CN101235991B - 采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统 - Google Patents

Abstract

一种采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，包括水泵，在供水管(L1)与排水管道(L2)之间连接一台以上的末端空调器(25)或/和蛇形末端空调器(26)及控制阀门和显示仪表，其特征是：在排水管(L2)的下部连接水轮发电机组(8)。在排水管道上部设置有真空泵(5)。本发明的中央空调系统，利用了大气压力增加流量，采用水空调降温、排水发电有机的结合，为更高海拔地区应用江水冷源中央空调、提供了技术保障。统计数据标明；重庆市夏天、空调消耗45％的电力，该空调系统在长江流域与三峡库区大规模的推广应用，能显著的“节能减排”，既有明显的经济效益和社会效益。

Description

采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统

所属技术领域

本发明涉及一种空气调节系统，尤其是采用江水作冷源进行降温中央空调系统。

背景技术

目前公知的空气降温调节系统，是由能源制冷实现降温的、或直接抽取自然水与末端空调器热交换降温，能耗较高。其消耗较多的能源(电能等)，在能源逐渐短缺、提倡节能降耗的今天，在水资源丰富地区，特别是长江三峡库区附近的江景高层建筑，更应该考虑采用节能效果好的用江水作冷源的中央空调系统，以取代目前广泛使用的由能源制冷的空气降温调节系统。

发明内容

本发明针对现有技术的能源制冷的空气降温调节系统能耗高等不足，提供一种采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，它是在空调系统中安装真空泵，利用大气压力增加系统流量，减少空调系统用水能耗。在排水管道的下部设置有水轮发电机组，在排水管道的末端设置有潜水水轮发电机组，用排水势能发电，提高系统能效比。

在部份安装江水冷源空调器房间内设置水源热泵空调器双系统(22)，满足高要求用户需求。在设置的水源热泵空调器系统中设计一种带热水腔的制冷压缩机(39)，利用空调废热加热卫生热水的装置，进一步提高系统能效比。

设计一种充压潜水泵(15)和充压潜水水轮发电机组(17)，设计一种可控止回电磁阀(10)，设计一种异形(36)或矩形换热管截面的蛇形末端空调器(26)，满足空调系统稳定可靠与高效率工作。

设计一种空调换热管安装专用电动墙面凿槽机，提高空调换热管安装劳动生产率。

本发明的技术方案是：采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，包括水泵，真空泵(5)，充压潜水泵(15)，可控止回电磁阀(10)，充压潜水水轮发电机组(17)，水源热泵空调器(22)，在供水管(L1)与排水管道(L2)之间连接一台以上的江水冷源末端空调器(25)或/和江水冷源蛇形末端空调器(26)及控制阀门和显示仪表、管路连接构成，其特征是：在排水管(L2)的下部连接水轮发电机组(8)。

进一步的特征是：

排水管道(L2)末端连接潜水水轮发电机组(17)。

在排水管(L2)的上部设置真空泵(5)。

滤网(16)内包含连接水泵(15)。

在安装江水冷源末端空调器(25)或/和江水冷源蛇形末端空调器(26)的房间内设置水源热泵空调器，构成江水冷源空调器与水源热泵空调器双系统。

水源热泵空调器(22)内的制冷压缩机(39)外壳上设置热水交换器(40)，构成带热水腔(41)的制冷压缩机(39)，热水腔(41)内的水、经对流或/和卫生热水循环泵(53)作用在卫生热水循环管道(44)内流过制冷压缩机(39)外壳热交换后、输送到热水储存桶(63)内储存。

在制冷压缩机(39)外壳上设置有一中空的热水换热器(40)、构成热水腔(41)，热水换热器(40)上设置进出水接头。

在供水管(L1)上连接加水阀与设置清水池(19)和清水置换泵(11A)，清水置换泵(11A)连接冲洗阀(20)，冲洗阀(20)管路连接进水管(L1)。

末端空调器(26)的换热管截面是异形(36)或矩形的。

水泵(15)出口端连接可控止回电磁阀(10)。

可控止回电磁阀(10)，阀体内的阀腔进口处设置有止回密封环(87)，在阀腔内设置可转动的密封阀板(89)，密封阀板(89)或其上的铁板(90)与电磁铁吸引头(91)产生磁力相吸或相斥，电磁铁吸引头(91)端面与止回密封环(87)平面有一倾角，密封阀板轴(96)与轴承座(88)转动连接；电磁铁(92)与电磁线圈(94)连接。

