CN102901161A - 一种太阳能地温空调 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能地温空调，包括：太阳能集热器通过太阳能供热进水管、太阳能供热回水管与供热系统热交换器及循环风扇相连；地下地温热交换器设置在地下，用于采集地下冷量，通过地下冷水进水管、地下冷水回水管与制冷系统热交换器及循环风扇相连，地下冷水进水管上依次串连电磁阀、制冷系统循环泵。室内供热保温水箱连接室内热水系统，室内供热保温水箱的室内水箱进水管与太阳能供热进水管连通、室内水箱回水管与太阳能供热回水管连通。太阳能光伏供电系统用于为整个空调装置供电，还包括全自动太阳能地温空调控制器。

Description

一种太阳能地温空调
技术领域
本发明涉及一种太阳能地温空调，以及太阳能地温空调的使用方法。
背景技术
现有的空调装置中，多数利用氟里昂、电热等方法致冷，但这种空调器价格昂贵，能耗大，污染环境。为了克服上述问题，人们也想到采用抽取防空洞空气致冷的方法，虽然能节约能源和降低空调成本，但其使用条件有限制，必须要有现存的防空洞可利用。也有使用地热来作为空调的冷热源，但这种装置也需要耗费很多的能源，而且系统复杂，成本高，效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能地温空调。太阳能地温空调是通过安装在地下的管道来吸取土地或者地下水的自然能量，在夏季时冷却建筑物，并且在夏季完成空气调节时使空气湿度减低，在寒冷季节利用太阳能来加温建筑物，与其它空调系统相比，可以减低二氧化碳的排放量，净化空气质量。本发明通过一系列的地温收集器，利用地表与地下的温差，从土地吸收能量，达到理想的空气调节目的。
根据本发明的一种太阳能地温空调，包括：
太阳能集热器101通过太阳能供热进水管127、太阳能供热回水管128与供热系统热交换器及循环风扇119相连；在太阳能供热进水管127上依次串接设有电磁阀104、供热系统水泵117、辅助加热器114，太阳能供热回水管128上设有电磁阀103；
地下地温热交换器113设置在地下，用于采集地下冷量，通过地下冷水进水管110、地下冷水回水管111与制冷系统热交换器及循环风扇118相连，地下冷水进水管110上依次串连电磁阀105、制冷系统循环泵123，地下冷水回水管111上设有电磁阀106；
室内供热保温水箱115连接室内热水系统116，用于提供室内热水，室内供热保温水箱115的室内水箱进水管129与太阳能供热进水管127连通、室内水箱回水管130与太阳能供热回水管128连通；室内水箱进水管129上设有电磁阀107，室内水箱回水管130上设有电磁阀109；
太阳能光伏供电系统用于为整个空调装置供电，包括太阳能光伏板124、蓄电池125、太阳能光伏逆变控制器126；
还包括全自动太阳能地温空调控制器102，用于对整个空调装置的运行进行控制。
进一步地，太阳能集热器101也可以是槽式线聚焦太阳能集热器、壁挂式太阳能集热器、管式或板管式太阳能集热器。
进一步地，地下地温热交换器113为全铜管式，内充液体导热介质。
进一步地，地下地温热交换器113可埋入2米深地下水窖或放进水井中。
进一步地，室内供热保温水箱115还设有室内水箱取水口121、室内水箱辅助加热装置122。
进一步地，槽式线聚焦太阳能集热器101是由复合材料线聚焦系统、高效镀膜水晶真空管热吸收装置、太阳能电子跟踪装置组成。
进一步地，全自动太阳能地温空调控制器102具有液晶显示屏，为STM系列32位单片微机控制系统。
进一步地，辅助加热器114采用电磁式加热。
本发明的这种装置可以达到以下效果；
1)高效节能，节能率可达传统空调的60-80％以上，而且还能提供热水。2)环保建康，健康的室内空气质量，安静的系统，因没有室外的设备，使用过程中不释放对环境有害的排泄物，不消耗，不破坏，不污染水资源，地下水冬灌夏用，地下能量基本达到平衡。不损害臭氧层。3)占地空间小，只有传统空调的1/5，而无需其它装置。4)可靠性高寿命长，使用安全可靠，无故障运转时间长，地面设备可使用35年以上，地下埋管使用寿命可达50年以上。5)使用灵活，太阳能地温空调适用于任何新建家居和商住建筑，也适合对旧建筑的改造。
