器1的冷媒合并后进入压缩机15，螺杆压缩机将气态的冷媒压缩成液态，之后冷媒进入换热器8进行冷却，此为一个完整的热循环流程。
30.进一步地，与所述蒸发器1相对设置与风机，风机将隧道内的空气经过蒸发器1进行充分快速降温，提高能效比。
31.进一步地，所述冷却机组的换热器8与压缩机15之间并联有四个蒸发器1，进一步提高了每组冷却机组的制冷能效。每组冷却机组的压缩机15与蒸发器1之间设置有两个换热器8，保证为冷却机组提供足够的冷量，使冷却机组散发出的热量高效排出洞外。
32.进一步地，所述洞外进水管1与换热器8之间设置有第一过滤器10和除垢仪9，换热器8与蒸发器1之间设置有第二过滤器5，减少换热器8内部结垢，提高换热效率。
33.进一步地，所述第二过滤器5与膨胀阀2之间设置有视液镜4和电磁阀3，第二过滤
器5与换热器8之间设置有球阀7和第一针阀6。所述蒸发器1与压缩机15之间设置有压力传感器11、第二针阀12、压力表13和压差开关14。所述压缩机15与换热器8之间均设置有温度传感器16、压差开关14、压力表13和第三针阀。所述换热器8为壳管换热器，压缩机15为螺杆压缩机，蒸发器1为翅片式蒸发器。
34.本发明中涉及的泵均为变频泵，本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。