CN1148542C - 利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置，由调节水体、调节水箱、进水管、泵、室内散热器、排气扇、排水管、调节水箱依次连接形成一种水循环装置构成，调节水箱在调节水体内；调节水体是地下水、雨水收集井、水库、湖泊、河流或海洋深处水体；室内散热器是一种热交换片群，采用钢、铁、铝合金、或玻璃材料制成，中空，形状为圆柱形、方柱形、曲线形、或菱柱形，水从热交换片的侧端、顶端或底端喷注入内，从同侧或另一端的底部排出，空气从水流入的相对端或同一端孔排入，与片内的散花状水柱充分接触、碰撞，进行热交换后被排入另一热交换片内；一年四季都能将室内温度调节到接近于春天的状态；保护了生态环境，而且费用低廉。

Description

利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置
                      技术领域
本发明涉及空调领域，更详细地是利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置。
                      背景技术
目前的窗式、分体式或中央空调类型，普遍采用压缩机制冷或制热，这些空调工作时消耗很多能量、使用费用不菲，同时，空调系统工作时散发的一些污染物质对室内环境和室外大气层等有破坏作用，而且，在炎热的夏季，城市内高密度使用空调器也容易加剧城市空间的“热岛效应”。现有的空调也有通过产生负离子或其他方法调节室内空气质量，但效果有限。
                      发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的缺点，提供一种利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置，以改变现有的普遍采用压缩空调器调节室内空气温度的方式，从而节约能源，节省费用，改善室内空气质量，保护生态环境平衡。
本发明是利用温度稳定的水体(以下简称调节水体)对室内空气质量和温度进行调节。
本发明的一种利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置，由调节水体、调节水箱、进水管、泵、室内散热器、排气扇、排水管、调节水箱依次连接形成一种水循环装置构成，调节水箱在调节水体内，调节水体是地下水、雨水收集井、水库、湖泊、河流或海洋深处水体，室内散热器是一种热交换片群，该热交换片群采用钢、铁、铝合金、或玻璃材料制成，中空，形状为圆柱形、方柱形、曲线形、或菱柱形，水从热交换片的侧端、顶端或底端喷注入内，从同侧或另一端的底部排出，空气从水流入的相对端或同一端孔排入，与片内的散花状水柱充分接触、碰撞，进行热交换后被排入另一热交换片内。
工作时，泵将调节水箱的水抽至室内散热器，在散热器内与室内空气充分接触、碰撞和交换，然后通过水管回到调节水箱(或进入其它环境)。
由于室内散热器是一种提供循环水和室内空气接触、碰撞和交换的结构。室内散热器可以利用现有的如北方地区冬季使用的室内散热片改装而成，也可以使用本发明人设计的热交换片群，该热交换片群采用钢、铁、铝合金、或玻璃等材料制成，中空，形状为圆柱形、方柱形、曲线形、菱柱形等，总容积相当于室内容积的1/2000，每片容积相当于总容积的1/100-1/1000。用一定功率的水泵推动水流从每一热交换片的侧端、顶端或底端喷注入内，从同侧或另一端的底部排出；而空气被电扇从水流入的相对端或同一端孔排入，与片内的散花状水柱充分接触、碰撞，进行热交换后被排入另一热交换片内。室内空气经过一连串这样的热交换片并反复循环后，最终从热交换片排出的空气温度与调节水体相近，从而使室内空气温度得到调节，同时，由于循环水和室内空气的接触与碰撞过程中，产生大量的负氧离子，从而改善了室内空气的质量。热交换片可以是平行或串联的。
另外，室内可配置抽湿系统，调节室内湿度。
调节水箱的容积相当于建筑物容积的1/100-1/400，或更小一些。可以由不锈钢、塑料、铝合金或其它材料等制成，水箱可以是密封或有小孔或微孔与调节水体相连，水箱离调节水体表面约0.5米以下。对于以地下水井、雨水收集井和海洋水体作为调节水体的系统，尤其需要采用密闭的水箱，形成一个密闭的水循环装置：调节水体—泵—水管—室内散热器—水管—调节水体，以防止对地下水的大量甚至过度的开采，或海水随排水系统进入陆地内造成对地面生态环境的破坏。
地下水井或雨水收集井的充水容积相当于建筑物容积的1/20-1/100。地下水井和雨水收集井密封，密封顶部离地面约0.5米以上，就可以对室内质量和温度进行每天连续24小时不停顿的调节。
水管可采用塑料管、镀锌管等。如果是建筑物群采用这种装置，进排水系统中需有加压装置。室外进排水系统铺设于地表深度50-100厘米以下，避免暴露于空气中。经过热交换后的水流从集中的排水系返回到调节水体中或进入其它环境中。
进入调节水箱内的水分由于与调节水体内水分的热传递、扩散与交换，始终保持在4-30℃温度范围内。
