一种应用于隧道机电系统的散热装置的制作方法

1.本实用新型属于隧道消防技术领域，具体涉及一种应用于隧道机电系统的散热装置。


背景技术：

2.隧道机电系统的主要发热元件大部分集中在配电柜内，而配电柜通常设置在隧道内衬预留的配电房或墙洞上，配电柜的散热主要利用风机将机房或配电柜内的热量排至隧道内，但在夏季或车流量较少的隧道中，隧道通风系统缓慢运行，隧道内热量无法有效降低，因此无法给配电柜降温提供助力，如果配电柜温度过高元器件容易损坏，进而影响隧道的通风安全和消防安全；如果配设水冷降温装置，则需要配设水冷柜机、冷却塔和水泵等设备，虽然降温效果可以得到保障但成本太高。
3.隧道内部道路的结构设计通常由上向下依次为沥青路面、混凝土板、片石混凝土仰拱回填、钢筋混凝土仰拱，根据设计需要也有其他设计结构，但在结构设计中均具有片石混凝土仰拱回填层；隧道的排水系统设计中通常会在道路中部设置中心排水沟，中心排水沟内设置中心排水管，中心排水沟沿隧道轴线还间隔设有沉砂池、检查井结构；隧道的片石混凝土仰拱回填以及中心排水沟等结构可以提供较好的冷源，现有的水冷设备没有对该冷源进行合理开发和利用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种应用于隧道机电系统的散热装置，该装置采用水冷降温，可以对配电柜进行更有效的降温，同时利用隧道现有结构提供冷源，利于降低改造成本，利于节能。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种应用于隧道机电系统的散热装置，包括：
7.水泵；
8.水冷排，其设在隧道配电房内或设在配电柜内部，其出水口与水泵进水口连接；
9.组合盘管，其包括设在隧道仰拱回填层内的仰拱回填盘管和设在隧道排水系统中的中心排水沟内的中心水沟盘管；
10.电磁换向阀，其分别与仰拱回填盘管和中心水沟盘管的进出水口连接，其分别与水泵的排水口和水冷排的进水口连接；
11.控制器，其分别与水泵和电磁换向阀电连接。
12.进一步，所述仰拱回填盘管包括呈平面蛇形排布的盘管本体、覆盖在盘管本体上侧的挡板、填充在盘管本体和挡板之间的填充沙层；所述挡板截面呈弧形并随盘管本体蛇形排布，所述挡板上开设众多孔洞。
13.进一步，所述中心水沟盘管经中心排水沟延伸至检查井或沉砂池内，并在检查井或沉砂池内螺旋缠绕呈筒状。
14.进一步，所述仰拱回填盘管和中心水沟盘管上设有温度传感器，所述温度传感器与控制器电连接。
15.进一步，所述水冷排包括方形固定框、设在方形固定框内并呈平面蛇形排布的散热盘管、设在方形固定框上并对应在散热盘管一侧的散热风扇，所述散热风扇与控制器电连接。
16.进一步，所述水冷排进水管道上设有膨胀罐。
17.进一步，所述电磁换向阀采用三位四通电磁换向阀，所述电磁换向阀与仰拱回填盘管和中心水沟盘管进水口相对应的进水口上设有管道过滤器。
18.本实用新型的有益效果是：
19.1、本实用新型依托隧道中心排水沟和仰拱回填层的现有设计进行组合冷却盘管的布设并实现热交换，使组合冷却盘管能够有效冷却，进而水冷排可以更好的发挥散热效果；
20.2、本实用新型在结构设计上使仰拱回填盘管铺设在隧道路面结构的仰拱回填层中，利用仰拱回填层的低温对盘管进行降温，由于仰拱回填层采用碎石铺垫，因此利于仰拱回填盘管的铺设；仰拱回填盘管在结构设计上还设有挡板和填充沙层，这样利于保护仰拱回填盘管本体同时不影响盘管的热交换；本实用新型在结构设计上还设有中心水沟盘管，中心水沟盘管利用中心排水沟的现有结构对盘管进行降温，主要是利用中心排水沟的检查井、沉沙的积水及空气池对盘管进行热交换；隧道现有结构可提供冷源，无需外设水冷塔等设备，同时在隧道建设过程中易于建造和实现；
21.3、本实用新型中仰拱回填盘管和中心水沟盘管可进行切换并给水冷排提供冷水，这样的结构设计利用排管热量有效传递给大地。
附图说明
22.图1为本实用新型的结构示意图；
23.图2为本实用新型在隧道内部应用的立面结构示意图；
24.图3为本实用新型中仰拱回填盘管在隧道仰拱回填层中应用的立面结构示意图；
25.图4为本实用新型中水冷排的后视结构示意图；
26.图5为本实用新型的系统控制原理图。
27.其中：1-水泵；2-水冷排；3-仰拱回填盘管；4-中心水沟盘管；5-电磁换向阀；6-控制器；7-盘管本体；8-挡板；9-填充沙层；10-温度传感器；11-方形固定框；12-散热盘管；13-散热风扇；14-膨胀罐；15-管道过滤器；16-中心排水管；17-中心排水沟；18-钢筋混凝土仰拱；19-片石混凝土仰拱回填；20-混凝土板；21-沥青路面；22-排水沟；23-电缆沟。
