敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统及敷设方法技术方案

本发明专利技术公开了敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统及敷设方法，包括有多个彼此相连的换热器；每个换热器均包括通过固定支架安装在壳体内部的换热器管束，壳体内还均匀的填充有蓄热材料，蓄热材料用于将换热器管束封装在壳体内，并使壳体和换热器管束保持热传导；换热器管束的进水口和出水口分别延伸至壳体的外壁，并且进水口通过供水支管和供水干管连通，出水口通过回水支管和回水干管连通。本发明专利技术通过将换热器放置在地铁仰拱混凝土空间内，极大程度上简化了施工过程，避免了与地铁隧道施工过程的交叉，并且由于仰拱空间内仅有混凝土，所以也不会受到其余构件的影响。所以也不会受到其余构件的影响。所以也不会受到其余构件的影响。

【技术实现步骤摘要】
敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统及敷设方法


[0001]本专利技术涉及能源装备领域，尤其涉及敷设于地铁隧道仰拱内的换热系统及系统。

技术介绍

[0002]地铁隧道作为地铁运行的主要空间，其在运行时产生的废热会被隧道围岩吸收。随着废热的不断累计，将造成热量堆积，最终使得隧道内空气温度逐渐升高，造成地下空间热污染，危害地铁的安全高效运行。现有方案通过将毛细管敷设于隧道衬砌内进行取热，进而对隧道内日益恶化的热环境进行改善。但是，由于此方案敷设方式的施工过程与原本地铁隧道的施工过程相交叉，一方面影响地铁隧道施工进度，另一方面影响毛细管换热器施工成功率。此外，隧道衬砌内还有大量的构件，构件的非连续分布对于毛细管的敷设也会造成较大的影响。地铁运行中的主要废热来源于列车运行的启动、加速与刹车，热量主要分布在隧道的中下段。基于上述分析，本专利技术拟提出敷设于隧道中下部的连续分布的模块式换热器，用于提取地铁隧道中列车运行产生的废热，改善地铁热环境，进而提高其运行效率。