潜水泵(15)的腔体(67)连接压力容器(81)。

在潜水泵(15)电动机轴承室端(71B)连接旋转轴密封(70)，潜水泵腔体(67)连接压力容器(81)。

潜水泵电机轴与叶轮(74)轴之间连接齿轮组，阀体腔体(67)连接压力容器(81)或/和润滑油容器(76)，发电机是鼠笼式电动机。

一种空调换热管安装专用电动墙面凿槽机；由活动机架(97)，活动机架轮(98)，活动机架定位丝杆(99)，凿槽机升降定位螺栓孔(100)，小车牵引电机(101)，小车水平行走轨道(102)，凿槽机小车(103)，凿槽电动机(104)，手动起重葫芦(105)，小车牵引丝绳(106)，凿槽机头(107)，凿槽刀(108)，凿槽机垂直升降架(109)，凿槽刀定位止头螺丝(110)，键槽(111)，小车水平行走轴承(112)，机头轴承(112B)，电动机连轴器(113)，小车牵引电机减速箱(114)，小车牵引丝绳筒(115)，凿槽深度定位角钢(116)连接构成，其特征是；起重葫芦(105)、活动连接凿槽机垂直升降架(109)上下移动，凿槽机小车(103)，活动连接在小车水平行走轨道(102)上，凿槽机小车(103)上连接凿槽电动机(104)与凿槽机头(107)，凿槽机头(107)上设置有凿槽刀(108)，左与右牵引电机(101)通过小车牵引丝绳(106)连接凿槽机小车(103)。

本发明与现有水空调技术相比的有益效果是：

1、利用了大气压力增加流量，系统实现了自然水大温差、小流量排放，提高了系统效率。

2、空调降温、排水发电、有机的结合，使系统实现了水空调降温、排水发电、回收水泵能量双用途，利用了空调器废热加热卫生热水，使系统能效比；显著提高。

3、设计的空调换热管安装专用的电动墙面凿槽机，减轻了空调换热管安装劳动强度。

4、本发明；为更高海拔地区应用江水冷源中央空调、提供了技术保障，能显著节省能源。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统楼层系统结构简图。

图2是采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统原理图。件(2)

图3是采用双系统房间空调器图。件(3)

图4是蛇形末端空调器异形管截面图。图5是蛇形末端空调器矩形管截面图。

图6是压缩机加装热水腔结构示意图。图7是热水腔顶视图。件(3)

图8是空调器利用废热加热卫生热水系统图。件(4)

图9是充压潜水泵图；件(5)。

图10是充压潜水泵接线盒大样图。图11是法兰盘平面图。

图12是充压潜水水轮发电机组图。件(6)

图13充压潜水水轮发电机组双速电机绕组图

图14是可控止回电磁阀剖面图。件(7)

图15是电磁铁线圈顶视图。图16是可控止回电磁阀动密封环平面图。

图17是可控止回电磁阀静密封环平面图。图18是转动轴座平面图。

图19是转动轴座剖面图。图20是可控止回电磁阀舌平面图。

图21是可控止回电磁阀体图。

图22是空调换热管安装专用墙面凿槽机主视图。件(8)

图23是空调换热管安装专用墙面凿槽机头平面图。

图24是空调换热管安装专用电动墙面凿槽机示意图。。

图25是空调换热管安装专用墙面凿槽机右视图(左右视图对称)。

图26是安装机小车与垂直升降机架图。

具体实施方式

图1和图2是本发明的中央空调楼层系统结构简图与原理图；在图1和图2中，楼层分区末端空调系统(1-4)，另一种楼层末端空调分区系统(1A-4A)，真空泵(5)，电磁阀(6)，负压空气罐(7)，水轮发电机组(8)，45度水管弯头(9)，可控止回电磁阀(10)，加压泵组件(11)，清洗泵(11A)，其它建筑排水管(12)，其它建筑进水管(13)，钢筋芯橡胶软管(14)，潜水泵(15)，潜水泵滤网(16)，潜水水轮发电机组(17)，Y型水过滤器(18)，清水池(19)，系统冲洗阀(20)，进水数字水温度表(21)，楼层其它水源热泵末端空调器框图(22)，楼层其它末端空调器进水管(23)，楼层其它末端空调器排水管(24)，风冷热交换末端空调器(25)，蛇形热交换空调器(26)，节流阀(27)，节流电磁阀(28)，节流管(29)，均流管(29B)，水平楼层流量调节组件(30)，供水管(L1)，排水管(L2)，水流动方向(箭头)。

在图一中；分区末端空调系统(1-4)与另一种楼层末端空调分区系统(1A-4A)为2种空调分区方式，其中分区末端空调系统(1-4)的加压水泵安装在底层，有水泵噪声影响小的特点，但消耗管材多。另一种楼层末端空调分区系统(1A-4A)则相反。

