CN1424546A - 室内空气与地下恒温层热交换空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种室内空气与地下恒温层热交换空调器系统，采用地能作为能源。其主要结构包括地下水池(12)、U型热交换器(6)、风机(4、14、16)、风管(1、3.1、3.2、13)、调制器(15)和相应的控制电路，本发明主要用于平房、别墅调节空气温度，是最理想的居室绿色空调。它利用7～10米以下地层温度是本地域全年平均气温的恒温层设置地下水池、储水对相邻地层进行平衡热交换。吸收室内空气进入潜在储水里的U型热交换器，(对储水热交换节省了室内外空气温差的能耗)，提高交换效果，输回室内调节室温。本发明不抽取地下水源，在无或很少地下水源的地方照常工作。施工强度与难度及成本可明显的减少，能耗仅是现有的空调器的40％以下。具有投资小、噪音低、效高低耗的特点。

Description

室内空气与地下恒温层热交换空调器
技术领域
本发明涉及空气调节领域，特别涉及一种室内空气与地下恒温层热交换空调器系统。
背景技术
目前房间空调普遍使用的是带压缩机的空调器或中央空调。由于这些空调设备较昂贵，加之耗电量较大，对于经济条件较差的单位和个人难以普及。
在地面下较浅的蓄水层中吸取水温常年稳定在12-24℃的地下水用于热交换的例子，已为人们熟知。如中国专利申请号97105385.5公开了“一种采用地下水制冷的空调系统”，其系统结构是由两个循环水泵分别接有抽水井和回水井，泵的一端分别接有过滤器，过滤器的出口分别接热交换器的两端，经抽水井抽出地下水与系统中热交换器进行热交换。即在夏天用聚抽取地下水作冷源，使其通过热交换器与相对较热的空气接触，使空气降温，而冬天则相反。这种利用地下水作冷源或热源的空调系统，在具体应用中就可能碰到了一个问题：就是回水井离抽水井要有一个较大的距离，否则，回水井排放的热量来不及在地下放出，就会与抽水井中的水混合，最终使系统失去或减弱换热效能。这样就又产生了两个新的问题：即1、增加了新开井的挖井费，管道增长费、施工费等费用。2、要占有一个较大的场地，对一些场地小的单位(如城镇住户)就难以办到。3、不断的抽取开采地下水源，造成水源资源的浪费，严重地影响生态环境。
为了解决上述两个问题，中国专利申请号91231040.5公开了一种“地能空调器”这种空调器在较浅的蓄水层中利用一只单井，形成一个闭路的空调系统。其主要的内容是：1、利用抽、回水的不同温度和密度，在一口井中形成的上下两个温度层。2、提出了在水中最低的温度层中设置造泡器，利用空气直接与水进行热交换。可以看出从总体上讲91231040.5文件提出的基础是节省了场地，达到了用一口井建立一个闭环的空调系统的目的，但是从投入的资金看，还是较高的。因为增加了一台造泡器，为了解决降低空气中的含水气在盒体中气流通路上又装置有去湿器。还为了达到两个温度层的水明显分层，必须有足够的距离，这样水井势必打得很深，费用将大大增加。
针对91231040.5文件的这些问题，中国专利申请号97105364.2又公开了一种“利用地下水调温的空调”它是通过空气与地下水之间的热交换达到调节气温的目的。该发明显而易见工作的条件必须有地下水，遇枯水季节时无法工作。还仍然存在着开采地下水源污染生态环境的问题。
发明内容
本发明的目的是：1、达到土地占用量少，也只用一口井形成闭路的空调系统；2.有无地下水都可以运行，不会造成水源资源的浪费而影响生态环境；3将室内空气与地下恒温层进行热交换，冬夏都节省了室内空气温度差所消耗的能源，提高了效力；4.显著的降低成本费用，具有施工简单、维护少、无污染、耗能小的特点。
本发明的技术方案是这样的：一种室内空气与地下恒温层热交换空调器，包括地下水池、U型热交换器、风机、风管、调制器和相应的控制电路，上述地下水池设置在距地面7～9米以下的恒温地层里，池面上有一个地面池盖。如果没有地下水的地方必须将池底及底以上至2.5处周围砌严不漏水，向池子注入自来水或其他水，且保持池内储水2米以上，U型热交换器置于池底，上述U型热交换器由回供风换向容器、回风金属排管群、供风金属排管群构成，在回风金属排管群和供风金属排管群的外表面固定了许多片金属翅片。使用金属翅片增加了回风金属排管群和供风金属排管群与地下水池内储水的接触面积，加大了热传递效果。