CN112146210B - 一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置以及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置以及使用方法，涉建筑节能领域。为解决国内北方寒地城市在冬季产生的冰雪，通常利用融雪剂进行对冰雪的融化，运用此种方法对环境造成严重的污染，并使土壤盐碱化，不利于环保，同时会出现冰雪资源浪费的问题。采用寒地城市冰雪资源跨季回收处理的方法，地下设置融雪窖，收集储存冬季道路清除的冰雪，在开春温度升高后，将室外新风通过融雪风冷系统送入民用居住或公共建筑，用以降低房间的工作环境温度，即室外空气即承担了空调系统新风的来源，又作为空调送风的冷源载体，利用自然季节更替的力量，跨季消融冰雪，从而达到融雪冷量清洁可持续利用的目的。本发明适用于建筑节能领域。

Description

一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置以及使用方法

技术领域

本发明涉及建筑节能领域，具体涉及一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置以及使用方法。

背景技术

中国北方寒地城市冬季道路冰雪清除问题一直是一个沉重的负担，既影响到交通通畅和居民出行，又造成能源消耗和环境污染迁徙，阻碍生态环境建设和海绵城市战略实施，急需寻找有效的解决手段和技术。由于中国北方寒地城市冬季漫长、气候严酷，土层冰冻线深度多数达1米以上，使得雨水回收与处理设施系统面临冻胀、冻融等问题，无法跨季持续运行，提高了相关建设的成本，减低了设施使用效率，使得低影响开发技术和海绵城市战略难以推广。

目前对于冬季道路冰雪的处理上仍停留在人工与机械清除，或抛洒融雪剂等传统方法，既造成能源消耗和环境污染，又延误了冰雪清障时间，降低了城市环境的宜人性和景观质量。传统融雪剂虽然价格低廉，但环境危害较大，无论对城市人工环境，如路桥的钢筋混凝土结构与金属地下管网，还是对自然生态环境，如土壤及绿地系统都造成较大危害，因而在国内一些城市，已被普遍限用或禁用，而新型生物融雪剂，成本较高，较难推广。

为了应对寒地城市冬季降雪道路清障和资源回收利用的需求，欧美等国除了研发了先进的清雪设备外，还开发了新型融雪技术，并积极利用冰雪资源。这其中，日本研发了通过管道运送经加热的海水，利用海水的热量融化人行道积雪系统，或利用地热融化人行道和停车场积雪。降雪处理方面，加拿大、美国、北欧等国也发展出成熟的技术，包括电缆蓄热、太阳能蓄热、地源热泵地下埋管等。这些技术虽然提供了一种新的尝试，但技术成本较高，稳定性差，尤其对于环境复杂的高密度城区，仍然难以推广。

国内多数城市仍沿用人工与机械混合清除的方法，清理出的道路、广场等处冰雪，由运雪车将其运至郊野堆雪场弃置，方法原始、笨拙，而遍布城市居住区、园区、庭园绿地的积雪则任其自生自灭。待开春后，夹杂冬季尘埃和化学尘降的融化冰雪横流遍地，既污染了城乡环境，又浪费了宝贵的淡水资源。

综上所述，国内北方寒地城市在冬季产生的冰雪，通常利用融雪剂进行对冰雪的融化，运用此种方法对环境造成严重的污染，并使土壤盐碱化，不利于环保，同时会出现冰雪资源浪费的问题。

发明内容

本发明为解决国内北方寒地城市在冬季产生的冰雪，通常利用融雪剂进行对冰雪的融化，运用此种方法对环境造成严重的污染，并使土壤盐碱化，不利于环保，同时会出现冰雪资源浪费的问题，而提出一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置以及使用方法。

本发明的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，其组成包括滤网、新风管道、渐弯风管、挡板、融雪窖、冷新风管道、空调箱、回风管道和送风管道；

人行道的一侧设有融雪窖，且融雪窖设在地下，融雪窖的顶面与地面水平设置，融雪窖的顶面设有投雪口，且投雪口处设有盖板，盖板上表面一端设有通孔，新风管道的底端穿过盖板上的通孔与渐弯风管连通设置，新风管道的顶端开口为新风进口，且新风进口处设有滤网，融雪窖的内部表面上设有挡板，且挡板垂直于融雪窖内部底面，冷新风管道的一端与融雪窖内部连通设置，冷新风管道的另一端与楼内地下一层的空调箱的冷新风口连接，空调箱的回风口设有回风管道，空调箱的送风口设有送风管道，送风管道用于将新冷风送到楼内的各个楼层；