本发明的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，包括水泵，供水管(L1)，排水管(L2)，江水源末端空调器和控制阀门、显示仪表等，在供水管(L1)的底端设置水泵，水泵(15)放置在江、河、湖内以抽取水源。水泵(15)抽取的水源、经多条子进水管道，供应后面的多个单元的江水冷源中央空调系统需要的水源。如果楼层较高，水泵(15)的输送能力不能达到楼层的高度，就应在每条子进水管道上设置一台分区加压水泵(11)，或一台以上相互并联的多台分区加压水泵(11)，以保证进水管道内的水源压力，使水源能够达到需要的楼层高度。在分区加压水泵(11)上设置有电磁阀(10)，控制子进水管道的开启或关闭。在水泵(15)周围设置框架结构滤网(16)，以避免杂物等被抽吸到水泵(15)内，防止水泵(15)、进水管道与相关阀门被堵塞、被损坏。在水泵(15)上设置的可控止回电磁阀(10)是电动控制阀，与水泵(15)连接，控制进水管道的开启或关闭(详见后面的介绍)。控制阀门和显示仪表采用现有技术的装置，在此不作进一步的描述。

在供水管(L1)与排水管(L2)之间，设置有一台以上的多台江水冷源空调器(25或26)，利用进水管道内抽取的江水与环境空气的温度差、对建筑房间降温。进水管道的水源进入江水冷源空调器(25)内，在风机吹动下与建筑房间进行热交换，或进水管道的水源进入江水冷源空调器(26)内进行热交换，江水冷源空调器(26)为蛇形管，预埋在建筑房间墙壁与地面进行传导热交换降温，江水冷源空调器(26B)预埋在建筑过道墙壁与地面内，为排水流的再利用，起到夏天降温的作用。水源最后排入到出水管道(L2)内。在高层建筑物内，每一个房间或一个单元内设置一台以上的江水冷源空调器，通过江水冷源空调器在夏天产生低于环境温度的冷气，对建筑房间降温。用江水作为冷源的空调器是现有技术，在此不作进一步的描述。

在出水管道(L2)的顶端或上部，设置有真空泵(5)和负压空气罐(7)，真空泵(5)的排气量根据空调系统大小选择，真空泵安装在各分区出水立管道的顶端，安装高度要大于真空泵吸水高程。用真空泵产生虹吸作用，利用大气压力增加系统流量。

在出水管道(L2)的下部，设置有水轮发电机组(8)或潜水水轮发电机组(17)，利用出水管道内的排水势能进行发电。系统启动，水轮发电机组(8)在建筑排水立管(L2)垂直下落、带有重力加速度的水流冲击下、带动发电机组开始加速运转，当达到电机同步转速后随着水轮发电机组(8)输入功率的增加、电机向电网可逆输出有功功率，并且效率很高，发的电返回供应系统水泵消耗电量，实现了内部循环消耗。系统利用了排水势能发电，进一步提高了系统能效比。

在出水管道(L2)的未端，设置有潜水水轮发电机组(17)，进一步利用排水管道内的水源的势能，用设置在江、河、湖内的潜水水轮发电机组(17)发电。潜水水轮发电机组(17)的发电原理和水轮发电机组相同或类似，结构详见图12。

图1具体设计了4个空调分区(1-4或1A-4A)，分别采用不同扬程水泵供水。每个分区的进水管道和出水管道安装在建筑物的管道井内，楼层水平排水总管与排水立管相接处安装45度弯头(9)，减少水阻。各分区排水立管在底层集中于水平汇流管排向江中，排水管出口没于长江175米水位线下，出口朝向下游。

在建筑内排水立管(L2)下部，安装有水轮发电机组(8)，现代江边高层建筑高达100米，一栋大的高层建筑、江水空调排水立管流量达数千吨/小时，空调排水流在排水立管内为自由落体运动，在重力加速度下、将势能充分利用起来带动水轮发电机组(8)发电。

水泵(15)放置在江、河、湖内，根据实际情况选取一台或多台，图中所示是并联的三台。水泵(15)取水时，因管道阻力造成流量损失的因素，启动一台水泵为35％空调设计流量，启动2台为69％，启动3台为设计流量，利用流量调节系统制冷量。

在一条子进水管道上，设置清水池加水阀、清水池(19)、系统清水置换泵(11A)和清水冲洗阀(20)，经清水池加水阀向清水池(19)内加满水，并澄清。需要时，打开清水冲洗阀(20)，启动系统清水置换泵(11A)，用清水池内的清水冲洗空调系统。在河水很浑浊时，空调系统停机用户关机后、用水泵(15)和分区加压水泵的集中水流分楼层冲洗系统，在集中控制室分层轮流打开水平楼层空调系统进水阀(该阀设计为用户与集中控制室双向控制)，用高速水流冲洗可能沉淀在系统中的泥浆20-30秒。分层冲洗完各系统后、关闭水泵(15)和分区加压水泵；启动系统清水置换泵(11A)，轮流打开各分区系统清水冲洗阀(20)，用经过沉淀处理的清水置换掉系统内浑浊水。清水池(19)可以利用建筑闲置的消防池。进水管道埋设在地下，通向江中与水泵(15)连通；系统采用Y型过滤器(18)二次过滤河水杂质。部份高要求房间采用江水冷源空调器(25或26)与水源热泵机组空调器双系统(图3)，满足高端用户需求。水源热泵机组空调器增加安装卫生热水加热器，满足用户卫生热水需求。采用楼层水平系统流量调节组件(30)用开关电磁阀的方式进一步调节水平楼层流量。在图3中；配备双组空调的住宅(31)房间数字温度控制器(32)，氟里昂热交换风机盘管空调器(33)，空调器主机(34)。

