一种新型轨道交通站台板下水蓄冷系统的制作方法

本技术涉及轨道交通，具体为一种新型轨道交通站台板下水蓄冷系统。

背景技术：

1、现有轨道交通在以下几个方面常出现问题：

2、1、传统轨道交通通风空调系统。国内传统轨道交通通风空调系统，一般公共区通风空调系统通常采用双端送风的方式。在设备大小端分别设置一个公共区环控机房，在机房内设置一台组合式空调机组，一台回排风机，各负担站厅及站台公共区各一半的通风空调负荷。通风空调系统多采用地下设置冷冻机房(内设冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、电子净化装置等)、空调机房(内设空调机组、风机、管道等)，地面设置冷却塔的方案。根据各地多年的系统运行，该系统稳定可靠，但随着轨道交通的日益发展，该系统还存在优化空间。

3、2、轨底风道取消。随着轨道交通技术的发展，供电技术的不断成熟，一般都会设置再生能馈装置来回收列车动能，由于再生能馈装置的设置，轨底散热量大大减少，只有列车顶部的空调冷凝器需要散热。所以，轨底风道是一种逐渐取消的状态，目前很多地区都不设置轨底风道，轨底风道处成为地铁的未利用空间，十分浪费。

4、3、水蓄冷技术。蓄冷技术利用峰谷电价差，在低谷电价时段将冷量存储在水中，在白天用电高峰时段使用储存的低温冷冻水提供空调用冷。当空调使用时间与非空调使用时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约电费的目的。特别对于地铁有较强的应用可能，一方面是由于地铁车站一般在白天运行，夜晚不运行，且白天运行过程中高峰负荷现象十分明显，早晚高峰负荷远远高于平峰负荷。另一方面夜晚电费低，可以进行移峰填谷，充分利用夜晚进行蓄冷，有效降低运营电费，并降低冷机一次装机容量，减少设备初投资。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型技术的目的在于提供一种新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，并合理利用站台板下原有轨底风道处的未利用空间。

2、为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、本实用新型提供的一种新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，包括：

4、站台板下水蓄冷循环系统以及站冷水机房及用户端制冷循环系统；

5、其中，

6、所述站台板下水蓄冷循环系统包括成环连接结构、温度分层结构、板式换热器以及水蓄冷循环泵；

7、所述站冷水机房及用户端制冷循环系统包括换热器回水管、换热器供水管、水蓄冷回水阀、水蓄冷供水阀、制冷回水阀、制冷供水阀、冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组控制阀、冷水机组蒸发器、冷水机组冷凝器、集水器、分水器、组合式空调机组等末端、冷却塔、释冷水泵以及蓄冷阀。

8、优选的，所述成环连接结构为原有站台板下轨底风道位置形成的水槽，在排热风室板下进行成环连接；所述温度分层结构为水槽内分隔结构，以此实现水槽水蓄冷的温度分层。

9、优选的，由所述水蓄冷循环泵提供循环动力，水流经板式换热器后，进入站台板下水槽，沿流经方向进入水槽水蓄冷的温度分层结构，温度沿水流方向进行分段蓄冷至环形水槽末端，水蓄冷槽设计温度3℃，回水设计温度12℃。

10、优选的，所述换热器回水管、换热器供水管、水蓄冷回水阀、水蓄冷供水阀、制冷回水阀、制冷供水阀、冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组控制阀、冷水机组蒸发器、冷水机组冷凝器、集水器、分水器、组合式空调机组等末端以及冷却塔为常规地铁车站水冷循环系统，用于增加水蓄冷部分循环，通过水蓄冷回水阀和水蓄冷供水阀控制水蓄冷部分循环，实现水蓄冷。

11、优选的，所述冷水机组蒸发器制备冷水后进入分水器，依据蓄冷和制冷工况流入板式换热器和分水器，蓄冷工况下进入水蓄冷循环，制冷工况下进入组合式空调机组等末端，回水进入集水器后，通过冷冻水泵完成蒸发器部分循环。

12、优选的，所述冷水机组冷凝器冷却水回水管提供冷却水至冷却塔，经冷却塔冷却后，进入冷却水供水管，经冷却水泵后进入冷水机组冷凝器，完成冷凝器部分循环。

13、与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

14、(1)充分利用地铁空置空间。由于供电技术的不断成熟，一般都会设置再生能馈装置来回收列车动能，由于再生能馈装置的设置，轨底散热量大大减少，只有列车顶部的空调冷凝器需要散热。所以，轨底风道是一种逐渐取消的状态，目前很多地区都不设置轨底风道，轨底风道处成为地铁的未利用空间，十分浪费，而且面积及容积较大。以6b车120m的标准站台计算，其有效容积大约在400m3左右。

