CN111964198A - 一种地热中央空调系统及运用于该系统的清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地热中央空调系统及运用于该系统的清洁方法，涉及地热空调领域。该方案包括循环盘管、热交换器、软水装置，软水装置包括离子吸附组件以及洗脱组件；离子吸附组件包括填充有离子交换树脂的吸附罐；洗脱组件包括装填有软水盐的洗脱罐。提出一种地热中央空调系统及清洁方法，通过软水装置的离子吸附组件中的离子交换树脂对水进行软化，减少在循环盘管中产生水垢的可能，通过设置洗脱组件，能对离子吸附组件进行反冲洗脱，从而使得离子交换树脂能循环再生使用，提高软水装置的使用寿命，进而提高地热中央空调换热的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及地热空调系统领域，具体涉及一种地热中央空调系统及运用于该系统的清洁方法。
背景技术
地热中央空调是一种通过安装在地下的系列地温收集器，从土壤中吸收能量，经过能量转换实现空调调节功能的系统。
第二中央空调有两种，一是利用热泵技术，把“恒温层”的地下水抽出来，热量交换后再排回去；
一种是土壤源热泵，利用浅层常温土壤或地下水中的能量作为能源，在地下埋管，吸收热能。
在地下“恒温层”，温度一般稳定在18度左右，地源热泵利用埋管温差传递，通过压缩机启动，能送上60摄氏度的热水和8摄氏度的冷水。
地热空调系统由压缩机、水一制冷剂热交换器、水泵、制冷剂一水(或制冷剂一空气)热交换器、节流装置和电气控制设备等部件组成，虽然其结构类型多样，但基本上主要由三大部分组成；室外地热能换热器系统、水源热泵机组和室内空调末端系统。
现有技术中，申请号为201721172553.0中国专利申请公开了一种闭循环地热中央空调系统，其包括换能管、储能箱、冷媒液、中央空调机组和中央空调内机；换能管埋设于地面下的混凝土层中；冷媒液存储于储能箱中，并且储能箱与换能管相连通；中央空调机组与储能箱相连接；中央空调内机与中央空调机组相连接。
当采用水作为冷媒液时，众做周知，日常用水中的会由于钙、镁离子的存在会在环能管中产生水垢，而水垢的积累会影响传热效果，从而降低换热效率，降低中央空调的热交换性能。
而市场上并未针对这种地热中央空调的方案，因此有必要提出一种具有自洁功能的地热中央空调方案。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种地热中央空调系统，其包括循环盘管、热交换器以及软水装置，其中软水装置包括离子吸附组件以及洗脱组件，通过离子吸附组件对水中钙、镁离子的吸附过滤，使得在循环盘管中流动的水为软水，减少水垢的产生，并通过洗脱组件对离子吸附组件进行离子洗脱，从而使得离子吸附组件中的离子交换树脂能够重复使用，提高利用率，延长软水装置的使用寿命。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种地热中央空调系统，包括循环盘管、热交换器，所述循环盘管与所述热交换器连接；所述循环盘管上设置有热媒补充口和排放口，其特征在于，热媒为水；
该系统还包括软水装置，所述软水装置包括离子吸附组件以及洗脱组件；
所述离子吸附组件包括填充有离子交换树脂的吸附罐，所述吸附罐一端设置有热媒添加口，所述热媒添加口与热媒添加管连接，另一端与所述热媒补充口连通；
在所述热媒添加口处设置添加电磁阀，在所述热媒补充口处设置补充电磁阀，在所述排放口处设置排放电磁阀以及排放泵；
所述洗脱组件包括装填有软水盐的洗脱罐，所述洗脱罐一端与所述排放口连接，另一端与所述吸附罐背离所述热媒添加口的一端连接；
所述洗脱罐的两端分别连接有洗脱进水阀和洗脱出水阀；
在所述吸附罐位于所述热媒添加口的一端还设置有盐水排出口，在所述盐水排出口处设置有盐水排出阀。