由于江水与环境温度之间的温差通常都不是很大，使本发明的江水冷源空调器(25或26)产生的制冷效果与普通能源制冷的空调器相比；存在一定的差别，尤其是降温的速度、能达到的最低温度等，存在明显的差异。所以；在部份高要求用户房间，配备双组份空调器。具体为；房间内设置由江水冷源空调器(25或26)与水源热泵机组空调器(33)构成的双组份空调系统(两种空调在房间内安装要有一定距离，防止气流短路循环)以增强制冷效果。空调首先开机江水冷源空调器，这时空调产生的冷气与房间的温差大，热交换效果好，如果用户感觉需要进一步降温，再开水源热泵机组空调器(33)。

在部分江水冷源空调器(25或26)附近，设置的水源热泵机组空调器(33)，采用现有的电能带动制冷的方式和结构，只是其冷却形式采用水冷。在普通用户房间只配备单组份江水冷源空调器(25或26)。江水冷源空调器(25或26)设置在在进水管道和出水管道之间。水源热泵机组空调器主机箱(34)包括制冷压缩机，冷凝器、氟过滤器、节流管和氟风机盘管(33)等，水源热泵机组空调器作为现有技术，不作详细介绍。

作为进一步的改进，本发明部份的江水冷源空调器由风冷热交换末端空调器(25)和传导热交换末端空调器(26)串联而成，风冷热交换末端空调器(25)为水盘管风机吹动制冷，热交换末端空调器(26)为蛇形热交换器传导吸热；江水冷源空调器为水盘管风机与蛇形热交换器串联的结合，蛇形热交换器预埋在房间地面与墙壁上，江水首先通过水盘管风机热交换，提高露点温度与除湿、然后进入蛇形热交换器(26)内热交换，保证在高湿度和低江水温度地区、预埋在房间地面和墙壁的蛇形管空调器(26)不与墙壁产生结露现象。

风冷热交换末端空调器和传导热交换末端空调器作为现有技术，在此不作进一步的说明。

图4是江水冷源蛇形末端空调器异形管截面图。

在图中；蛇形末端空调器异形管截面图(36)，热传导金属翅片(37)。

墙壁为平面，普通蛇形换热管为圆管、预埋在墙壁中，不容易连接翅片(37)，并且与墙壁外空气热交换效率较低，因而将蛇形换热管截面设计为异形(36)，方便连接热传导翅片(37)提高蛇形换热管与墙壁外空气热交换效率。热传导金属铝翅片(37)可以采用宽度80-100毫米铝箔带，纵向粘连接在异形蛇形换热管平面上、提高与墙壁外空气热交换效率。

图5是江水冷源蛇形末端空调器矩形管截面图。

在图中；蛇形末端空调器矩形管截面图(38)。

在无条件加工异形蛇形管的单位，也可以采用矩形管截面，矩形蛇形管与墙壁外空气热交换效率高，容易连接翅片(37)，但相同的水流量、材料用量；相比异形管截面为高。

图6是压缩机加装的热水腔结构示意图。

在图中；制冷压缩机(39)，热水换热器(40)，热水腔(41)，进出水接头(42)，压缩机气液分离器(43)。

将压缩机气液分离器(43)拆卸，加长连接管，留出安装热水换热器(40)的空间。热水换热器(40)可以采用金属板加工，连接在制冷压缩机(39)外壳上，形成一中空的热水腔(41)，在热水换热器(40)上连接进出水接头(42)，最后重新将气液分离器(43)装回，构成带热水腔的制冷压缩机(39)。利用压缩机工作时的高温外壳加热卫生热水。制冷压缩机外壳上设置了热水交换器(40)，水限制了压缩机温升，降低了排压，降低了压缩机轴功率。

图8是空调器利用废热加热卫生热水系统图。

在图中；卫生热水循环管(44)，四通换向阀(45)，压力继电器(46)，水冷凝器(47)，紫铜螺旋换热管(48)，氟过滤器(49)，电磁阀(50)，节流管(51)，蒸发器(52)，卫生热水循环泵(53)，双金属温度控制器(54)，微型壳管式换热器(55)，截止阀(56)，燃气热水器(57)，自来水阀(58)，热水使用阀(59)，热水温度控制器(60)，热水温度控制电磁阀(61)，浮球阀(62)，热水储存桶(63)，溢流管(64)，呼吸管(65)，制冷剂管(F)。