15、(2)可贮存冷量巨大。考虑水蓄冷的平均温度3℃，贮水容积400m3，回水温度12℃，其整体可以贮存能量达到15048000kj左右。常规地铁车站夏季公共区负荷一般在400-500kw，实际开启冷机时间在早10点至运营结束晚10点左右，运行时间在12h左右，将贮存冷量折合成释冷功率约348kw，基本上可以满足77％的车站冷量需求。

16、(3)移峰填谷，充分利用阶梯电价。蓄冷技术利用峰谷电价差，在低谷电价时段将冷量存储在水中，在白天用电高峰时段使用储存的低温冷冻水提供空调用冷。当空调使用时间与非空调使用时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约电费的目的。特别对于地铁有较强的应用可能，一方面是由于地铁车站一般在白天运行，夜晚不运行，且白天运行过程中高峰负荷现象十分明显，早晚高峰负荷远远高于平峰负荷。另一方面夜晚电费低，可以进行移峰填谷，充分利用夜晚进行蓄冷，有效降低运营电费。以北京地区为例，通风空调用电负荷约占总体用电负荷的40％，低谷电价是顶峰电价的20％，是平谷电价的35％，可以充分降低运营电费。

17、(4)降低冷机一次装机容量，减少设备初投资。冷机可以在低谷、平峰、顶峰阶段运行，并可以在制冷季全天运行，原本只有白天运行的冷机，可以将负荷平均于全日。考虑为螺杆冷水机组，cf值为0.7，夜间运行时间ni考虑为8h，从晚10点至次日6点，日间运行时间考虑早10点至晚10点，n2考虑为12h，经计算，装机容量只有原装机容量的60％，可以充分降低设备初投资。

18、(5)降低装机容量，更易匹配初期客流。采用水蓄冷，装机容量只有原装机容量的60％。初期客流量较低，通风空调负荷率较低，只有设计容量的50％，初期可以关闭轨底水蓄冷系统，仅用水冷循环部分就可以满足需求，后期依据客流情况启用水蓄冷循环部分。

技术特征：

1.一种新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，其特征在于：所述成环连接结构(1)为原有站台板下轨底风道位置形成的水槽，在排热风室板下进行成环连接；所述温度分层结构(2)为水槽内分隔结构，以此实现水槽水蓄冷的温度分层。

3.根据权利要求1所述的新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，其特征在于：由所述水蓄冷循环泵(4)提供循环动力，水流经板式换热器(3)后，进入站台板下水槽，沿流经方向进入水槽水蓄冷的温度分层结构(2)，温度沿水流方向进行分段蓄冷至环形水槽末端，水蓄冷槽设计温度3℃，回水设计温度12℃。

4.根据权利要求1所述的新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，其特征在于：所述换热器回水管(5)、换热器供水管(6)、水蓄冷回水阀(7)、水蓄冷供水阀(8)、制冷回水阀(9)、制冷供水阀(10)、冷冻水泵(11)、冷却水泵(12)、冷水机组控制阀(13)、冷水机组蒸发器(14)、冷水机组冷凝器(15)、集水器(16)、分水器(17)、组合式空调机组等末端(18)以及冷却塔(19)为常规地铁车站水冷循环系统，用于增加水蓄冷部分循环，通过水蓄冷回水阀(7)和水蓄冷供水阀(8)控制水蓄冷部分循环，实现水蓄冷。

5.根据权利要求1所述的新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，其特征在于：所述冷水机组蒸发器(14)制备冷水后进入分水器(17)，依据蓄冷和制冷工况流入板式换热器(3)和分水器(17)，蓄冷工况下进入水蓄冷循环，制冷工况下进入组合式空调机组等末端(18)，回水进入集水器(16)后，通过冷冻水泵(11)完成蒸发器部分循环。

6.根据权利要求1所述的新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，其特征在于：所述冷水机组冷凝器(15)冷却水回水管提供冷却水至冷却塔(19)，经冷却塔(19)冷却后，进入冷却水供水管，经冷却水泵(12)后进入冷水机组冷凝器(15)，完成冷凝器部分循环。

技术总结
本技术公开了一种新型轨道交通站台板下水蓄冷系统，涉及轨道交通技术领域，具体包括站台板下水蓄冷循环系统以及站冷水机房及用户端制冷循环系统。通过蓄冷技术利用峰谷电价差，在低谷电价时段将冷量存储在水中，在白天用电高峰时段使用储存的低温冷冻水提供空调用冷。当空调使用时间与非空调使用时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约电费的目的。特别对于地铁有较强的应用可能，一方面是由于地铁车站一般在白天运行，夜晚不运行，且白天运行过程中高峰负荷现象十分明显。另一方面夜晚电费低，可以进行移峰填谷，充分利用夜晚进行蓄冷，有效降低运营电费。

技术研发人员：张惠民,赵伟,马飞,齐卫阳,韩浩,韩学伟
受保护的技术使用者：中铁电气化勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20230911
技术公布日：2024/5/27