CN102221250A - 井水制冷制热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种井水制冷制热系统，属于暖通工程系统领域，包括地下水井，所述地下水井的深度满足水温在15±2℃；所述地下水井内设有循环水管，所述循环水管的包括一根抽水管和一根回水管，中间串接循环泵以及散热管；所述散热管固结在一只中间换热器的散热面上，所述中间换热器上另外固结有一段热泵散热管，构成热泵机组的一个中间换热端，所述热泵散热管与热泵机组相接，该热泵机组的另一个换热端至于室内，并配有风扇。该系统充分利用自然资源，在保持节能的基础上，可以使室内获得较高的制冷制热效果。

Description

井水制冷制热系统
所属技术领域
本发明涉及暖通工程系统领域，特别地，涉及一种水循环与热泵机组的联合系统，它包括地下水源、热泵机组、循环系统，并利用热工质的物态循环实现制冷制热。
背景技术
目前，节能环保概念已经十分普及，充分利用自然界可再生能源满足人类生产生活需要是目前工程技术中的热点问题。其中，该方面最为活跃的工程主要有发电工程和暖通工程，如采用风力、太阳能、水力进行发电；同样，在暖通工程上目前使用较多的有太阳能热水器、空气能热水器、地源热泵或水源热泵、地热发电等等。
与本发明相关的主要是暖通工程中针对室内环境的制冷制热工程，对于该类工程，目前主要采用热泵式空调系统来完成，然而热泵式空调主要存在的问题众所周知，较为费电，其原因在于，空调在工作中，从室内外调节温度，由于室内外温差较大，因此，空调在从低温环境抽取热量至高温环境时，消耗较大(具体可参考逆卡诺定理)。
出于对空调耗电较大的考虑，目前已出现了地源热泵以及水冷空调，对于前者，主要原理是采用热泵从地下抽热，释放至室内，或者从室内抽热，释放至地下，由于地下温度较为恒定，可以当作恒温源，且大约在15℃，因此与室内温差较低，故在采用热泵调节温度时，消耗较低。然而，地源热泵主要存在的问题在于，热工质的循环路径太长，因此所需热工质量大，这一方面又增加了压缩机的功率，另一方面铜管的价格较高，要铺设长路径的循环铜管，成本巨大。
对于水冷空调，其主要原理是使冷水流经室内换热器，并使室内空气快速通过该换热器，从而使冷水将室内空气热量带走，从而达到降温效果。该种空调节能效果较好，然而，其制冷效果却并不理想，由于在室内，换热器的换热面积有限，仅依靠空气与换热面的自然接触，则空气中热量传递到换热面上的速率很低，另一方面，从换热面传递到循环水管的热传递效率，由于它们之间为金属热传导，因此效率极高，故换热效率的低下在于空气热量难以传递至换热器换热面上，从而造成整个水冷空调较差的制冷效果。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种井水制冷制热系统，该系统充分利用自然资源，在保持节能的基础上，可以使室内获得较高的制冷制热效果。
本发明解决技术问题所提供的技术方案如下：该井水制冷制热系统包括地下水井，所述地下水井的深度满足水温在15±2℃；所述地下水井内设有循环水管，所述循环水管的包括一根抽水管和一根回水管，中间串接循环泵以及散热管；所述散热管固结在一只中间换热器的散热面上，所述中间换热器上另外固结有一段热泵散热管，构成热泵机组的一个中间换热端，所述热泵散热管与热泵机组相接，该热泵机组的另一个换热端至于室内，并配有风扇。
作为优选，所述地下水井具有两口以上，且所述循环水管的抽水管和回水管位于不同的地下水井中，从而保证抽水管所在水井内的水温不受回水管的影响。
作为优选，所述抽水管和回水管的端口处均装有过滤网，以防止杂物损坏循环泵。
作为优选，串接所述回水管和抽水管的散热管以及所述一段热泵散热管交错设置于所述中间换热器的散热面上，从而保证快速换热效果。
作为优选，所述中间换热器置于室内，且与所述热泵机组、热泵机组的另一个换热端构成一体，从而减小整个系统的空间体积，并缩短了热工质的循环路径。
作为优选，所述中间换热器上具有温度传感器，该温度传感器对所述中间换热器表面的温度进行实时监测，并控制所述循环泵的工作，使所述中间换热器表面温度保持在预定值。
本发明的有益效果在于：该井水制冷制热系统在工作时，循环泵使井水流经所述中间换热器，使该中间换热器表面温度保持在与井水温度相当的数值，大约为18℃，这样，就相当于在地上形成了一个虚拟水井，再采用热泵机组调节该虚拟水井与室内的温度时，由于两者温度相差较小，因此十分节能；特别地，在制冷时，由于室内温度本身高于所述虚拟水井的温度，因此，热泵以极小的功率即可实现将配有风扇的所述换热端的热量抽向虚拟水井；该井水制冷制热系统采用了目前的热泵以及水循环机组，经合理地联合布置后，解决了目前水冷空调和地源热泵所存在主要问题，对于目前的暖通工程问题具有突出的有益效果。
附图说明
图1是本井水制冷制热系统的结构示意图。
图2是本井水制冷制热系统的中间换热器表面的所述散热管和所述热泵散热管的一种分布示意。
图3是本井水制冷制热系统的制冷原理示意图。
图4是本井水制冷制热系统的制热原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
在图1、图2所示的实施例中，该井水制冷制热系统包括地下水井1，所述地下水井1的深度满足水温在15±2℃，需要指出的是，各地区地下水深度不同，在挖井时，挖到井内渗出的地下水温度在15℃即可，所述地下水井1内设有循环水管，所述循环水管的包括一根抽水管12和一根回水管11，该循环管道由塑料管构成即可，其表面可包裹保温棉，该循环管道中间串接循环泵2以及散热管33；所述散热管33固结在一只中间换热器3的散热面32上，所述中间换热器3上另外固结有一段热泵散热管34，构成热泵机组5的一个中间换热端，该热泵机组5的另一个换热端4至于室内，并配有风扇，该散热端4主要由铜管、散热片、所述风扇构成。
为了保证抽水管12所在水井内的水温不受回水管11的影响，所述地下水井1具有两口以上，且所述循环水管的抽水管12和回水管11位于不同的地下水井1中，并且所述抽水管12和回水管11的端口处均装有过滤网，以防止杂物损坏循环泵2。
如图2所示，串接所述回水管11和抽水管12的散热管33以及所述一段热泵散热管34交错设置于所述中间换热器的散热面32上，从而保证快速换热效果。
为了减小整个系统的空间体积，并缩短热工质的循环路径，所述中间换热器3置于室内，且与所述热泵机组5、热泵机组5的另一个换热端4构成一体，该种使所述中间换热器3布置于建筑物内的形式，更适合中央空调式的布局，此时，各结构组成部分可以没有共同的壳体。
另外，所述中间换热器3上具有温度传感器31，该温度传感器31对所述中间换热器3表面的温度进行实时监测，并将温度信号传送给控制器，控制所述循环泵2的工作，亦即控制它的循环速度，使所述中间换热器3表面温度保持在预定值，该预定值在井水温度和室温之间，一般而言，接近井水温度，亦即接近15℃。
上述井水制冷制热系统在工作时，循环泵2使井水流经所述中间换热器3，使该中间换热器3表面温度保持在与井水温度相当的数值(只需提高循环泵2的循环速度，总可以使中间换热器3的温度接近15℃)，而粗略情况下，可以估计为18℃，这样，就相当于在地上形成了一个虚拟水井，再采用热泵机组5调节该虚拟水井与室内的温度时，由于两者温度相差较小，因此十分节能；特别地，在制冷时，由于室内温度本身高于所述虚拟水井的温度，因此，热泵以极小的功率即可实现将配有风扇的所述换热端4的热量抽向虚拟水井；其中该系统制冷制热的原理示意如图3、图4所示，在图3中，循环泵将地下水井201搬运至地上，形成低温虚拟水井202，热泵机组再从配有风扇的高温换热端203将热量轻松转移至虚拟水井202，达到良好的制冷效果；在图4中，虚拟水井202的形成过程与图3相同，而热泵机组则从低温的虚拟水井202将热量转移至高温的换热端203，但由于两个温源的温度差值较小，因此，相比于普通空调，其耗能仍然较小，并达到良好的制热效果。
上述井水制冷制热系统采用了目前的热泵以及水循环机组，经合理地联合布置后，解决了目前水冷空调和地源热泵所存在主要问题，对于目前的暖通工程问题具有突出的有益效果。