为了充分利用水源热泵机组空调器在制冷过程中产生的废热量，在制冷压缩机外壳上设置了热水交换器(40)，形成一个热水腔(41)，热水交换器(40)内的水经卫生热水循环泵(53)作用在卫生热水循环管道(44)内流动，与制冷压缩机(39)的外壳进行热交换后输送到储水箱(63)内储存，以备家庭之用。水源热泵机组空调器的压缩机(39)制冷时、外壳温度通常为95℃度-110℃度，利用该温度加热卫生热水。

具体为；加工一只外径比压缩机大20毫米的热水交换器(40)焊接或粘接在压缩机(39)外壳上即可作为卫生热水热交换器。由温度控制器控制卫生热水强制循环或对流循环。卫生热水循环泵(53)功率在5-10W即可。微型壳管式换热器(55)进一步利用空调器废热。

压力继电器(46)控制节流电磁阀(50)开与关闭节流管，构成双节流管路，提高压缩机工作效率。

燃气热水器(57)在不用空调时加热热水。其它部份为现有技术，在此不作进一步的描述。

图9是充压潜水泵图。

在图中；潜水泵腔体(67)，电动机定子(68)，电动机转子(69)，旋转轴密封(70)，轴承室(71)，电动机轴承室(71B)，电动机轴承(72)，耐油气球(73)，潜水泵叶轮(74)，减压器(75)，润滑与密封散热油、储存容器(76)，回油管(77)，送油管(78)，过滤器(79)，制冷剂加注口(80)，压力容器(81)，油加注口(82)，潜水泵接线盒(83)。

本发明的水泵(15)，由于处于浑水下工作，对其密封、润滑等性能就有更高的要求。本充压潜水泵与现有潜水泵结构基本相同，所不同的是在电动机轴承室(71B)上增加设置了一只动轴密封(70)，构成三动轴密封(70)。耐油气球(73)消除油温度变化引起的体积膨胀，采用对水泵(15)充压工作的方式，解决水进入其中损坏水泵(15)的问题。

充压潜水泵工作原理；

它是在普通潜水泵、双动轴密封的基础上、在电动机轴承室端(71B)、增加安装一只轴动密封(70)，构成3轴密封，进一部减少电机进水机率，进一步提高动密封可靠性。

设计电动机冷却与密封油储存腔(76)，增加密封与散热油容量。储存的油、提高密封与散热性能。动密封、理论上讲都有泄漏，设计R-114制冷剂充压储存腔(81)对潜水泵内充压，利用制冷剂的压力对水泵充压。使潜水泵内部压力高于外界压力，在R-114制冷剂未泄漏完前，水份不能进入水泵内，维修周期得到延长。

潜水泵夏天工作时，因浑水的磨损和其它因素，润滑密封油微量泄漏，润滑密封油储存腔(76)的油、自动补充电动机室。随着使用年限的增加，油储存腔(76)的油泄漏完毕，R-114制冷剂的饱和蒸汽通过减压器(75)减压，进入电动机室，电动机室的压力仍然高于大气与江水压力，电动机室的油在底部、不会泄漏，仍然可以冷却与润滑电动机。

随着使用年限的继续增加，R-114制冷剂不断的释放饱和蒸汽，直到R-114制冷剂泄漏完毕，水在大气与江水压力下开始少量进入电动机室、并流向电缆接线盒的底端。漏水报警信号电容(图10；83B)一端接潜水泵电源，一端距离电缆接线盒金属底面10毫米，当进入的水达到10毫米高度，报警信号电容(83B)一端接触水面，报警信号电容(83B)向水放电，安装在集中控制室的泄漏电流信号互感器(84)产生感应电压信号，利用这个信号；发出潜水泵漏水报警。三相电源合成电动势为零，互感器(84)铁心套装三相电源线，任意一根电源线与报警信号电容(83B)漏电，互感器(84)就产生信号、便发出漏水报警信号。

R-114制冷剂，标准大气压下蒸发温度3.56℃度。在6℃温度以上，绝对压力高于大气压力与几米水深度形成的压力。潜水泵夏天在江水中的深度一般在5米之间，夏天江水温度在20-25℃度，R-114制冷剂的饱和蒸汽压力高于大气与江水压力，制冷剂通过减压器与油储存室(76)接通，将减压器的压力整定在稍高于外界江水压力即可。减压器(75)密封安装在防水盒内。

冬天江水平面低，大气与江水对潜水泵形成的压力低。冬天长江水温度8-10℃度，R-114制冷剂的饱和蒸汽压力自动降低、但仍然高于大气与江水形成的压力，R-114制冷剂的饱和蒸汽压力未泄漏完前、水不会进入潜水泵。