通过这样设置，向循环盘管中添加水时，通过填充有离子交换树脂的吸附罐对水中钙、镁离子进行吸附过滤，从而使得添加的水软化，减少在循环盘管中产生水垢的可能，而离子交换树脂吸附的离子量达到一定程度后会影响离子交换树脂吸附效果，而设置洗脱组件可对离子交换树脂进行反冲洗脱，从而使得离子交换树脂可重复使用，具体地，在洗脱时，停止热媒添加，即关闭添加电磁阀，并打开排放电磁阀、洗脱进水阀、洗脱出水阀以及盐水排出阀，驱动排放泵，将循环盘管中水抽出经洗脱罐，向吸附罐反冲，洗脱罐内装填的软水盐与水进行混合后形成洗脱溶液，从而可将离子交换树脂上吸附的钙、镁离子洗脱，从而恢复离子交换树脂的吸附能力，实现重复利用，而洗后的水经盐水排出阀进行排放，结构简单，提高软水装置的使用寿命，进而提高地热中央空调换热稳定性。
作为优选，所述吸附罐包括多节吸附单体，多节所述吸附单体依次通过连接管连接。
通过这样设置，一方面进行多级过滤，提高吸附的效果，另一方面可保持吸附的稳定性，在其中一节吸附单体因累计吸附离子失效后，其余吸附单体仍能起到吸附作用，从而保持软水能力的稳定性。
作为优选，所述连接管上还设置有采样口，所述采样口连接有采样管，所述软水装置还包括钙镁离子检测仪，所述采样管与钙镁离子检测仪连接。
通过这样设置，采样管可经采样口对各个吸附单体过滤后的水进行材料，再通过钙镁离子检测仪对水样品中钙、镁离子浓度进行检测，根据钙、镁离子浓度的大小是否按超标而可判定经过该吸附单体过滤后的水是否符合软水的标准，且判断吸附单体是否因离子吸附过多而失效，作为洗脱过程或更换过程的参考。
作为优选，对应每一所述吸附单体设置一进液管和洗脱管组，所述进液管设置于吸附每一所述吸附单体进液的一端并与所述热媒添加管连接，所述进液管上设置有进液阀，所述连接管上设置有排液阀；
所述洗脱管组包括洗脱进水管以及洗脱出水管，所述洗脱进水管一端连接于所述吸附单体的出液的一端，另一端与所述洗脱罐出液的一端连接，所述洗脱出水管连接于所述吸附单体进液的一端；
所述洗脱进水管、所述洗脱出水管上分别设置有第一开关电磁阀、第二开关电磁阀。
通过这样设置，对应每一个吸附单体设置的进液管可单独对吸附单体进水，而洗脱管组可对单个吸附单体进行洗脱过程，当某一吸附单体需要洗脱时，可关闭对应该单体设置的进液阀和排液阀，使其停止参与过滤过程，再打开第一开关电磁阀、第二开关电磁阀、排放电磁阀，气动排放泵，对单个吸附单体进行反冲洗脱，从而可实现其他吸附单体正常吸附过滤的同时能相应的吸附单体进行反冲洗脱，不影响正常的补水过程。
作为优选，所述洗脱罐上开设有透明的观察口。
通过这样设置，通过透明观察口便于观察洗脱罐中软水盐的使用量，在需要时进行补充。
作为优选，所述洗脱罐内设置有容纳仓，所述容纳仓内沿液体流动方向间隔设置有多个隔板，所述隔板上开设有连通孔，所述软水盐为球状，所述软水盐填充于相邻的两个所述隔板之间的缝隙中，所述观察口设置于所述容纳仓的仓壁上。
通过这样设置，通过设置多个隔板，将软水盐填充与隔板之间的间隙中，再通过观察口，可便于直观观察软水盐的使用量。
作为优选，所述隔板上还设置有过滤纱网。
通过这样设置，设置过滤纱网，避免软水盐在使用体积缩小后堵塞连通孔。
作为优选，所述洗脱罐内设置有投加矩阵组，所述投加矩阵组包括多个固定于所述洗脱罐上的杆件，所述杆件沿竖向水平设置若干行，沿竖向由上至下，每一行相邻的两个所述杆件的横向间距为逐渐减小；
所述软水盐包括若干球状的软水粒，所述软水粒容纳于上下相邻两行所述杆件中四四成组围构而成的容纳区内。
通过这样设置，软水盐以软水粒的形式填充于由杆件型号层的容纳区中，更加便于对洗脱罐内软水盐存余量的直观观察。
基于同一发明目的，本发明的第二目的在于提供一种运用于上述地热中央空调系统的清洁方法，包括以下步骤：
步骤一：关闭添加电磁阀以及补充电磁阀；
步骤二：打开洗脱进水阀、洗脱出水阀、排放阀以及盐水排出阀，启动所述排放泵。
通过这样设置，关闭添加电磁阀、补充电磁阀后，并打开排放电磁阀、洗脱进水阀、洗脱出水阀以及盐水排出阀，驱动排放泵，通过排放泵将循环盘管中水抽出经洗脱罐，向吸附罐反冲，洗脱罐内装填的软水盐与水进行混合后形成洗脱溶液，从而可将离子交换树脂上吸附的钙、镁离子洗脱，从而恢复离子交换树脂的吸附能力，实现重复利用，实现地热中央空调系统的清洁过程。