附图说明
图1是本发明的太阳能地温空调的示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种太阳能地温空调，包括：太阳能集热器101通过太阳能供热进水管127、太阳能供热回水管128与供热系统热交换器及循环风扇119相连。在太阳能供热进水管127上依次串接设有电磁阀104、供热系统水泵117、辅助加热器114，太阳能供热回水管128上设有电磁阀103。地下地温热交换器113设置在地下，用于采集地下冷量，通过地下冷水进水管110、地下冷水回水管111与制冷系统热交换器及循环风扇118相连，地下冷水进水管110上依次串连电磁阀105、制冷系统循环泵123，地下冷水回水管111上设有电磁阀106。室内供热保温水箱115连接室内热水系统116，用于提供室内热水，室内供热保温水箱115的室内水箱进水管129与太阳能供热进水管127连通、室内水箱回水管130与太阳能供热回水管128连通。室内水箱进水管129上设有电磁阀107，室内水箱回水管130上设有电磁阀109。太阳能光伏供电系统用于为整个空调装置供电，包括太阳能光伏板124、蓄电池125、太阳能光伏逆变控制器126。还包括全自动太阳能地温空调控制器102，用于对整个空调装置的运行进行控制。
槽式线聚焦太阳能集热器101是由复合材料线聚焦系统、高效镀膜水晶真空管热吸收装置、太阳能电子跟踪装置组成。太阳光照射在复合材料线聚焦系统上，在镀膜水晶真空管上产生线焦点，生成400-600℃的温度来加热水晶真空管内热水，供空调和室内热水系统使用。
全自动太阳能地温空调控制器102具有液晶显示屏，为STM系列32位单片微机控制系统，具有体积小，可靠性高。在程序设计上具有自动温度控制，风机无极调速，对水泵和风机电机有过热、过流、欠压、过压及漏电保护等功能，对室内水箱自动补水和开启水箱循环泵并在水温不够的情况下自动打开辅助加热装置。
室内柜机120外壳采用0.5mm优质钢板拉伸而成，采用供热和制冷双系统独立控制，热交换器及循环风扇采用全铜热交换器及高效轴流电机，热交换效率高，风量大。水泵采用40W高效低噪音屏蔽泵，耗电省，效率高，几乎无噪音。辅助加热器114采用电磁式加热装置，具有加热迅速、效率高，耗电少等特点。
地下地温全铜管热交换器113，内充液体导热介质，采用优质全铜管热交换器，转换效率高。可埋入2米深地下水窖或放进水井中。与地下恒温能量进行热交换，并将地下恒温能量源源不断的带入室内。
太阳能光伏供电系统，由太阳能光伏板124、蓄电池125、太阳能光伏逆变控制器组成。在室外阳光充足的情况下，太阳光能经太阳能光伏板124，太阳能逆变控制器126对蓄电池125充电。在蓄电池125电量充足的情况下，经太阳能逆变控制器124可对整个空调用电系统供电，同时太阳能逆变器所产生的220V交流电源也可供给其它家用电器用电。在蓄电池125电量不足的情况下太阳能逆变控制器124可自动转为电网供电。如太阳能光伏光伏板容量达到200W，可几乎不使用电网的电能。在春秋季还可将多余的电能回馈电网。
室内供热保温水箱115采用优质不锈钢板拉伸制作，接头采用高频电阻焊接，保温层采用保温性能极佳的聚胺酯材料作为填充物，保温效果好、热损耗小、确保不易生锈和漏水。箱内装有水位及温度传感器，为太阳能控制器提供水位及温度信号。还装有水箱辅助加热器，在室外无太阳光照或温度不够的时候提供辅助加热。
其工作过程为：
在夏季制冷时，全自动太阳能地温空调控制器102打开制冷电磁阀105、106、关闭制热电磁阀103、104、打开制冷系统循环泵123、室内制冷系统热交换器及循环风扇118，将室内热量经地温冷水回水管111与地下地温热交换器113内所充的导热介质与地下16-19℃的恒温能量进行热交换，经防腐地下冷水进水管110、电磁阀105、制冷系统循环泵123、制冷系统热交换器及循环风扇118与室内热空气进行交换，再将室内热量经地温冷水回水管111、电磁阀106、地下地温热交换器113带入地下，与地下16-19℃的恒温能量进行热交换，如此周而复始，达到室内制冷的目的。
