CN1374486A - 地下水中央空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地下水中央空调。包括有含地下水进口、空气进口和水气混合出口的水气混合器的空气水洗塔,含与空气水洗塔相通的混合水气进口、出气口和出水口的水气分流塔,与水气分流塔出水口、出气口连通的且含冷暖气出口和排水口的空气除湿处理塔,通过换向阀与空气除湿处理塔连通的氟利昂压缩机。结构简单,能充分利用取之不竭的地下水热能,获取自然界能量,能保持室内空气新鲜,满足人体对温度、湿度、卫生等条件要求。

Description

地下水中央空调

技术领域：

本发明涉及的是一种中央空调，特别涉及的是一种通过利用取之不竭的地下水热能、获取自然界能量的一种地水下水中央空调。

背景技术：

众所周知，已有的各型窗式、分体式和中央空调的构造较复杂，维修专业水平要求高，电能消耗大，尤其是所提供的空气质量低劣是一个无法解决的难题。人们使用空调，一方面要承担较高的耗电费用，另一方面，长期处于空气质量不佳的环境，还可能引起人们所谓“空调病”的各种不适。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种结构简单，能充分利用取之不竭地地下水热能，获取自然界能量，能保持室内空气新鲜，满足人体对温度、湿度、卫生等条件要求的地下水中央空调。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明中有含地下水进口、空气进口和水气混合出口的水气混合器的空气水洗塔，含与空气水洗塔相通的混合水气进口、出气口和出水口的水气分流塔，与水气分流塔出水口、出气口连通的且含冷暖气出口和排水口的空气除湿处理塔，通过换向阀与空气除湿处理塔连通的氟利昂压缩机，空气除湿处理塔，氟利昂压缩机均可在市场上买到。

上述的中央空调中有通过进水管与水气混合器上的地下水进口连通的且可伸入地下水中的电潜水泵。

上述的进水管上有初始排污阀。

上述的中央空调中有通过进气管与水气混合器上的空气进口连通的空气压缩机，空气压缩机进气口处有空气过滤器，保证空气质量。

上述的水气混合器位于空气水洗塔下部，混合水气出口为多个，分布于水气混合器周边壁上。

上述的水气分流塔中的水气进口、出水口、出气口分别设于塔体的下部和上部。

上述的水气分流塔底部装有气流转向板，将水气分流塔下部纵向分隔为两部分，其作用为改变空气流向，防止空气进入除湿处理塔，气流转向板底部和两侧应与分流塔体牢固结合，且不得有缝隙容许气体通过。

上述的水气分流塔上位于出水口下部装有水位自动控制溢流阀，控制塔内水位高度，防止水流通过上部气管进入空气除湿处理塔，具有自动控制功能。

上述的空调中有与空气除湿处理塔排水口连通的沉淀池，沉淀池底部有与之连通的地下水回补井。

上述的沉淀池上部有检查孔，含过滤口的隔板装于沉淀池中。

自然界蕴藏着大量的低品味热能——大气、水、土壤等贮存的热能及废气余热等，若能将这些低品味热能加以发掘利用，对解决人类面临的能源短缺危机具有十分重要的意义。根据有关资料，深层地下水的水温基本上是在一个恒定不变的小区域内，不随季节变化而大幅变化。如四川地区深层地下水温一般是在8-12℃范围内。例如当室外气温为30℃时，要想将室内气温控制为22℃，计算如下：

定压下空气比热——0.3093大卡/立方米·度

定压下水比热——1000大卡/立方米·度

每一立方米地下水可吸热＝Δt_水×水的比热＝(22℃-12℃)×1000＝10000(大卡)

每一立方米空气放热＝Δt_空×空气比热＝(30℃-22℃)×0.3093＝2.4744(大卡)

即在上述条件下，每一立方米地下水可使4041立方米的空气达到控制温度。由此可见，本发明空调降低能耗的幅度是惊人的。

与已有的空调相比，本发明具有如下优点：

1，由于地下水的自然热能利用，将大大降低电能消耗，具有突出的经济价值，将使空调器的使用，真正进入寻常百姓生活。

2，本发明中央空调的运行，能将除湿后的冷(暖)新风，源源不断地送至人们的生活和工作场所，形成全新风的舒适性空调系统，使室内空气随时保持新鲜、满足人体对温度、湿度、卫生等条件的舒适环境要求。