进一步的，所述的融雪窖的外表面设有保温涂层；

进一步的，所述的冷新风管道设置在地表以下；

进一步的，所述的空调箱包括空调箱壳体、静压箱、过滤杀菌段、均流段、风机、加湿段、加热段、表冷处理段、初效过滤器和混合式静音箱，静音箱空调箱壳体内部从左到右依次设有静压箱、过滤杀菌段、均流段、风机、加湿段、加热段、表冷处理段、初效过滤器和混合式静音箱；

进一步的，所述的冷新风管道的一端为喇叭形回风口；

进一步的，所述的渐弯风管的端面上设有n排条形送风口，n为正整数；

进一步的，所述的条形送风口的数量n，3≤n≤5；

进一步的，所述的融雪窖的内部宽度为2.6米，融雪窖6深为2.5米；

本发明的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置的使用方法，具体使用方法如下：

步骤一、在冬季之前将融雪窖内部清洗干净；

步骤二、在冬季下雪过后，将融雪窖顶端的盖板打开，并将人行道、广场等处较为清洁的积雪通过投雪口倒入到融雪窖内部，完成投雪后，将盖板盖紧，利用融雪窖外表面的保温材料对融雪窖的内部进行保温；

步骤三、当进入夏季时，温度升高，各类建筑与设施的生活、学习、办公空间及设备间、机房、库房等场所对制冷能耗需求加大，将外界的风通过新风管道引入到融雪窖的内部，并利用挡板，使新风与融雪窖内部的积雪充分接触，再由冷新风管道将冷新风引入到空调箱中，并由空调箱的送风口与送风管道连接，利用送风管道将冷新风送入到各个楼层内部；

步骤四、利用空调箱的回风口与回风管道连接，通过回风管道将各个楼层的空气进行收集输送到空调箱的内部，夏季空调系统启动时，基础冷负荷由融雪冷量承担，通过新风将冷量传递到空调系统中，此时将空调箱中的表冷处理段关闭，使回风管道收集空气与冷新风管道内部的新冷风充分混合，并通过送风管道送至到各个楼层内部，形成一种风冷循环；

步骤五、当每天的上午12点到下午15点时，室外冷负荷和太阳辐射由制冷系统负责，将空调箱中的表冷处理段开启，由空调系统的制冷系统提供冷冻水给表冷器作为冷源，使回风管道收集空气与冷新风管道内部的新冷风充分混合，并经空调箱中的表冷处理段制冷，并通过送风管道送至到各个楼层内部，形成一种风冷循环。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明克服了现有技术的缺点，采用寒地城市冰雪资源跨季回收处理的方法，利用建筑毗邻地区室外空地或浅根种植层绿化带地下空间，设置融雪窖，收集储存冬季道路清除的冰雪或其他冰雪资源，在开春温度升高后，将室外新风通过融雪风冷系统送入民用居住或公共建筑，以及工业厂房室内，用以降低房间及特定设备的工作环境温度，即室外空气即承担了空调系统新风的来源，又作为空调送风的冷源载体，利用自然季节更替的力量，跨季消融冰雪，从而达到融雪冷量清洁可持续利用的目的，避免对环境造成污染，比较环保。

二、本发明克服了现有技术的缺点，采用融雪窖内部的积雪，将通过新风管道引进的外界的风源进行制冷，实现了新风冷气与融雪冷量的循环交换，充分利用了冰雪的资源，避免资源出现浪费的现象，环保性能较高。

三、本发明操作简单，适用范围较广。

附图说明

图1是本发明所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置包括滤网2、新风管道3、渐弯风管4、挡板5、融雪窖6、冷新风管道7、空调箱9、回风管道10和送风管道11；

人行道的一侧设有融雪窖6，且融雪窖6设在地下，融雪窖6的顶面与地面水平设置，融雪窖6的顶面设有投雪口，且投雪口处设有盖板，盖板上表面一端设有通孔，新风管道3的底端穿过盖板上的通孔与渐弯风管4连通设置，新风管道3的顶端开口为新风进口1，且新风进口1处设有滤网2，融雪窖6的内部表面上设有挡板5，且挡板5垂直于融雪窖6内部底面，冷新风管道7的一端与融雪窖6内部连通设置，冷新风管道7的另一端与楼内地下一层的空调箱9的冷新风口8连接，空调箱9的回风口设有回风管道10，空调箱9的送风口设有送风管道11，送风管道11用于将新冷风送到楼内的各个楼层，融雪窖6的底部设有排水管，且排水管与城市的下水管连接；

本具体实施方式，利用建筑毗邻地区室外空地或浅根种植层绿化带地下空间，设置冰雪贮存窖井或储雪池，收集储存冬季道路清除的冰雪或其他冰雪资源，在开春温度升高后，将室外新风通过融雪风冷系统送入民用居住或公共建筑，以及工业厂房室内，用以降低房间及特定设备的工作环境温度，即室外空气即承担了空调系统新风的来源，又作为空调送风的冷源载体，利用自然季节更替的力量，跨季消融冰雪，从而达到融雪冷量清洁可持续利用的目的。融化的雪水通过池底的排水管进入城市排水系统，或经过过滤净化，进入地下集水池，以供回用；