在冬季制热时，全自动太阳能地温空调控制器102关闭制冷电磁阀105、106，打开制热电磁阀103、104、供热系统水泵117、电磁式辅助加热器114(在室外太阳能热水温度不够和夜间时自动开启，使水温提高)、室内供热系统热交换器及循环风扇119。使太阳能集热器101的热水经太阳能供热系统进水管127、电磁阀104、供热系统水泵117、电磁式辅助加热器114、室内供热系统热交换器及循环风扇119与室内冷空气进行交换，交换后的水再经电磁阀103，太阳能制热回水管128回到太阳能热水器101再进行加热，如此周而复始，达到室内制热目的。
室内热水系统，太阳能集热器101同时在全自动太阳能地温空调控制器102控制下，自动打开或关闭电磁阀107、198、供热系统水泵117。经室内供热保温水箱115提供给室内热水系统116，给室内提供热水，并在水温不够时自动打开辅助加热装置122。
太阳能供电系统，由太阳能光伏板124、蓄电池125、太阳能光伏逆变控制器126组成。在室外阳光充足的情况下，太阳光能经太阳能光伏板124、太阳能逆变控制器126对蓄电池125充电。在蓄电池125电量充足的情况下，经太阳能逆变控制器124可对整个空调系统供电，在蓄电池125电量不足的情况下太阳能逆变控制器124可自动转为由电网为整个空调系统供电。
太阳能地温空调由于没有了传统空调的室外压缩机组，在夏季制冷时只有20-70W的主循环水泵和室内20-30W的循环风扇，总功率也就是40-100W。24小时使用不超过2kw/h电能，环保节能，并且没有传统水空调浪费地下水资源现象。不存在地下水回灌问题。并且一口井可带多台室内机组，具有高效、节能、经济、环保、使用寿命长等特点。可广泛适用于学校，家庭，办公室、工厂、小区、别墅、办公楼、浴室、温室大棚、养殖场所。

Claims (8)

1.一种太阳能地温空调，包括：
太阳能集热器(101)通过太阳能供热进水管(127)、太阳能供热回水管(128)与供热系统热交换器及循环风扇(119)相连；在太阳能供热进水管(127)上依次串接设有电磁阀(104)、供热系统水泵(117)、辅助加热器(114)，太阳能供热回水管(128)上设有电磁阀(103)；
地下地温热交换器(113)设置在地下，用于采集地下冷量，通过地下冷水进水管(110)、地下冷水回水管(111)与制冷系统热交换器及循环风扇(118)相连，地下冷水进水管(110)上依次串连电磁阀(105)、制冷系统循环泵(123)，地下冷水回水管(111)上设有电磁阀(106)；
室内供热保温水箱(115连接室内热水系统(116)，用于提供室内热水，室内供热保温水箱(115)的室内水箱进水管(129)与太阳能供热进水管(127)连通、室内水箱回水管(130)与太阳能供热回水管(128)连通；室内水箱进水管(129)上设有电磁阀(107)，室内水箱回水管(130)上设有电磁阀(109)；
太阳能光伏供电系统用于为整个空调装置供电，包括太阳能光伏板(124)、蓄电池(125)、太阳能光伏逆变控制器(126)；
还包括全自动太阳能地温空调控制器(102)，用于对整个空调装置的运行进行控制。
2.根据权利要求1的太阳能地温空调，其特征在于：太阳能集热器(101)也可以是槽式线聚焦太阳能集热器、壁挂式太阳能集热器、管式或板管式太阳能集热器。
3.根据权利要求1的太阳能地温空调，其特征在于：地下地温热交换器(113)为全铜管式，内充液体导热介质。
4.根据权利要求1的太阳能地温空调，其特征在于：地下地温热交换器(113)可埋入2米深地下水窖或放进水井中。
5.根据权利要求1的太阳能地温空调，其特征在于：室内供热保温水箱(115)还设有室内水箱取水口(121)、室内水箱辅助加热装置(122)。
6.根据权利要求1的太阳能地温空调，其特征在于：槽式线聚焦太阳能集热器(101)是由复合材料线聚焦系统、高效镀膜水晶真空管热吸收装置、太阳能电子跟踪装置组成。
7.根据权利要求1的太阳能地温空调，其特征在于：全自动太阳能地温空调控制器(102)具有液晶显示屏，为STM系列32位单片微机控制系统。
8.根据权利要求1的太阳能地温空调，其特征在于：辅助加热器(114)采用电磁式加热。
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