3，结构简单、制造成本低廉、其自动控制和安全保护系统，完全可采用现有空调系统的成熟技术完成。

附图说明：

图1为本发明示意图。

具体实施方式：

参见图1，外购电潜水泵1伸入地下水中。空气水洗塔2中的水气混合器3的形状为锥台，其顶部有地下水进口4，空气进口5，周边壁上有多个水气混合出口6。进气管7一端与空气压缩机8的出气口连通而另一端穿过水气混合器的空气进口伸入水气混合器中。空气压缩机进气口处装有空气过滤器9。进水管10一端与电潜水泵出水口连通而另一端穿过水气混合器的地下水进口伸入水气混合器中。进水管上装有进水控制阀11和初始排污阀12。空气水洗塔的下部有水气混合出口13。自重式水气分流塔37下部分别设有混合水气进口14、出水口15，上部有净化气出口16。输水管17将空气水洗塔水气混合出口、自重力式分流塔混合水气进口连通。水气分流塔下部装有气流转向板38，其上部位于净化气出口下有水位自动控制溢流阀39。外购的空气除湿处理塔18下部通过管道19与自重式水气分流塔出水口连通，其顶部通过管道20与自重力式水气分流塔连通。空气降湿处理塔上装有温度、湿度传感器21，其内有盘管22，过滤器23，毛细管24，中部有承水盘25，水位自动控制单向电磁阀26装在承水盘上。盘管的两端连接在四通换向阀27上。氟利昂压缩机28与四通换向阀连接。空气除湿处理塔底部和上部分别有排水口29，除湿后的冷(暖)气出口30。沉淀池31上有检查孔32，含过滤口33的隔板34。沉淀池通过排水管35与空气除湿处理塔排水口连通。地下水回补井36与沉淀池底部出水口连通。

假定本发明空调在夏季工作。12℃的地下水由地下水取水深井中的电潜水泵抽吸，在上水管路中设有初始排污阀，待污水排尽后打开位于上水管路中的进水阀门，再经上水管导入空气水洗塔。同时，取自自然环境的热空气经空气压缩机过滤装置过滤，除去空气中的悬浮状态固体或液体微粒，由空压机压缩并经气管导入空气水洗塔。具有一定压力的空气气流与地下水在空气水洗塔的水气混合器中混合，再经水气混合器周边的混合水气出口高速喷入空气水洗塔内，形成混合水气。

混合水气经空气水洗塔下部管道，进入自重力式水气分流塔，流速变缓，压力降低。

与地下水混合后温度已大幅度下降的空气，在水气分流塔中受气流转向板阻挡改变流向，由于比重小于水，在水气分流塔中游离出来，上升至分流塔上部，水的比重较大，留存塔下部，由此在自重力式水气分流塔中完成水、气分离。分离后的气、水，再经管道分别由上部、下部进入空气除湿处理塔。

空气除湿处理塔的功能，等同于空调中的冷凝器和蒸发器，塔中部有一隔离层将塔分为上下两部区域。塔中隔离层设置有水位自动控制单向电磁阀，当上部冷凝水承水盘中储存水位达到一定高度，单向电磁阀开启，冷凝水由塔上部流入下部。

夏季，空气除湿塔上部为蒸发器，下部为冷凝器。冬季，则正好相反。冷却剂的流向，由四通换向控制阀手动转换。

夏季时，当氟利昂压缩机运行，压缩机将制冷剂加温加压后形成蒸气，经四通换向控制阀送至空气除湿处理塔下部。制冷剂在处理塔下部，受来自分流塔的地下水冷却，制冷剂向地下水排放热量后冷凝为液态。液态制冷剂，再经干燥过滤器和毛细管降温、降压后，进入除湿塔上部。而地下水则由除湿塔下部管道，经沉淀池沉淀、过滤后，由地下水回补井注入地下。

液态制冷剂在除湿塔上部吸收空气热量沸腾汽化，从而进一步冷却了上部空气。而空气中的水蒸气，受冷凝器盘管冷却，转换为液态水集存于下部承水盘，由此达到空气除湿目的。当承水盘水位达到一定高度，水位自动控制单向电磁阀开启，除湿塔上部储存露水泄入塔下部，再经管道回流地下。