融雪窖的新风冷气与融雪冷量的循环交换，基于对流换热原理，利用风机将新风从地面通风口引入融雪窖，通过均匀送风风口，使得抽吸入融雪井的室外空气与冰雪及下部融雪形成的零度冰雪水混合物充分换热，降低此部分新风温度，因此部分的新风作为冷媒，其温度远远低于夏季空调系统送风温度，此时其作为冷媒的载体，不能直接送入室内，需在空调箱内与温度较高的室内回风混合，经过过滤、除湿、杀菌消毒等处理，达到空调的送风标准，经送风管输送至指定的房间，用于夏季吸收室内的余热余湿达到降温的目的，这种持续的全空气系统冷量交换可以作为夏季空调系统的基础冷负荷，在夏季每天最热的中午下午时刻，才开启相关制冷机组，补冷的状态，这样可以大幅度降低制冷机组的开启时间，降低电耗，达到节能减排的目的。直至窖井中的所有积雪融化殆尽，排除融化的雪水，系统将停止工作，直至次年冬季重新启动冰雪收集。经过上述过程，室外空气作为新风和冷媒的双重身份，完成了融雪冷量的跨季绿色应用。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的风冷循环装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，所述的融雪窖6的外表面设有保温涂层；

本具体实施方式，采用融雪窖6的外表面设有保温涂层，实现对融雪窖6内部进行保温，实现将融雪窖6内部的积雪储存到第二年的夏天。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的风冷循环装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，所述的冷新风管道7设置在地表以下。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的风冷循环装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，所述的空调箱9包括空调箱壳体、静压箱、过滤杀菌段、均流段、风机、加湿段、加热段、表冷处理段、初效过滤器和混合式静音箱，静音箱空调箱壳体内部从左到右依次设有静压箱、过滤杀菌段、均流段、风机、加湿段、加热段、表冷处理段、初效过滤器和混合式静音箱；

本具体实施方式，利用了融雪冷量，室外新风即作为室内空气的换气部分补充氧气，又作为融雪冷量的传递媒介，进入空调箱，实现新风冷量利用的空调箱中的表冷处理段进行制冷，以供在炎热的时间使用，此种使用方式，可将空调箱中表冷处理段的功率降低，起到节能减排的效果。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的风冷循环装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，所述的冷新风管道7的一端为喇叭形回风口；

本具体实施方式，采用冷新风管道7的一端为喇叭形回风口，减少进风阻力，同时降低风机的能耗，减少管道振动，降低全空气系统运行过程中的噪声，减少空调箱降噪环节。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的风冷循环装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，所述的渐弯风管4的端面上设有n排条形送风口，n为正整数；

本具体实施方式，采用渐弯风管4的端面上设有多排条形送风口，此设置可以起到均布作为冷媒的风荷载，在融雪井下层达到均匀射流，诱导融雪液面处热湿交换的加剧，达到室外热空气减焓减湿的目的，充分利用融雪冷量；

为与送风口相连处的挡风板5设计，可以与渐弯风管加条形送风口均匀送风，构成一个完整的射流掺混的气流组织，而挡风板及送风管道入口为气流组织的回风侧，实现冷湿气流处理后的收集环节。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的风冷循环装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，所述的条形送风口的数量n，3≤n≤5。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的风冷循环装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，所述的融雪窖6的内部宽度为2.6米，融雪窖6深为2.5米；

本具体实施方式，采用融雪窖6的内部宽度为2.6米，融雪窖6深为2.5米，提高融雪窖6的容雪量。

具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置的使用方法，具体使用方法如下：

步骤一、在冬季之前将融雪窖6内部清洗干净；

步骤二、在冬季下雪过后，将融雪窖6顶端的盖板打开，并将人行道上的积雪通过投雪口倒入到融雪窖6内部，完成投雪后，将盖板盖紧，利用融雪窖6外表面的保温材料对融雪窖6的内部进行保温；

步骤三、当进入春、夏季时，将外界的风通过新风管道3引入到融雪窖6的内部，并利用挡板5，使新风与融雪窖6内部的积雪充分接触，再由冷新风管道7将冷新风引入到空调箱9中，并由空调箱9的送风口与送风管道11连接，利用送风管道11将冷新风送入到各个楼层内部；

步骤四、利用空调箱9的回风口与回风管道10连接，通过回风管道10将各个楼层的空气进行收集输送到空调箱9的内部，夏季空调系统启动时，基础冷负荷由融雪冷量承担，通过新风将冷量传递到空调系统中，此时将空调箱9中的表冷处理段关闭，使回风管道10收集空气与冷新风管道7内部的新冷风充分混合，并通过送风管道11送至到各个楼层内部，形成一种风冷循环；

