[发明专利]一种带辅助冷源的地铁废热源热泵系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种带辅助冷源的地铁废热源热泵系统及其工作方法，该系统包括毛细管网前端换热器、压缩机、冷凝器、蒸发器、辐射末端和辅助冷源，毛细管网前端换热器通过冬季地铁废热源侧换热器与热泵机组之间循环回路将高温液体输送至蒸发器，辐射末端的低温回水通过冬季负荷侧辐射末端与热泵机组之间循环回路被输送至冷凝器，高温水从冷凝器流入辐射末端对地上建筑进行供热；冷凝器中冷却水与高温高压制冷剂气体进行热交换后，通过夏季辅助冷源侧与热泵机组之间循环回路输送至辅助冷源中进行冷却，冷凝器中冷却水通过节流阀输送至蒸发器，蒸发器中冷冻水降温后通过夏季负荷侧辐射末端与热泵机组之间循环回路输送至辐射末端，对地上建筑进行供冷。

技术领域

本发明涉及一种地铁废热源热泵系统，特别涉及一种带辅助冷源的地铁废热源热泵系统及其工作方法。

背景技术

目前，地铁已经成为越来越多大城市缓解交通压力的不二选择，我国地铁规划总里程已达约6000公里。地铁在投入运行后，隧道内的热堆积不可避免，由于隧道内会随着运行时间加长，产生越来越多的废热，隧道内温升会很明显，针对这一问题，广州、上海等建设地铁较早的城市大多采用地上设置冷却塔的方式直接为地铁隧道降温，但地铁经过的地段大多处于市中心繁华地带，这些地方既没有太多空间设置冷却塔，也容易因人员密集、颗粒物多而发生地铁空调冷却塔被军团菌污染并传播给附近人员的情况。

针对以上问题，中国专利(授权公告号CN103615841B)公开了“一种应用于地铁隧道中的毛细管土壤源热泵系统”，包括有设置于隧道表面的毛细管网前端换热系统、土壤源热泵系统、站内毛细管末端换热系统、住宅用户毛细管末端系统。该专利无需设置冷却塔，且克服了传统土壤源热泵打孔困难的不足，夏季给地铁站内供冷，冬季给地上住宅用户供热。

由于地铁运行过程中站内的冷负荷只占比较小的一部分，远小于地上建筑的冷负荷，并且只对地铁车站进行供冷没有充分利用地铁隧道吸收废热的能力，而上述专利并没有解决地上建筑用户夏季的供冷问题。地铁隧道附近的土壤所储存的热量大多来自地铁运行产生的废热，且地铁运行产生的活塞风能够带走部分热量，故可直接提出一种类似土壤源热泵的地铁废热源热泵系统，再配以辅助冷源，达到给地上建筑用户冬季供热、夏季供冷，充分利用地铁运行产生的废热的效果。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种带辅助冷源的地铁废热源热泵系统及其工作方法，既可以充分利用地铁运营产生的废热为地上建筑供热，又可以自由选择地铁隧道及其周围岩土作为冷源或采用辅助冷源夏季为地上建筑供冷，充分发挥地铁废热源热泵系统的优势。

本发明所采用的技术方案是：

一种带辅助冷源的地铁废热源热泵系统，该系统包括薄壳式毛细管网前端换热器、废热源热泵系统、辐射末端和辅助冷源，所述废热源热泵系统包括串联的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述薄壳式毛细管网前端换热器通过冬季地铁废热源侧换热器与热泵机组之间循环回路将高温液体输送至蒸发器，蒸发器通过压缩机将高温液体输送至冷凝器，辐射末端的低温回水通过冬季负荷侧辐射末端与热泵机组之间循环回路被输送至冷凝器，在冷凝器中进行热交换后，升温变为高温水，高温水从冷凝器流入辐射末端对地上建筑进行供热；冷凝器中冷却水与高温高压制冷剂气体进行热交换后，通过夏季辅助冷源侧与热泵机组之间循环回路输送至辅助冷源中进行冷却，冷却后被送回冷凝器中，冷凝器中冷却水通过节流阀输送至蒸发器，在蒸发器中低温低压制冷剂液体与冷冻水进行热交换，冷冻水降温后通过夏季负荷侧辐射末端与热泵机组之间循环回路输送至辐射末端，对地上建筑进行供冷。

进一步的，所述压缩机的出口与冷凝器的第一接口相连，冷凝器的第三接口与节流阀相连，节流阀的另一端与蒸发器的第四接口相连，蒸发器的第二接口与压缩机的进口相连，构成废热源热泵机组循环回路。