作为优选，还包括检测步骤：通过采样管定期取样，对相应吸附单体过滤后的水样进行取样检测，若钙镁离子检测仪检测的数据招标，则打开相应吸附单体的进液阀、排液阀以及盐水排出阀，并打开第一开关电磁阀、第二开关电磁阀，对相应吸附单体进行清洗。
通过这样设置，通过采样管对吸附单体过滤后的水进行取样，通过钙镁离子检测仪测量钙、镁离子的浓度值，根据测量所得的钙、镁离子浓度值判断吸附单体是否失效，从而决定是否进行洗脱过程，若检测的结果超标，则可对单个吸附单体进行洗脱，而其他吸附单体能正常吸附过滤。
相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：
1、提出一种地热中央空调系统，通过软水装置的离子吸附组件中的离子交换树脂对水进行软化，减少在循环盘管中产生水垢的可能，通过设置洗脱组件，能对离子吸附组件进行反冲洗脱，从而使得离子交换树脂能循环再生使用，提高软水装置的使用寿命，进而提高地热中央空调换热的稳定性。
2、吸附罐包括多个吸附单体，各个吸附单体可独立进行过滤吸附和反冲洗脱，维护方便，在洗脱过程减少相互影响。
3、对洗脱罐进行特定的结构设计，便于实时观察软水盐的剩余量，便于及时补充。
4、提出一种地热中央空调系统的清洁方法，能恢复软水装置中离子交换树脂的吸附能力，实现重复利用，并且还能实现单个吸附单体的独立洗脱，减少其他正常吸附单体的吸附过滤过程的影响。
附图说明
图1是本发明实施例1的整体结构示意图；
图2是本发明实施例1中循环盘管、热交换器以及软水装置的连接示意图；
图3是本发明实施例1中软水装置的结构示意图；
图4是本发明实施例1中软水装置的洗脱罐的结构示意图；
图5是本发明实施例2中软水装置的洗脱罐的结构示意图.
其中，各附图标记所指代的技术特征如下：
1、循环盘管；101、补充电磁阀；102、排放电磁阀；1021、换水管；20211、换水电磁阀；2、热交换器；201、热量交换装置；202、散热风机；3、软水装置；301、离子吸附组件；3011、吸附罐；30111、吸附单体；301111、进液管；3011111、进液阀；301112、洗脱管组；3011121、洗脱进水管；3011122、洗脱出水管；30112、连接管；301121、排液阀；302、洗脱组件；3021、洗脱罐；30211、容纳仓；302111、隔板；3021111、连通孔；302112、过滤纱网；30212、投加矩阵组；302121、杆件；302122、容纳区；3022、软水盐；4、热媒添加管；401、添加电磁阀；5、排放泵；6、洗脱进水阀；7、洗脱出水阀；8、盐水排出阀；9、采样管；10、钙镁离子检测仪；11、第一开关电磁阀；12、第二开关电磁阀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
实施例1
参考图1，本实施例公开了一种地热中央空调系统，包括循环盘管1、热交换器2以及软水装置3，循环盘管1与热交换器2连接，热交换器2包括热量交换装置201和散热风机202，此为现有结构，其结构和工作原理在此不再赘述。
循环盘管1上设置有热媒补充口(图中未示出)和排放口(图中未示出)，本实施例中，热媒为水；
参考图1～4，软水装置3包括离子吸附组件301以及洗脱组件302；
其中，离子吸附组件301包括填充有离子交换树脂的吸附罐3011，吸附罐3011一端设置有热媒添加口(图中未示出)，热媒添加口与热媒添加管4连接，另一端与热媒补充口连通；
在热媒添加口处设置添加电磁阀401，在热媒补充口处设置补充电磁阀101，在排放口处设置排放电磁阀102以及排放泵5；
参考图2，在排放口还连接有换水管1021，在换水管1021上设置有换水电磁阀20211，通过打开排放电磁阀102和换水电磁阀20211，将循环盘管1中的水排走。
洗脱组件302包括装填有软水盐3022的洗脱罐3021，洗脱罐3021一端与排放口连接，另一端与吸附罐3011背离热媒添加口的一端连接；
洗脱罐3021的两端分别连接有洗脱进水阀6和洗脱出水阀7；
在吸附罐3011位于热媒添加口的一端还设置有盐水排出口(图中未示出)，在盐水排出口处设置有盐水排出阀8。