潜水泵的热量通过本体向外散热，还通过冷却润滑油和油循环管自然对流散热，降低潜水泵热量。减压器(75)限制了液体制冷剂进入油中。过滤器(79)保证油管畅通。

潜水泵采用多节法兰盘止口固定结构、在一对法兰盘之间加装密封垫片，静密封螺栓连接。密封油储存腔(76)、R-114制冷剂充压储存腔(81)、与潜水泵腔体连接。

水泵充油、充压，大大的延长了潜水泵检修年限。报警信号电容(83B)，泄漏电流信号互感器(84)、及时发出漏水报警，保证了大型潜水泵的安全。

根据潜水泵的体积、设计的密封油储存腔与R-114制冷剂充压储存腔的容积，油不得少于20公斤，制冷剂不少于5公斤。潜水泵按设计要求、向潜水泵生产加工厂订购。潜水泵在生产后加0.6Mpa氮气或少量R-12制冷剂试空车，不漏油为合格。安装入水前、再按设计容量加注R-114制冷剂。

油、加注浓度高的冷冻机油，例如45号冷冻机油。电动机绝缘、耐油与制冷剂。防水电缆安装进入潜水泵后、包几层聚脂薄膜并用环氧树脂胶密封，达到耐油与制冷剂。

安装水深度浅的潜水泵和南方地区可以加注R-21制冷剂，它在标准大气压下蒸发温度8.9℃度，或R-133a制冷剂，标压蒸发温度6.1℃度。临时使用、工作时温度高于20℃度的浅水潜水泵、可加R-11制冷剂，深井潜水泵可以选择其它制冷剂、达到平衡与稍高于水泵最高工作水压力。采用加注R-21以下的低压制冷剂可以不用减压器。采用潜水泵充油充压的方法；极大的延长了潜水泵检修周期。

图10是充压潜水泵接线盒大样图。

在图中；报警信号电容(83B)，泄漏电流信号互感器(84)。

图12是充压潜水水轮发电机组图

在图中；充压潜水水轮发电机组结构与图9充压潜水泵基本相同，所不同的是增加安装一套提高电动机转速度的齿轮组。充压潜水水轮发电机就是一台图9反向工作的充压潜水泵，其异步电动机绕组；可以采用单绕组双速度(4/8极)或3速度鼠笼式电动机绕组，空调排水流量变化，引起电动机转速度变化，相应改变电动机极数，实现高效率发电。利用电动机可逆为发电机的特性发电，利用电网或配电功率因数补偿屏的电容器对电机励磁。

现代高层建筑地平面与江水平面有一定落差，并且现代高层建筑往往由多栋高层建筑组成一个小区，空调集中排水流量较大，在江中安装充压潜水水轮发电机组回收排水势能，可以进一步回收水泵能量，提高效率。

图13是可控止回电磁阀剖面图。

在图中；阀体(85)，法兰盘(86)，止回密封环(87)，轴承座(88)，活动密封止回阀环(89)，活动阀舌铁板(90)，电磁铁吸引头(91)，电磁铁(92)，不锈钢隔磁环(93)，电磁线圈(94)，固定螺栓(95)，转轴(96)。

本发明的可控止回电磁阀(10)，阀体(85)经法兰盘(86)与其他部件连接；在阀进口处设置有止回密封环(87)，在阀腔内设置可转动的密封阀环(89)，如果密封阀板(89)选用不锈钢，则在密封阀板(89)上设置铁板(90)，密封阀环(89)或其上的铁板(90)与电磁铁吸引头(91)产生磁力相吸或排斥，使密封阀板(90)围绕转动座(88)转动，达到打开或关闭阀腔进口的作用。电磁铁(92)与电磁线圈(94)连接，在外接的电流控制作用下，电磁铁(92)产生磁力，作用在阀板(90)上。密封环(87)上表面与电磁铁吸引头(91)的吸合端面不平行，也不垂直，相互之间形成一倾角，保证密封阀板(90)的开启角度，减小水流的冲击和阻力，并且密封阀板(90)可以顺利下落关闭阀门。

可控止回电磁阀的作用为；利用它的可控止回特征，即、电磁线圈的通电，电磁铁吸引头(91)吸住密封阀板(90)，停止该支路的潜水泵，用系统的倒向水流和其它潜水泵的启动，用倒向水流冲洗停止支路的潜水泵滤网(16)，排除滤网上的吸附物。

可控止回电磁阀的工作原理如下：

潜水泵启动，水流冲开活动阀舌(90)，从阀体出口流出。潜水泵停机，活动阀舌(90)在重力与系统倒向水流的作用下、下落在不锈钢止回密封环(87)上，止回关闭。在潜水泵工作中、需要反向水流冲洗滤网时，先接通电磁线圈(94)电源，电磁铁吸引头(91)产生磁场将活动阀舌(90)紧紧吸住，关闭该台潜水泵电源，系统的倒向水流和另外工作中的潜水泵水流倒向通过该阀体冲洗滤网，实现了采用倒向水流冲洗潜水泵滤网(16)。

