地鐵車站地源熱泵空調系統技術方案

本發明專利技術提供了一種地鐵車站地源熱泵空調系統，包括：地源熱泵機組、地埋管換熱器、儲水箱、若干地鐵車站空調末端和若干周邊建筑空調末端，地源熱泵機組包括地源側換熱器和負載側換熱器，地埋管換熱器與地源側換熱器連接，儲水箱和地鐵車站空調末端均通過管路與負載側換熱器連接，且儲水箱和地鐵車站空調末端并聯，周邊建筑空調末端通過管路與儲水箱連接。本發明專利技術能夠滿足地鐵車站空調負荷需求，具有噪音低、經濟性好、使用范圍廣泛、高效節能，運行穩定的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及樓宇節能降噪
，具體地，涉及一種地鐵車站地源熱泵空調系統。
技術介紹
地面交通擁擠已經成為我國許多城市普遍存在的突出問題。地鐵以其運量大、速度快、時間準、污染少、安全舒適等優勢，日益成為改善城市交通狀況的必然選擇。地鐵車站大多建在城市的繁華地段，而目前的地鐵環控設計方案中采用的冷卻塔存在占地面積大、噪聲大、發熱量高、對環境影響大的缺點，不適合在諸多繁華地段使用。地源熱泵空調系統在滿足舒適性要求的基礎上，還具有環保、節能、高效、低噪聲、無需冷卻塔、對地上建筑影響較小等特點，適合取代常規冷水空調系統在地鐵車站推廣應用。但是大多數的地下地鐵車站只需夏季制冷，冬季無供暖需求，造成了地埋管換熱器周圍土壤的熱失衡率大，給地源熱泵的使用帶來了較大的困難。因此，有必要對地源熱泵系統或其運行方法進行一定的優化，減小地埋管換熱器周圍土壤的熱失衡率。中國專利申請號為CN201020046907. 9的技術專利公開了一種新型地源熱泵空調系統，該系統利用冷卻塔來輔助地源熱泵，從而解決地埋管換熱器周圍土壤熱失衡的問題。但是該系統依然選擇了冷卻塔，噪音較大，不適合城市中心區地鐵車站的應用，此外，該空調系統在冬季使用率低，經濟性較差。綜上所述，設計一種能夠有效滿足地鐵車站空調負荷需求且噪聲小、經濟性高的地源熱泵空調系統是地鐵車站空調節能設計及運行中急需解決的技術問題。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種地鐵車站地源熱泵空調系統，本專利技術適用于地下地鐵車站，能夠有效滿足地鐵車站的空調負荷及降噪需求，且經濟性好。根據本專利技術的一個方面，提供一種地鐵車站地源熱泵空調系統，包括地源熱泵機組、地埋管換熱器、儲水箱、若干地鐵車站空調末端和若干周邊建筑空調末端，地源熱泵機組包括地源側換熱器和負載側換熱器，地埋管換熱器與地源側換熱器連接，儲水箱和地鐵車站空調末端均通過管路與負載側換熱器連接，且儲水箱和地鐵車站空調末端并聯，周邊建筑空調末端通過管路與儲水箱連接。優選地，該地鐵車站地源熱泵空調系統還包括若干地鐵車站空調末端控制閥門和若干周邊建筑空調末端控制閥門，地鐵車站空調末端控制閥門設置在負載側換熱器與地鐵車站空調末端之間的管路上，周邊建筑空調末端控制閥門設置在負載側換熱器與儲水箱之間的管路上。優選地，該地源熱泵機組還包括壓縮機、節流閥和四通換向閥，地源側換熱器、四通換向閥和負載側換熱器依次連接，壓縮機與四通換向閥連接，節流閥分別與地源側換熱器和負載側換熱器連接。本專利技術的工作原理如下夏季供冷工況，地源熱泵機組負載側換熱器與地鐵車站空調末端相連，為地鐵車站供冷；冬季供熱工況，地源熱泵機組負載側換熱器經儲水箱與周邊建筑空調末端相連，為周邊建筑供熱。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果本專利技術采用儲水箱，避免常規冷卻塔的使用，大大降低了系統噪音，且減少占地面積。另外，本專利技術在地鐵車站冬季無供暖需求時，為周邊建筑供暖，減小了地埋管換熱器周圍土壤的熱失衡，促進地源熱泵在地鐵車站等負荷波動大、冷熱負荷不平衡建筑中的推廣應用。綜上所述，本專利技術能夠滿足地鐵車站空調負荷需求，具有噪音低、經濟性好、使用范圍廣泛、高效節能，運行穩定的優點。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯圖1為本專利技術地鐵車站地源熱泵空調系統的結構示意圖；圖2為本專利技術實施例的地源熱泵機組的工作原理示意圖。