一种隧道通风制冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种隧道通风制冷系统，包括与空压机相连的膨胀机，所述膨胀机与隧道内的二次风管之间通过空气混合器连通，所述空压机与空气混合器之间设置有与膨胀机并联的配气管路。本发明专利技术的技术方案利用空压机产生高压空气，高压空气通过管道运输分流，部分进入膨胀机进行膨胀制冷，制冷后的冷空气在混合器中与未经膨胀制冷的压缩空气混合、减压，最终形成常规通风压力与相应制冷温度的新鲜风，所述新鲜风经二次风管输送至盾体后部工作区域进行供风，改善工作环境与供人员呼吸，满足隧道通风及工作环境行业要求。风及工作环境行业要求。风及工作环境行业要求。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道通风制冷系统


[0001]本专利技术涉及隧道通风制冷
，特别是指一种隧道通风制冷系统。

技术介绍

[0002]目前盾构施工隧道所用制冷系统，是通过外水冷却制冷机组冷冻水，低温冷冻水通过空冷器冷却新鲜风管里的新鲜风，达到制冷效果；常规6m级盾构制冷机组所需外水量约40m3/h，大直径隧道制冷需水量更大，比隧道施工设备本身冷却循环及消耗水量还大；急需寻求需水量较小的制冷方案，特别是对于供水量不足的地区。
[0003]因此，现有技术中出现了利用风冷降温的制冷系统，如申请公布日为2022.04.29、申请公布号为CN 114412535 A的中国专利技术专利申请，公开了一种基于隧洞TBM连续作业的超长距离高压连续送风方法，利用空压机进行压缩空气，用高压风进行长距离连续送风，利用膨胀机降低温度。但是该技术方案存在下述问题：（1）在进入隧道前没有对高压通风进行必要的处理，根据膨胀机膨胀制冷效率特性，通风所需压缩空气量全部进入膨胀机进行膨胀制冷，会导致出口温度过低（
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18℃左右），压缩空气内的水分会结冰，并经压缩空气膨胀加速后破坏膨胀机结构，损坏设备；（2）经与目前国内知名膨胀机厂家交流，目前国内吸气量最大的气体膨胀机的吸气量为3
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5Nm3，由于膨胀机自身吸气量限制，目前不具备吸气量等于盾构通风量的膨胀机技术，因此即使不考虑压缩空气内的水分结冰而破坏膨胀机的因素，使所需通风量全部进入膨胀机膨胀制冷无法实现；（3）全部高压风通过膨胀机会造成出口风温度过低，无法调节，而隧道适宜通风温度为20
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26℃，过低的通风温度无法满足正常使用需求；（4）为保证连续送风，上述专利申请的技术方案采用两套膨胀机、两套风管延伸结构，对施工运行成本及空间布置造成了极大地难度，不易实现。
[0004]因此需要设计一种更加便捷有效的新型高压通风膨胀机制冷系统。