技术实现思路

[0003]为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统及敷设方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统，包括有多个彼此相连的换热器；每个换热器均包括通过固定支架安装在壳体内部的换热器管束，壳体内还均匀的填充有蓄热材料，蓄热材料用于将换热器管束封装在壳体内，并使壳体和换热器管束保持热传导；换热器管束的进水口和出水口分别延伸至壳体的外壁，并且进水口通过供水支管和供水干管连通，出水口通过回水支管和回水干管连通。
[0005]优选的，蓄热材料选用石蜡复合膨胀石墨。
[0006]优选的，壳体的内部等间距的布置有数个固定支架，换热器管束卡接在该数个固定支架上。
[0007]优选的，供水支管、供水干管、换热器管束、回水支管和回水干管预制形成一体式构件。
[0008]优选的，换热器管束采用无规共聚聚丙烯换热管。
[0009]本专利技术还提出如上述提及的换热系统的敷设方法，其特征在于，方法步骤如下：
[0010]步骤一、采用预制的方式制备换热系统中的每个换热器；
[0011]步骤二、选取至少一个的换热器将放入至地铁隧道的仰拱下部空间内，换热器有多个时，相邻的两个换热器之间供水干管、回水支管均采用热熔方式连接；
[0012]步骤三、在地铁隧道的仰拱内浇筑混凝土将所有的换热器封装。
[0013]优选的，步骤一中，预制换热器具体包括有：
[0014]将换热器的壳体使用铝合金材料制作好，在管道出入口的地方预留好空间；
[0015]使用蓄热材料将壳体内部空间填充至一定高度，放置好管道固定支架，安装换热
器管束至固定支架上；
[0016]对管道出入口进行密封以防止填充材料泄漏；
[0017]继续使用蓄热材料填充壳体内剩余的空间至顶部，完成封顶即制作完成。
[0018]优选的，步骤二中，换热器的壳体形状为长方体，先对仰拱下部空间填埋部分混凝土以找平，待混凝土凝固成型后，再将换热器放入至混凝土的水平面上。
[0019]优选的，步骤二中，换热器的壳体为契合隧道仰拱形状的弧形结构，直接将换热器放入至仰拱的底部。
[0020]优选的，换热系统中换热器有多个时，采用全部并联或多个换热器先串联后并联的形式排布，每个换热器中的供水干管、回水干管分布在壳体的同侧或异侧；单洞单线隧道内每排至少一个换热器；单洞双线隧道内每排至少两个换热器。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
[0022](1)本专利技术通过将换热器放置在地铁仰拱混凝土空间内，极大程度上简化了施工过程，避免了与地铁隧道施工过程的交叉，并且由于仰拱空间内仅有混凝土，所以也不会受到其余构件的影响。
[0023](2)本专利技术将换热器模块化并且在地铁隧道外进行预制，解决了原本衬砌敷设毛细管换热器存在的施工成功率较低的问题，并且预制的方法使得当需要量产较多数量的模块时，可以在比较短的时间内进行生产。
[0024](3)本专利技术将换热器敷设于仰拱混凝土空间内，可以进一步提高换热器的效率。这是因为由于列车在运行时，产生的热量大部分聚集在列车下部空间内，原本敷设于隧道衬砌内的毛细管需要等热量传递给上部空气然后通过对流换热传递到衬砌内进行换热，敷设于仰拱内则没有如此繁琐的换热过程，因此可以进一步提高换热器的效率。
附图说明
[0025]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例中起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制，在附图中：
[0026]图1为本专利技术实施例一的地铁隧道内换热器模块布置俯视示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例一的地铁隧道内换热器模块布置轴向断面示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例一的模块内管道固定支架示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例一的换热器模块结构示意图；
[0030]图5为本专利技术实施例一的承插式塑料管胶粘剂接口示意图；
[0031]图6为本专利技术实施例二的地铁隧道内换热器模块布置俯视示意图；
[0032]图7为本专利技术实施例二的地铁隧道内换热器模块布置轴向断面示意图；
[0033]图8为本专利技术实施例三的地铁隧道内换热器模块布置俯视示意图；
[0034]图9为本专利技术实施例三的地铁隧道内换热器模块布置轴向断面示意图。
[0035]图中：1、换热器；2、供水干管；3、供水支管；4、回水支管；5、阀门；6、压力表；7、温度计；8、回水干管；10、混凝土；11、壳体；12、换热器管束；13、固定支架；14、进水口；15、出水口；16、热熔连接塑料管；17、涂粘胶剂。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术的实施例中附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]毛细管换热器敷设于隧道衬砌内时，其与地铁施工过程相交叉，影响施工进度，而且毛细管换热器敷设于隧道衬砌内还易损坏，换热效率也不高。鉴于此，本专利技术提出敷设于地铁仰拱空间内的换热系统。
[0038]实施例一
[0039]结合图1
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图4对本专利技术进行详细说明，具体如下：
[0040]本实施例中的换热系统中，每个换热器1均包括通过固定支架13安装在壳体11内部的换热器管束12，壳体11内还均匀的填充有蓄热材料，蓄热材料用于将换热器管束12封装在壳体11内，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统，其特征在于，包括有多个彼此相连的换热器；每个换热器均包括通过固定支架安装在壳体内部的换热器管束，壳体内还均匀的填充有蓄热材料，蓄热材料用于将换热器管束封装在壳体内，并使壳体和换热器管束保持热传导；换热器管束的进水口和出水口分别延伸至壳体的外壁，并且进水口通过供水支管和供水干管连通，出水口通过回水支管和回水干管连通。2.根据权利要求1所述的敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统，其特征在于，蓄热材料选用石蜡复合膨胀石墨。3.根据权利要求1所述的敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统，其特征在于，壳体的内部等间距的布置有数个固定支架，换热器管束卡接在该数个固定支架上。4.根据权利要求1所述的敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统，其特征在于，供水支管、供水干管、换热器管束、回水支管和回水干管预制形成一体式构件。5.根据权利要求1所述的敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统，其特征在于，换热器管束采用无规共聚聚丙烯换热管。6.如权利要求1至5任一所述的敷设于地铁隧道仰拱空间内的换热系统的敷设方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤一、采用预制的方式制备换热系统中的每个换热器；步骤二、选取至少一个的换热器将放入至地铁隧道的仰拱下部空间内，换热器有多个时，相邻的两个换热器之间供水干管、回水支...

【专利技术属性】
技术研发人员：季永明，吉程帆，胡松涛，刘国丹，佟振，童力，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：