具体实施方式
28.以下结合附图对本实用新型优选实施例进行说明。
29.如图1至5所示，一种应用于隧道机电系统的散热装置；该装置包括水泵1、水冷排2、组合盘管、电磁换向阀5和控制器6。
30.其中，水泵1用于促使该散热装置的水系统在水冷排2和组合盘管之间进行循环，水泵1采用循环泵；水泵1可固定在配电房内。
31.水冷排2用于对配电房或配电柜进行散热，其结构形式利于安装在配电柜内或安装在配电房墙壁、棚顶等处；水冷排2具体结构包括方形固定框11、散热盘管12和散热风扇13；方形固定框11提供框架支撑和便于固定作用；散热盘管12并呈平面蛇形排布，散热盘管12采用翅片铜管并设在方形固定框11内，散热盘管12在方形固定框11上形成有进水口和出水口，水冷排2的出水口与水泵1的进水口通过管路连接；水冷排2的进水口与电磁换向阀5连接，水冷排2和电磁换向阀5之间的进水管道上设有膨胀罐14，利用膨胀罐14补充水冷排2的水压，使水泵1运行平稳安全；散热风扇13固定在方形固定框11上并与散热盘管12对应，利用散热风扇13吹拂散热盘管12使冷空气进入配电房或配电柜内述散热风扇13与控制器6电连接。
32.组合盘管利用隧道的仰拱回填层结构以及排水系统中的中心排水沟结构、检查井结构和尘沙池结构所能提供的冷源进行降温；组合盘管具体包括仰拱回填盘管3和中心水沟盘管4；仰拱回填盘管3包括盘管本体7、挡板8和填充沙层9；盘管本体7呈平面蛇形排布并布设在隧道仰拱回填层中，利用填充沙层9的细沙对盘管本体7进行覆盖，利用挡板8对压覆填充沙层9，对盘管本体7形成保护作用，挡板8截面呈弧形并随盘管本体7蛇形排布，挡板8上开设众多孔洞用于方便热交换；挡板8具体可采用双壁波纹管制成；中心水沟盘管4通过外套保护外壳（双壁波纹管）埋入仰拱回填层中，并经仰拱回填层进入中心排水沟内且位于底部，在经中心排水沟进入检查井或沉砂池内，位于检查井或沉砂池的中心水沟盘管4采用螺旋缠绕方式制成筒状结构，中心水沟盘管4主要利用了检查井或沉砂池内的低温水以及低温空气进行热交换，同时也利用了中心排水沟的低温沟道的热量实现热交换。
33.电磁换向阀5用于水路的切换；电磁换向阀5分别与仰拱回填盘管3和中心水沟盘管4的进出水口连接，电磁换向阀5还分别与水泵1的排水口和水冷排2的进水口连接；这样水冷排2、水泵1、电磁换向阀5与仰拱回填盘管3或中心水沟盘管4可构成一个水路循环，电磁换向阀5使电磁换向阀5与仰拱回填盘管3可以实现切换，促使停用的仰拱回填盘管3或中心水沟盘管4能够利用停用时间更好的散热。为更好的利用仰拱回填盘管3或中心水沟盘管4的冷却回水，在仰拱回填盘管3和中心水沟盘管4上均设有温度传感器10，温度传感器10接入控制器6，通过控制对温度的比较而控制电磁换向阀5的动作。电磁换向阀5采用三位四通电磁换向阀；为确保回水质量保证设备运行安全与稳定，增设了水过滤设备，具体的，电磁换向阀5与仰拱回填盘管3和中心水沟盘管4进水口相对应的进水口上设有管道过滤器15。
34.控制器6用于该装置的综合控制，控制器6可以包括单片机、分别与单片机连接的键盘电路、报警电路、时钟电路和a/d转换器；单片机还与水泵1上的启动器连接用于控制水泵的启停，单片机还与电磁换向阀5和温度传感器10连接，利用温度传感器10的反馈控制电磁换向阀5进行选择性切换，温度传感器10具体是与单片机上的a/d转换器连接；控制器6及水泵1用电在配电柜，控制器6也可通过数据接口与配电柜连接，实现远程控制。
35.本实用新型的工作过程及原理是：
36.需要对配电设备进行降温时：温度传感器10检测仰拱回填盘管3和中心水沟盘管4的水温，并将信号传递给控制器6；当水温低于控制器6设定值时，控制器6比较两个温度传感器10所对应的盘管水温，例如仰拱回填盘管3水温最低，则控制器6控制电磁换向阀5动作，使仰拱回填盘管3与水泵和水冷排2处于水路连通状态，同时控制器6控制水泵1和散热风扇13启动，经过水冷排2的冷水与周围空气进行热交换，使周围空气降温，散热风扇13将
降温后的冷空气吹入配电房或配电柜内，实现降温目的；水冷排2的散热盘管12进行热交换后内部水升温，在水泵1的作用下经电磁换向阀5进入仰拱回填盘管3内，仰拱回填盘管3与仰拱回填层进行热交换，将热量传递给仰拱回填层并使水温下降，降温后的水经电磁换向阀5再次进入水冷排2内，进而实现降温目的。当清洗隧道路面或雨水天气时，进入隧道内的水会进入中心排水沟并进入中心排水管从而排出，此时利于中心水沟盘管4降温，因此雨水天气时多会切换至中心水沟盘管4实现配电设备降温。