技术实现思路

[0005]针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出隧道通风制冷系统，解决了现有隧道施工制冷系统的膨胀机易损坏、出风温度过低的技术问题。
[0006]本申请的技术方案为：一种隧道通风制冷系统，包括与空压机相连的膨胀机，所述膨胀机与隧道内的二次风管之间通过空气混合器连通，所述空压机与空气混合器之间设置有与膨胀机并联的配气管路。该技术方案利用空压机产生高压空气，高压空气通过管道运输分流，部分进入膨胀机进行膨胀制冷，制冷后的冷空气在混合器中与未经膨胀制冷的压缩空气混合、减压，最终形成常规通风压力与相应制冷温度的新鲜风，所述新鲜风经二次风管输送至盾体尾部工作区域进行供风，改善工作环境与供人员呼吸，满足隧道通风及工作环境行业要求。
[0007]进一步地，所述配气管路上设置有减压阀，未经膨胀制冷的压缩空气通过减压阀
减压，可以在空气混合器中与制冷后的冷空气充分混合，然后得到更加均匀的常规通风压力与相应制冷温度的新鲜风。
[0008]进一步地，所述空气混合器包括与膨胀机、减压阀相连的混合器本体，所述混合器本体与膨胀机和减压阀之间均设置有单向阀，单向阀可以有效防止气体回流。
[0009]进一步地，所述混合器本体连接有压力表或/和压力传感器，可检测混合器压力。
[0010]进一步地，所述空压机为变频空压机，与空气混合器相连的压力传感器通过控制系统与空压机形成自动调节的闭环系统，所述控制系统根据制冷需求自动调节空压机，根据隧道掘进距离与高压风管阻力损失自动调节初始压力。
[0011]进一步地，所述空气混合器的排气端通过喇叭状端头与所述二次风管的进风口间隔配合。通过喇叭状端头，新鲜风可以更好地通入二次风管，同时不与二次风管直接相连，可防止一次通风、二次通风的气量不等而导致该部分风管鼓包或吸瘪，或者避免当洞外高压通风异常关闭时导致的此处风管极大负压吸瘪破坏风道。
[0012]进一步地，所述喇叭状端头与空气混合器之间设置有用于检测的旁通阀。通过旁通阀.可检测混合器出口空气温度、压力等是否适宜，从而根据检测值调节系统，调节空压机的出口气体压力、膨胀机进气压力、气量等参数，进而调节混合器排气压力与温度。
[0013]进一步地，所述减压阀和膨胀机的进气端并联有两个高压软风管，两个高压软风管分别设置在两个风管卷筒或两个风管存储筒上，所述空压机通过高压风管与其中一个高压软风管相连。所述风管卷筒或两个风管存储筒储存一定长度的高压软风管，随掘进机不断掘进而延伸高压风管，高压软风管采用一用一备，当一个风管卷筒或者风管储存筒上的高压软风管延伸至极限时，可关闭相应的阀门，将与高压软风管相连的高压风管迅速拆装至备用风管卷筒或者风管储存筒的高压软风管上，继续随掘进机掘进进行风管延伸。若隧道内的高压风管采用硬管通高压风及采用对应的高压风管开关阀时，在掘进机维保时间，即不掘进时，应及时快速关闭高压风管开关阀，然后断开高压风管与风管卷筒或者风管储存筒内高压软风管的连接，风管卷筒或者风管储存筒通过所带电机卷回，同时对此前对应高压软风管区域铺设相应隧道内的高压风管，而后将高压风管与另一个风管卷筒或者风管储存筒内高压软风管的连接，继续进行高压通风，以保证掘进机正常通风与掘进。
[0014]进一步地，所述二次风管靠近空气混合器的端口处设置有二次风机。所述二次风机起接力作用，可将空气混合器排出的一次风通过喇叭状端头接力，通过二次风管输送至隧道深处的工作区域，进而实现隧道通风制冷系统在隧道连续掘进下进行通风制冷的功能。
[0015]进一步地，所述高压风管上间隔设置有若干个第五开关阀，即高压风管一定距离两侧设置第五开关阀，高压风管有磨损漏风时可及时关闭两侧的第五开关阀进行检修及更换；所述高压软风管与高压风管连接的端部设置有第六开关阀，在换步时，便于高压风管从一个高压软风管下拆掉，而与另一个高压软风管连接，还能防止高压软风管中的气体倒流。
[0016]进一步地，所述空压机与膨胀机和配气管路之间设置有储气罐，所述储气罐连接有安全阀、第二开关阀和自动排水阀。所述储气罐用于储存压缩空气，对压缩空气进行稳压；所述安全阀保证储气罐安全，防止储气罐压力忽然增大；所述第二开关阀控制储气罐排水管路的通断；所述自动排水阀用于自动排水，正常工作时第二开关阀打开，储气罐通过自动排水阀进行自动排水，第二开关阀关闭时，可对自动排水阀进行检修。
[0017]进一步地，所述储气罐与膨胀机之间的管路上设置有预处理组件，所述预处理组件包括过滤器或/和除水器，所述预处理组件的进气端设置有第三开关阀、出气端设置有第四开关阀。过滤器对压缩空气进行多级过滤，使进入膨胀机的气源干净，以及后续供隧道内的工作人员安全呼吸；除水器对压缩空气进一步除水，保证膨胀机进气干燥，防止制冷至低温零下时损坏膨胀机。
[0018]进一步地，所述预处理组件并联设置有两组，每组预处理组件的进气端均设置有第三开关阀、出气端均设置有第四开关阀。所述第三开关阀、第四开关阀同时关闭可以检修中间的过滤器或/和除水器，当一组预处理组件需要维护时，可以关闭一组预处理组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道通风制冷系统，包括与空压机（1）相连的膨胀机（12），其特征在于：所述膨胀机（12）与隧道内的二次风管（16）之间通过空气混合器（14）连通，所述空压机（1）与空气混合器（14）之间设置有与膨胀机（12）并联的配气管路。2.根据权利要求1所述的隧道通风制冷系统，其特征在于：所述配气管路上设置有减压阀（12.1）。3.根据权利要求2所述的隧道通风制冷系统，其特征在于：所述空气混合器（14）包括与膨胀机（12）、减压阀（12.1）相连的混合器本体（14.2），所述混合器本体（14.2）与膨胀机（12）和减压阀（12.1）之间均设置有单向阀（14.1）。4.根据权利要求3所述的隧道通风制冷系统，其特征在于：所述混合器本体（14.2）连接有压力表（14.3）或/和压力传感器。5.根据权利要求1
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4任一项所述的隧道通风制冷系统，其特征在于：所述空压机（1）为变频空压机，与空气混合器（14）相连的压力传感器通过控制系统与空压机（1）形成自动调节的闭环系统，所述控制系统根据制冷需求自动调节空压机（1），根据隧道掘进距离与高压风管阻力损失自动调节初始压力。6.根据权利要求5所述的隧道通风制冷系统，其特征在于：所述空气混合器（14）的排气端通过喇叭状端头（15）与所述二次风管（16）的进风口间隔配合。7.根据权利要求6所述的隧道通风制冷系统，其特征在于：所述喇叭状端头（15）与空气混合器（14）之间设置有用于检测的旁通阀（14.4）。8.根据权利要求2
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4任一项所述的隧道通风制冷系统，其特征在于：所述减压阀（12.1）和膨胀机（12）的进气端并联有两个高压软风管，两个高压软风管...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶蕾，朱团辉，周小磊，詹晨菲，郭付军，冯超强，牛文琪，高可可，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：