圖中I為地源熱泵機組，2為地埋管換熱器，3為地鐵車站空調末端，4為儲水箱，5為周邊建筑空調末端，6為壓縮機，7為地源側換熱器，8為節流閥，9為負載側換熱器，10為四通換向閥，11為地鐵車站空調末端控制閥門，12為周邊建筑空調末端控制閥門。具體實施例方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。請參閱圖1，一種地鐵車站地源熱泵空調系統，包括地源熱泵機組1、地埋管換熱器2、儲水箱4、若干地鐵車站空調末端3、若干周邊建筑空調末端5、若干地鐵車站空調末端控制閥門11和若干周邊建筑空調末端控制閥門12。地源熱泵機組I包括地源側換熱器7、負載側換熱器9、壓縮機6、節流閥8和四通換向閥10，地源側換熱器7、四通換向閥10和負載側換熱器9依次連接，壓縮機6與四通換向閥10連接，節流閥8分別與地源側換熱器7和負載側換熱器9連接。地埋管換熱器2與地源側換熱器7連接，儲水箱4和地鐵車站空調末端3均通過管路與負載側換熱器9連接，且儲水箱4和地鐵車站空調末端3并聯，周邊建筑空調末端5通過管路與儲水箱4連接。地鐵車站空調末端控制閥門11設置在負載側換熱器9與地鐵車站空調末端3之間的管路上，周邊建筑空調末端控制閥門12設置在負載側換熱器9與儲水箱4之間的管路上。如圖2所示，其為本專利技術的地源熱泵機組I的工作原理示意圖。夏季工況，四通換向閥10中a與d相連，b與c相連，地源側換熱器7為冷凝器，負載側換熱器9為蒸發器，制冷劑循環過程為地源側換熱器7-節流閥8-負載側換熱器9-四通換向閥10 (a-d)_壓縮機6-四通換向閥10 (b-c)_地源側換熱器7，地源熱泵機組I的地源側換熱器7將熱量傳送給地埋管換熱器2，通過地埋管換熱器2排入土壤，負載側換熱器9將冷凍水送入地鐵車站空調末端3，為地鐵車站建筑供冷。冬季工況，四通換向閥10中a與b相連，c與d相連，地源側換熱器7為蒸發器，負載側換熱器9為冷凝器，制冷劑循環過程為地源側換熱器7-四通換向閥10 (c-d)-壓縮機6-四通換向閥10 (b-a)-負載側換熱器9-節流閥8-地源側換熱器7，地源熱泵機組I的地源側換熱器7通過地埋管換熱器2從土壤吸收熱量，負載側換熱器9將熱水送入儲水箱4，再由儲水箱4送往周邊建筑空調末端5，為周邊建筑供暖。本專利技術的原理就是利用地鐵車站周邊建筑冬季的熱負荷來平衡地鐵車站夏季的冷負荷，從而使地源熱泵系統可以在地鐵車站正常應用。具體實施中，夏季工況，地鐵車站空調末端控制閥門11開啟，周邊建筑空調末端控制閥門12關閉，地埋管換熱器2向土壤排放熱量，地源熱泵機組I產生低溫的冷凍水，并通過閥門11送往地鐵車站空調末端3，降低地鐵車站內環境溫度，滿足地鐵車站夏季空調冷負荷需求。冬季工況，地鐵車站不需要制冷，地鐵車站空調末端控制閥門11關閉，周邊建筑空調末端控制閥門12開啟，地埋管換熱器2從土壤吸收熱量，地源熱泵機組I產生高溫的熱水，經閥門12送至儲水箱4，緩沖分流后送往地鐵車站周邊建筑的空調末端5，為地鐵車站周圍的建筑供暖。本專利技術的地源熱泵機組冬季承擔的周邊建筑熱負荷可達到地鐵車站夏季空調冷負荷的70%，相對于常規冷水機組+鍋爐的供能方式，該地鐵車站地源熱泵空調系統運行策略可節約年運行費用34%左右，且無噪音污染。本專利技術采用儲水箱，避免常規冷卻塔的使用，大大降低了系統噪音，且減少占地面積。另外，本專利技術在地鐵車站冬季無供暖需求時，為周邊建筑供暖，減小了地埋管換熱器周圍土壤的熱失衡，促進地源熱泵在地鐵車站等負荷波動大、冷熱負荷不平衡建筑中的推廣應用。綜上所述，本發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種地鐵車站地源熱泵空調系統，其特征在于，包括：地源熱泵機組、地埋管換熱器、儲水箱、若干地鐵車站空調末端和若干周邊建筑空調末端，所述地源熱泵機組包括地源側換熱器和負載側換熱器，所述地埋管換熱器與所述地源側換熱器連接，所述儲水箱和地鐵車站空調末端均通過管路與所述負載側換熱器連接，且所述儲水箱和地鐵車站空調末端并聯，所述周邊建筑空調末端通過管路與所述儲水箱連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：翟曉強，王前進，裴海濤，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：