可见，本发明是利用地表温度较为稳定的调节水体，如地下水井雨水收集井、或其它调节水体包括足够深的水库、湖泊、河流和海洋等，在调节水体内安放一个水箱，水箱和室内的散热装置以水管相连接，形成一个密闭的或开放的水循环系统，以水为介质，将室内的空气温度通过水交换传递到水井或其它调节水体中，水井或其它调节水体内的水由于水分子之间及与周围环境间热量的传递和扩散，使水循环系统内的温度始终保持在一定的范围内。通过水泵的推动，使水循环系统内的水处于流动状态，不断将室内的空气温度交换到地下水井或其它调节水体内，循环反复，使空气室内温度与地表同温层或其它调节水体深层温度相近，从而达到调节室内空气温度的目的。同时，由于室内空气与循环水的接触和碰撞，类似“瀑布”现象，产生大量的氧负离子，从而改善了室内空气质量。
本发明与现有技术相比的优点与效果在于：
1.一年四季都能将室内温度调节到接近于春天的理想状态，无论是在寒冷的冬季或炎热的夏季，室内温度均可保持在10℃-29℃范围内，人体感觉温度可在16-26℃范围内。
2.保护生态环境。本发明是利用人工挖建的或地表天然存在的调节水体包括水井、雨水收集井、水库、江河、湖泊和海洋来调节室内空气温度，不使用或不产生任何化学物质，不引起城市“热岛效应”，也不影响上述调节水体的质量或减少它们的数量，达到真正环保的目的。
3.费用低廉。在室外温度为30℃以上的炎炎夏季，如需要将容积为300M3的室内温度调节到28℃以下，每昼夜最少需耗电80-100度，费用为50-100元；而采用自然空调工程约需电5-10度，费用为4-10元。在寒冷的冬季、用现有压缩机空调调节室内温度所耗能更大、费用更昂贵。购买满足上述需要的压缩空调器一次性投资最低在8000 20000元左右，而本发明最低只需2000-3000元左右。
4.使用寿命长。其装置使用寿命为20-50年。而压缩空调器的使用寿命一般为5-10年左右。
5.本发明简明有效，使用方便，维修快捷。
6.在使用本发明方法与装置运行的过程中，由于室内空气与循环水的接触和碰撞，类似“瀑布”现象，产生大量的氧负离子，从而改善了室内空气质量。
本发明的上述优点，使得它一旦得到有效规模的建立和推广，可产生巨大的经济和社会效益，有可能取代现有的空调系统。
                      附图说明
图1是本发明利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置一种结构示意图。
图2是图1中的室内散热器一种结构示意图。
下面通过实施例和附图对本发明作进一步描述。
                      具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明的利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置由调节水体1、调节水箱2、进水管3、泵4、室内散热器5、排气扇6、排水管7、调节水箱2依次连接形成一种水循环装置构成，调节水箱2在调节水体1内。
如图2，该室内散热器由圆形热交换片构成，进入热交换片内的空气和散花状水柱充分接触、碰撞，进行热交换后被排入另一热交换片内，水流进入排水管内被排出。
广东顺德市内一幢三层建筑物安装图1所示的室内空气质量和温度调节装置，建筑物室内总容积600M3。调节水体采用地下水井，有水容积10M3，密封，建在建筑物旁10米处。进排水管采用PVC管，室内散热器用图2所示的热交换片群，总容积0.30M3，每片容积1升，圆柱形、用玻璃制，整个建筑物有20个热交换片群，每群15个热交换片。工程总费用11000元。运行季节：夏季；连续运行时间：60天。表1为运行情况。
表1
运行前10天调节水体平均温度(℃) 16
运行前室内空气最高温度(℃) 38
运行期间进水系统平均水压(MPa) 0.5
运行期间室内平均温度(℃) 23
运行期间室内最高温度(℃) 26
运行期间室外最高温度(℃) 38
运行期间室外平均温度(℃) 31
运行期间调节水体平均温度(℃) 19
与达到相同温度效果的压缩空调器调节相比，运行本发明装置时室内氧负离子浓度平均增加率(％) 75
运行费用(元/天) 12
与压缩空调相比，运行费用节省(％) 91
从表1可见，采用本发明方法和装置对室内空气质量和温度有良好的调节效果，即使是室外有3℃以上的高温，室内温度也可调节到23℃，十分宜人。而且，室内负离子浓度与普通空调比较有很大的提高，空气质量较好。

Claims (3)

1、一种利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置，其特征在于由调节水体、调节水箱、进水管、泵、室内散热器、排气扇、排水管、调节水箱依次连接形成一种水循环装置构成，调节水箱在调节水体内，调节水体是地下水、雨水收集井、水库、湖泊、河流或海洋深处水体，室内散热器是一种热交换片群，该热交换片群采用钢、铁、铝合金、或玻璃材料制成，中空，形状为圆柱形、方柱形、曲线形、或菱柱形，水从热交换片的侧端、顶端或底端喷注入内，从同侧或另一端的底部排出，空气从水流入的相对端或同一端孔排入，与片内的散花状水柱充分接触、碰撞，进行热交换后被排入另一热交换片内。
2、根据权利要求1所述的利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置，其特征在于所述热交换片群总容积相当于室内容积的1/2000，每片容积相当于总容积的1/100-1/1000。
3、根据权利要求1或2所述的利用自然水体调节室内空气质量和温度的装置，其特征地下水井或雨水收集井的充水容积相当于建筑物容积的1/20-1/100，地下水井和雨水收集井密封，密封顶部离地面0.5米以上。
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