Claims (6)

1.一种井水制冷制热系统，包括地下水井(1)，所述地下水井(1)的深度满足水温在15±2℃；所述地下水井(1)内设有循环水管，所述循环水管的包括一根抽水管(12)和一根回水管(11)，中间串接循环泵(2)以及散热管(33)，其特征在于：所述散热管(33)固结在一只中间换热器(3)的散热面(32)上，所述中间换热器(3)上另外固结有一段热泵散热管(34)，构成热泵机组(5)的一个中间换热端，所述热泵散热管(34)与热泵机组(5)相接，该热泵机组(5)的另一个换热端(4)至于室内，并配有风扇。
2.根据权利要求1所述的井水制冷制热系统，其特征在于：所述地下水井(1)具有两口以上，且所述循环水管的抽水管(12)和回水管(11)位于不同的地下水井中。
3.根据权利要求1所述的井水制冷制热系统，其特征在于：所述抽水管(12)和回水管(11)的端口处均装有过滤网。
4.根据权利要求1所述的井水制冷制热系统，其特征在于：串接所述回水管(11)和抽水管(12)的散热管(33)以及所述一段热泵散热管(34)交错设置于所述中间换热器(3)的散热面(32)上。
5.根据权利要求1所述的井水制冷制热系统，其特征在于：所述中间换热器(3)置于室内，且与所述热泵机组(5)、热泵机组(5)的另一个换热端(4)构成一体。
6.根据权利要求1所述的井水制冷制热系统，其特征在于：所述中间换热器(3)上具有温度传感器(31)，该温度传感器(31)对所述中间换热器(3)表面的温度进行实时监测，并控制所述循环泵(5)的工作，使所述中间换热器(3)表面温度保持在预定值。
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