并联工作的几台潜水泵如此互相轮流冲洗，彻底解决了滤网吸附物堵塞潜水泵进水问题。该阀有空调工作时不消耗电能的优点，工作稳定可靠，效率高。

加工实施方式；

选择与系统合适直径的钢管制阀体(85)，用不导磁的不锈钢元条圈制不锈钢隔磁环(93)焊接在阀体中部开孔处。将圆拄形电磁铁(92)穿进隔磁环(93)焊接在上面。止回密封环(87)、活动密封阀舌环(89)与转动座(88)采用不锈钢加工。活动密封阀舌环(89)与纯铁板活动阀舌(90)焊接连接，形成一面是不锈钢密封面，一面是纯铁板吸引面。止回密封环(87)焊接在阀体内进水孔上。活动密封阀舌转轴(96)穿在轴承座(88)内为活动连接。轴承座(88)焊接在阀体座板上。活动密封阀舌(90)既能与止回密封环(87)紧贴密封，又能与电磁铁吸引头(91)靠紧被吸引。

阀密封面在磨床上精加工。不锈钢隔磁环(93)焊接在阀体上隔磁、减少电磁铁磁分流。电磁铁(92)用导磁高、剩磁小的纯铁棒材加工。电磁铁(92)吸引端面(91)加工为倾斜面，扩大电磁铁(92)与厚纯铁板(90)的吸引面。

电磁铁(92)的吸引力要大于反向水流冲击力。电磁铁大小头结构，减少反向水流对活动密封阀舌(90)的冲击力，并增加吸引面积。电磁线圈(94)采用双玻璃丝包扁铜线绕制，用24伏安全交流电压。线圈真空沁绝缘漆和沁环氧树脂，最后用环氧树脂密封在不锈钢外壳内，套装在电磁铁(92)上，用不锈钢螺栓(95)固定。

系统所有可控止回防水电磁阀采用一只24伏双圈隔离变压器供电，变压器24伏电压一端可靠接地。在系统需要冲洗滤网时通电保持开启。

该阀工作可靠性极高，一个合格的空调安装工程队均可自制加工，成本低廉。该阀很好的满足了使用要求。与现有产品电磁阀相比；工作可靠性与耐久性都得到提高，能耗极低。

图22-图26是空调换热管安装专用电动墙面凿槽机图。

在图中，活动机架(97)，活动机架轮(98)，活动机架定位丝杆(99)，凿槽机升降定位螺栓孔(100)，小车牵引电机(101)，小车水平行走轨道(102)，凿槽机小车(103)，凿槽电动机(104)，起重葫芦(105)，小车牵引丝绳(106)，凿槽机头(107)，凿槽刀(108)，凿槽机垂直升降架(109)，凿槽刀定位止头螺丝(110)，键槽(111)，小车水平行走轴承(112)，机头轴承(112B)，电动机连轴器(113)，小车牵引电机减速箱(114)，小车牵引丝绳筒(115)，凿槽深度定位角钢(116)。

图(22)附图说明：一栋3万平方米的高层住宅建筑，预埋蛇形换热管末端空调器(26)，人工凿槽安装换热管劳动强度极大，成本高昂。设计空调换热管安装专用墙面凿槽机，提高劳动生产率，缩短了空调安装工期。该机由螺栓连接的活动支架上方连接手动葫芦，支架上活动连接小车机架，小车机架上连接牵引电机与牵引连接凿槽机小车，槽机小车上的电机转动连接凿槽机头。由电动机械在墙面水平凿槽，人工预埋蛇形传导热交换末端空调。

安装过程中采用操纵起重葫芦(105)控制垂直升降架(109)上下凿槽，采用操纵小车牵引电机(101)和凿槽电动机(104)，完成水平行走凿槽。由凿槽刀(108)的宽度决定凿槽宽度。由凿槽深度定位角钢(116)与墙面的距离决定凿槽深度。

凿槽机头(107)在它的圆周面上均布铣8个槽孔，安装凿槽机刀(108)，机刀宽度比蛇形换热管外径宽3-5毫米。在机头(107)平面上均布钻8个孔、攻丝，安装凿槽刀定位止头螺丝(110)。中心车孔，开键槽(111)套装机头轴。形成凿槽机头(107)。凿槽机刀(108)采用硬质合金。

小车上安装小车轴承(112)，形成小车行走轮，小车安装在小车水平行走轨道轨道槽(102)中。小车下轨道(102)与上轨道(102B)焊接在小车架上下两面，小车行走轴承(112)安装在轨道槽中、能够被小车牵引电机(104)牵引左右行走。

机架用槽钢或角钢螺栓活动连接支架(97)，形成稳定的工作架。凿槽机升降定位螺栓孔(100)孔距为蛇形换热管中心距。墙面凿槽机轮子(98)安装在4个角上，4角对称，墙面凿槽机可推动行走。墙面凿槽机升降与定位丝杆(99)，安装在4个角，4角对称，墙面凿槽机架可微调升降。凿槽机小车安装在正面，采用螺栓固定在机架正面。

小车牵引电机(104)，牵引速度为10-20厘米/秒。小车牵引丝绳(106)，牵引凿槽机水平左右工作行走。起重葫芦(105)，上下移动小车。凿槽深度定位角钢(27)端面与墙面的距离为凿槽深度。