冬季时，地下水和空气在系统中流向不变，仅利用四通换向阀将除湿处理塔中制冷剂作反向循环，即可获得空气制热效果。

本空调提供的冷(暖)气在特定条件下如需进一步除湿，可利用常见的固体吸湿剂装置(硅胶、氯化钙)吸附减湿，于此不再详述。

本发明涉及的地下水中央空调系统是集中式系统，即所有空气处理设备都集中设置在邻近建筑的专用场地，空气经处理后以单向风管方式由送风管送入空调房间，各房间温度以改变送风量大小加以调节。由此可简化系统并节约成本。

为达到舒适性空调系统要求，由空调送入房间或其它场合的冷(暖)气应全部经设于送气管路中的高效空气过滤器过滤，使粒径在5μm以下的尘粒要除去95％以上。

本空调系统各塔体应采用耐温、耐压、耐酸碱的工程塑料制作，其承压和耐温、耐酸碱能力，应满足本空调系统正常工作，并留有一定保险系数。在空气水洗塔、自重力式水气分离塔和空气除湿处理塔的上下部区域中，应设置市场上已有的温度与压力传感器及其运行自动控制系统，当系统压力超过规定范围，控制系统应自动连锁停止空气压缩机、地下水抽吸电潜水泵和氟利昂压缩机的运行。当压力下降超过一定范围时，控制继电器应自动启动系统运行。

为确保空调系统运行绝对安全，在空气水洗塔、自重力式水气分流塔和空气除湿处理塔上、下部设置溢流安全阀，当塔内压力超过规定极限范围，溢流阀开启，将过压水气经溢流管道排至塔外安全区域。

经计算确定本空调系统制冷负荷后，除按负荷要求配套空气压缩机和制冷压缩机各一台，考虑高峰负荷期间因出现故障而停机，应配套备用空气压缩机和制冷压缩机各一台。备用机组应能满足系统负荷75％左右。

本空调系统制冷压缩机中所选制冷的蒸发温度较低，使得蒸发器盘管表面温度低于空气的露点温度，达到冷却和去湿目的。

本空调系统地下水取水井和地下水回补井，其深度应在同一深度。地下深井长期大量抽水，也仅是在深井取水处形成一个直径几米的小坑。本发明取水量很小，水流动值不大，且在同一深度的水层作了等量回补处理，故对地质结构和地下水资源无任何影响。另外根据土力学原理，建筑物地基持力层以下原处地质因素的微小变化对建筑物地基无任何影响。由于本发明中的地下水是封闭态的循环，故无地下水污染、耗用问题。

Claims (10)

1、地下水中央空调，其特征在于有含地下水进口、空气进口和水气混合出口的水气混合器的空气水洗塔，含与空气水洗塔相通的混合水气进口、出气口和出水口的水气分流塔，与水气分流塔出水口、出气口连通的且含冷暖气出口和排水口的空气除湿处理塔，通过换向阀与空气除湿处理塔连通的氟利昂压缩机。

2、根据权利要求1所述的地下水中央空调，其特征在于中央空调中有通过进水管与水气混合器上的地下水进口连通的且可伸入地下水中的电潜水泵。

3、根据权利要求2所述的地下水中央空调，其特征在于进水管上有初始排污阀。

4、根据权利要求1或2或3所述的地下水中央空调，其特征在于中央空调中有通过进气管与水气混合器上的空气进口连通的空气压缩机，空气压缩机进气口处有空气过滤器。

5、根据权利要求1或2或3所述的地下水中央空调，其特征在于水气混合器位于空气水洗塔下部，混合水气出口为多个，分布于水气混合器周边壁上。

6、根据权利要求1或2或3所述的地下水中央空调，其特征在于水气分流塔中的水气进口、出水口、出气口分别设于塔体的下部和上部。

7、根据权利要求6所述的地下水中央空调，其特征在于水气分流塔底部装有气流转向板。

8、根据权利要求6所述的地下水中央空调，其特征在于水气分流塔上位于出气口下部装有水位自动控制溢流阀。

9、根据权利要求1或2或3所述的地下水中央空调，其特征在于有与空气除湿处理塔排水口连通的沉淀池，沉淀池底部有与之连通的地下水回补井。

10、根据权利要求6所述的地下水中央空调，其特征在于沉淀池上部有检查孔，含过滤口的隔板装于沉淀池中。

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