步骤五、当每天的上午12点到下午15点时，室外冷负荷和太阳辐射由制冷系统负责，将空调箱9中的表冷处理段开启，由空调系统的制冷系统提供冷冻水给表冷器作为冷源，使回风管道10收集空气与冷新风管道7内部的新冷风充分混合，并经空调箱9中的表冷处理段制冷，并通过送风管道11送至到各个楼层内部，形成一种风冷循环。

Claims (5)

1.一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，其特征在于：包括滤网（2）、新风管道（3）、渐弯风管（4）、挡板（5）、融雪窖（6）、冷新风管道（7）、空调箱（9）、回风管道（10）和送风管道（11）；

人行道的一侧设有融雪窖（6），且融雪窖（6）设在地下，融雪窖（6）的顶面与地面水平设置，融雪窖（6）的顶面设有投雪口，且投雪口处设有盖板，盖板上表面一端设有通孔，新风管道（3）的底端穿过盖板上的通孔与渐弯风管（4）连通设置，新风管道（3）的顶端开口为新风进口（1），且新风进口（1）处设有滤网（2），融雪窖（6）的内部上壁面设有挡板（5），且挡板（5）垂直于融雪窖（6）内部底面，冷新风管道（7）的一端与融雪窖（6）内部连通设置，冷新风管道（7）的另一端与楼内地下一层的空调箱（9）的冷新风口（8）连接，空调箱（9）的回风口设有回风管道（10），空调箱（9）的送风口设有送风管道（11），送风管道（11）用于将新冷风送到楼内的各个楼层，融雪窖（6）的底部设有排水管，且排水管与城市的下水管连接，所述的融雪窖（6）的外表面设有保温涂层；

所述的空调箱（9）包括风机组壳体、静压箱、过滤杀菌段、均流段、风机、加湿段、加热段、表冷处理段、初效过滤器和混合式静音箱，静音箱风机组壳体内部从左到右依次设有静压箱、过滤杀菌段、均流段、风机、加湿段、加热段、表冷处理段、初效过滤器和混合式静音箱；所述的冷新风管道（7）的一端为喇叭形回风口；所述的渐弯风管（4）的端面上设有n排条形送风口，n为正整数，所述的冷新风管道（7）和渐弯风管（4）处于挡板（5）的两侧，所述的条形送风口的出风方向背向所述的挡板（5）。

2.根据权利要求1所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，其特征在于：所述的冷新风管道（7）设置在地表以下。

3.根据权利要求1所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，其特征在于：所述的条形送风口的数量n，3≤n≤5。

4.根据权利要求1所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置，其特征在于：所述的融雪窖（6）的内部宽度为2.6米，融雪窖（6）深为2.5米。

5.根据权利要求1所述的一种跨季回收利用冰雪冷量的风冷循环装置的使用方法，其特征在于：具体使用方法如下：

步骤一、在冬季之前将融雪窖（6）内部清洗干净；

步骤二、在冬季下雪过后，将融雪窖（6）顶端的盖板打开，并将人行道上的积雪通过投雪口倒入到融雪窖（6）内部，完成投雪后，将盖板盖紧，利用融雪窖（6）外表面的保温涂层对融雪窖（6）的内部进行保温；

步骤三、当进入春、夏季时，将外界的风通过新风管道（3）引入到融雪窖（6）的内部，并利用挡板（5），使新风与融雪窖（6）内部的积雪充分接触，再由冷新风管道（7）将冷新风引入到空调箱（9）中，并由空调箱（9）的送风口与送风管道（11）连接，利用送风管道（11）将冷新风送入到各个楼层内部；

步骤四、利用空调箱（9）的回风口与回风管道（10）连接，通过回风管道（10）将各个楼层的空气进行收集输送到空调箱（9）的内部，夏季空调系统启动时，基础冷负荷由融雪冷量承担，通过新风将冷量传递到空调系统中，此时将空调箱（9）中的表冷处理段关闭，使回风管道（10）收集空气与冷新风管道（7）内部的新冷风充分混合，并通过送风管道（11）送至到各个楼层内部，形成一种风冷循环；

步骤五、当每天的上午12点到下午15点时，室外冷负荷和太阳辐射由制冷系统负责，将空调箱（9）中的表冷处理段开启，由空调系统的制冷系统提供冷冻水给表冷器作为冷源，使回风管道（10）收集空气与冷新风管道（7）内部的新冷风充分混合，并经空调箱（9）中的表冷处理段制冷，并通过送风管道（11）送至到各个楼层内部，形成一种风冷循环。

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