参考图3，吸附罐3011包括多节吸附单体30111，多节吸附单体30111依次通过连接管30112连接。
连接管30112上还设置有采样口(图中未示出)，采样口连接有采样管9，软水装置3还包括钙镁离子检测仪10，采样管9与钙镁离子检测仪10连接。
对应每一吸附单体30111设置一进液管301111和洗脱管组301112，进液管301111设置于吸附每一吸附单体30111进液的一端并与热媒添加管4连接，进液管301111上设置有进液阀3011111，连接管30112上设置有排液阀301121；
洗脱管组301112包括洗脱进水管3011121以及洗脱出水管3011122，洗脱进水管3011121一端连接于吸附单体30111的出液的一端，另一端与洗脱罐3021出液的一端连接，洗脱出水管3011122连接于吸附单体30111进液的一端；
洗脱进水管3011121、洗脱出水管3011122上分别设置有第一开关电磁阀11、第二开关电磁阀12。
洗脱罐3021上开设有透明的观察口(图中未示出)。
洗脱罐3021内设置有容纳仓30211，容纳仓30211内沿液体流动方向间隔设置有多个隔板302111，隔板302111上开设有连通孔3021111，软水盐3022为球状，软水盐3022填充于相邻的两个隔板302111之间的缝隙中，观察口设置于容纳仓30211的仓壁上。
隔板302111上还设置有过滤纱网302112。
实施例2
参考图5，本实施例公开了另一种地热中央空调系统，基于实施例1，本实施例与实施例1区别的地方在于：
洗脱罐3021内设置有投加矩阵组30212，投加矩阵组30212包括多个固定于洗脱罐3021上的杆件302121，杆件302121沿竖向水平设置若干行，沿竖向由上至下，每一行相邻的两个杆件302121的横向间距a为逐渐减小；
软水盐3022包括若干直径大小不同球状的软水粒(图中未标注)，软水粒容纳于上下相邻两行杆件302121中四四成组围构而成的容纳区302122内。
通过以上设置，使得软水盐在体积减小后可逐级向下容纳，便于直观观察软水盐的剩余量。
实施例3
本实施例公开一种地热中央空调系统的清洁方法，运用于清洁上述实施例的地热空调系统，包括以下步骤：
步骤一：关闭添加电磁阀401以及补充电磁阀101；
步骤二：打开洗脱进水阀6、洗脱出水阀7、排放阀以及盐水排出阀8，启动排放泵5。
该清洁方法还包括检测步骤：通过采样管9定期取样，对相应吸附单体30111过滤后的水样进行取样检测，若钙镁离子检测仪10检测的数据招标，则打开相应吸附单体30111的进液阀3011111、排液阀301121以及盐水排出阀8，并打开第一开关电磁阀11、第二开关电磁阀12，对相应吸附单体30111进行清洗。
还可以设置为自动清理的方式，设置一控制器，在钙镁离子检测仪10预设一范围值，如检测到的取样中的钙、镁离子浓度超过该范围值的最大值时，输出一触发信号至控制器中，控制器可以是常规的单片机或PLC控制器，通过控制器控制以上的进液阀3011111、排液阀301121、盐水排出阀8、第一开关电磁阀11、第二开关电磁阀12以及排放泵5工作，从而实现自动清理的目的。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种地热中央空调系统，包括循环盘管(1)、热交换器(2)，所述循环盘管(1)与所述热交换器(2)连接；所述循环盘管(1)上设置有热媒补充口和排放口，其特征在于，热媒为水；
该系统还包括软水装置(3)，所述软水装置(3)包括离子吸附组件(301)以及洗脱组件(302)；
所述离子吸附组件(301)包括填充有离子交换树脂的吸附罐(3011)，所述吸附罐(3011)一端设置有热媒添加口，所述热媒添加口与热媒添加管(4)连接，另一端与所述热媒补充口连通；
在所述热媒添加口处设置添加电磁阀(401)，在所述热媒补充口处设置补充电磁阀(101)，在所述排放口处设置排放电磁阀(102)以及排放泵(5)；