在凿槽机头旁安装防护罩与水喷雾管减少尘土飞扬。凿槽机工作时，按图连接工作架，操纵起重葫芦(105)起吊凿槽机小车自最高水平凿槽位置，小车机架用螺栓固定在机架上。启动凿槽电机，将机架推向墙面，完成凿槽深度，启动小车牵引电机(114)，完成凿槽水平长度。这样20-30秒水平凿槽一根。一根槽凿完毕，后退机架，拆卸小车架4角螺栓，操纵起重葫芦(105)下降一个孔距(100)，孔(100)的孔距为蛇形换热器两管之间的中心距，重新用螺栓固定小车机架，进行下面一根凿槽。蛇形换热管两端的180度弯头槽采用人工凿槽。

该墙面凿槽完毕，将工作架推向另一墙面凿槽。在工作中如果凿槽振动过大，造成工作架位移，转动升降与定位丝杆(99)、使机轮子(98)脱离地面。凿槽机工作中的振动与轨道槽(102)和行走轮(112)的间隙和小车行走速度有关，组装过程中、尽量减小行走轮(102)与轨道槽的间隙，使之小于0.1毫米，工作中调整小车行走速度、使振动在合理范围内。

Claims (11)

1.采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，包括滤网(1)中的潜水泵(2)，可控止回电磁阀(3)，水泵，末端空调器(17)，蛇形末端空调器(18)，风冷——蛇形复合末端空调器，进水管路(L1)和排水管路(L2)；其特征在于：所述潜水泵(2)的出口端连接可控止回电磁阀(3)，进水管路(L1)与排水管路(L2)之间连接末端空调器(17)或蛇形末端空调器(18)，所述排水管路(L2)上部连接真空泵组件(31)，下部连接水轮发电机组(16)；

所述可控止回防水电磁阀(3)，由法兰盘，阀体，阀座，轴承座，阀舌，阀舌轴，电磁铁，磁铁绕组连接构成，阀舌与阀座为活动连接，需要水逆向流动时，磁铁绕组通电。

2.根据权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统；其特征在于：还包括潜水水轮发电机组(16B)，潜水水轮发电机组(16B)设置在排水管路(L2)的末端。

3.根据权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，其特征在于：所述潜水水轮发电机组(16B)，由接线盒段壳体，轴承与轴承室，潜水泵轴，电动机转子，电动机定子，密封油接口，油循环管，电机旋转轴密封，水泵旋转轴密封，法兰盘，气球，油储存腔，铜管，过滤器，叶轮，进水口，减压器，电机段壳体，动密封室段壳体，叶轮段壳体，涡壳体连接构成，潜水泵腔体连接压力容器或/和电机室连接旋转轴密封

4.根据权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，其特征在于：所述水轮发电机组(16)，由机座，旋转轴密封，齿轮箱，叶轮，涡壳，发电机连接构成，发电机是双速或/和三速鼠笼式电动机。

5.根据权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，其特征在于：所述潜水泵(2)连接在框架形滤网(1)内，滤网的一个面连接出水管路。

6.根据权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，其特征在于：所述的末端空调器(17)，由外壳，底盘，热交换器，轴流式风机，吊杆固定件，水管孔，空气滤网构成，水管孔在顶平面，或水管孔在后平面的水平中轴线上方。

7.根据权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，其特征在于：所述的末端空调器(17)，由外壳，底盘，热交换器，框架式空气滤网，离心式风机连接构成，热交换器顶进风、侧出风，外壳的底盘是接水盘。

8.根据权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，其特征在于：所述的风冷-蛇形复合末端空调器，由末端空调器(17)和蛇形末端空调器(18)和节流管(21)和排水管(L2)顺序串联连接构成。

9.根据权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，其特征在于：所述的蛇形末端空调器(18)，由外层的金属管和塑料复合管连接金属翅片构成，所述的金属是铝或铜或铁或钢或锌或镁或所述金属的合金。

10.根据权利要求9所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统，其特征在于：所述的塑料复合管配方中添加有铝或铜或铁或镁金属粉或石墨粉或所述金属的氧化金属粉沫，或/和塑料管配方中添加有水泥粉或陶瓷粉或花岗石粉或大理石粉或玄武岩粉或辉绿岩粉末。

11.一种权利要求1所述的采用虹吸原理的自然冷源中央空调系统所用的金属与塑料复合管热交换管，由金属管与塑料复合管连接金属翅片构成，其特征是；管平面是U形、管截面是异形，或管平面是U形、管截面是矩形，或管平面是U形、管截面是圆形与直接头相对连接构成，或管平面是直管、管截面是异形或管平面是直管、管截面是矩形或管平面是直管、管截面是圆形与U形接头连接构成，塑料与金属粉或氧化金属粉或/和水泥粉、陶瓷粉或/和环氧树脂粘接剂组合的。

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