所述洗脱组件(302)包括装填有软水盐(3022)的洗脱罐(3021)，所述洗脱罐(3021)一端与所述排放口连接，另一端与所述吸附罐(3011)背离所述热媒添加口的一端连接；
所述洗脱罐(3021)的两端分别连接有洗脱进水阀(6)和洗脱出水阀(7)；
在所述吸附罐(3011)位于所述热媒添加口的一端还设置有盐水排出口，在所述盐水排出口处设置有盐水排出阀(8)。
2.根据权利要求1所述的地热中央空调系统，其特征在于，所述吸附罐(3011)包括多节吸附单体(30111)，多节所述吸附单体(30111)依次通过连接管(30112)连接。
3.根据权利要求2所述的地热中央空调系统，其特征在于，所述连接管(30112)上还设置有采样口，所述采样口连接有采样管(9)，所述软水装置(3)还包括钙镁离子检测仪(10)，所述采样管(9)与钙镁离子检测仪(10)连接。
4.根据权利要求3所述的地热中央空调系统，其特征在于，对应每一所述吸附单体(30111)设置一进液管(301111)和洗脱管组(301112)，所述进液管(301111)设置于吸附每一所述吸附单体(30111)进液的一端并与所述热媒添加管(4)连接，所述进液管(301111)上设置有进液阀(3011111)，所述连接管(30112)上设置有排液阀(301121)；
所述洗脱管组(301112)包括洗脱进水管(3011121)以及洗脱出水管(3011122)，所述洗脱进水管(3011121)一端连接于所述吸附单体(30111)的出液的一端，另一端与所述洗脱罐(3021)出液的一端连接，所述洗脱出水管(3011122)连接于所述吸附单体(30111)进液的一端；
所述洗脱进水管(3011121)、所述洗脱出水管(3011122)上分别设置有第一开关电磁阀(11)、第二开关电磁阀(12)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的地热中央空调系统，其特征在于，所述洗脱罐(3021)上开设有透明的观察口。
6.根据权利要求5所述的地热中央空调系统，其特征在于，所述洗脱罐(3021)内设置有容纳仓(30211)，所述容纳仓(30211)内沿液体流动方向间隔设置有多个隔板(302111)，所述隔板(302111)上开设有连通孔(3021111)，所述软水盐(3022)为球状，所述软水盐(3022)填充于相邻的两个所述隔板(302111)之间的缝隙中，所述观察口设置于所述容纳仓(30211)的仓壁上。
7.根据权利要求6所述的地热中央空调系统，其特征在于，所述隔板(302111)上还设置有过滤纱网(302112)。
8.根据权利要求5所述的地热中央空调系统，其特征在于，所述洗脱罐(3021)内设置有投加矩阵组(30212)，所述投加矩阵组(30212)包括多个固定于所述洗脱罐(3021)上的杆件(302121)，所述杆件(302121)沿竖向水平设置若干行，沿竖向由上至下，每一行相邻的两个所述杆件(302121)的横向间距为逐渐减小；
所述软水盐(3022)包括若干球状的软水粒，所述软水粒容纳于上下相邻两行所述杆件(302121)中四四成组围构而成的容纳区(302122)内。
9.一种运用于权利要求4所述的地热中央空调系统的清洁方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：关闭添加电磁阀(401)以及补充电磁阀(101)；
步骤二：打开洗脱进水阀(6)、洗脱出水阀(7)、排放阀以及盐水排出阀(8)，启动所述排放泵(5)。
10.根据权利要求9所述的清洁方法，其特征在于，还包括检测步骤：通过采样管(9)定期取样，对相应吸附单体(30111)过滤后的水样进行取样检测，若钙镁离子检测仪(10)检测的数据招标，则打开相应吸附单体(30111)的进液阀(3011111)、排液阀(301121)以及盐水排出阀(8)，并打开第一开关电磁阀(11)、第二开关电磁阀(12)，对相应吸附单体(30111)进行清洗。
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