上述室内回风管从墙穿出，经进气管、可控电磁风阀、风机连接U型热交换器的回风金属排管群，从U型热交换器出来的供风经供风金属排管群、风机、供风管穿墙进入室内调制器，在调制器的出风口处接风机；所述的室内回风管的墙外端可控电磁风阀处还有一根排气管直接向外排气，实现了更换室内空气的功能；所述的调制器包括一个水箱体，水箱体的中上部有一束金属排管群平行穿过，金属排管群接供风管端是进风口，金属排管群接风机端是出风口，水箱体的上部有一个温控器和敞开口，实现了无压供暖功能。水箱体的侧边部安装有水位指示器和电热管，其水位指示器能控制调制器内储水的水位通过水位指示器的玻璃管显示，提醒加水，水箱体的底部安有注水管，其管道上安装了注水阀和排污阀。
由于本发明的室内空气与地下恒温层热交换空调器采用地能作为能源，利用7米以下地层温度是本地域全年平均气温的特性，利用水摄取相邻地层的热量进行平衡热交换，达到水温与相邻地层温度相接近，U型热交换器从水里交换这种热量产生适宜的温度送入室内供人们生活工作。本发明不需要抽取地下水源，对地下水池的设置有无地下水源无要求，施工强度与难度及成本可明显的减少，更主要的是不污染影响环境。另一方面，室内机组内无动作的装置，即不会产生噪声，又节约电能。可控电磁风阀能更换外界新鲜的空气，因而能保持室内空气的新鲜。所以本发明与现有的空调器相比，具有投资小、不污染环境、电能消耗小(仅是现有的空调器的40％以下)、噪声小、运行费用低的特点，本发明是平房及别墅最理想的家庭用绿色空调。
附图说明
图1为本发明的系统图。
附图中：1室内回风管；2可控电磁风阀；3.1进气管；3.2排气管；4风机；5地面池盖；6U型热交换器；7水面；8回风金属排管群；9供风金属排管群；10金属翅片；11回供风换向容器；12地下水池；13供风管；14风机；15室内调制器；15.1注水管；15.2注水阀；15.3进风口；15.4金属排管群；15.5出风口；15.6电热管；15.7水位指示器；15.8敞开口；15.9排污阀；15.10温控器；16风机；16.1风机电机；17墙。
具体实施例
以下依附图进一步作实施例说明：
本实施例提出的一种室内空气与地下恒温层热交换空调器，包括地下水池12、U型热交换器6、风机、风管、调制器和相应的控制电路，其特征是：地下水池12设置在距地面9米以下的地层里，池面上有一个地面池盖5，如果没有地下水源的地方必须将池底及底以上至2.5处周围砌严不漏水，向池子注入自来水或其他水7，且保持池内储水2米以上。上述U型热交换器6置于池底，U型热交换器由回供风换向容器11、回风金属排管群8、供风金属排管群9构成，在回风金属排管群8和供风金属排管群9的外表面固定了许多片金属翅片10。使用金属翅片10增加了回风金属排管群8和供风金属排管群9与地下水池12内储水的接触面积，加大了热传递效果。室内空气经回风管1从墙17穿出，经进气管3.1、可控电磁风阀2、风机4连接U型热交换器6的回风金属排管群8，从U型热交换器6出来的供风，经供风金属排管群9经风机14、供风管13穿墙17进入室内调制器15，在调制器15的出风口处接风机16，其中16.1为风机电机；所述的室内回风管1的墙外端可控电磁风阀2处还有一根排气管3.2直接向外排气，实现了更换室内空气的功能；所述的调制器15包括一个水箱体，水箱体的中部有一束金属排管群15.4平行穿过，该管群在水箱体两侧对面焊严，不能漏水。金属排管群15.4接供风管13端是进风口15.3，金属排管群15.4接风机16端是出风口15.5，水箱体的上部有一个敞开口15.8和温控器15.10，温控器15.10能控制调制器15的温度在规定的范围内工作，敞开口15.8可以保持调制器15内储水的压力与外界大气压平衡相等。水箱体的侧边部安装有水位指示器15.7和电热管15.6，该水位指示器15.7能控制调制器15内储水的水位通过水位指示器的玻璃管显示，提醒加水，水箱体的底部安有注水管15.1，其管道上安装了注水阀15.2和排污阀15.9。
以下是发明人对本实施例的工作原理的阐述：
房间室内空气经室内回风管1、经过可控电磁风阀2进入风机4。风机4的运转增加了空气压力，使之顺利的通过U型热交换器6所设置的回风金属排管群8、回供风换向容器11、供风金属排管群9，进入风机14。风机14运转对空气再次加压后经供风管13穿过墙17进入室内的调制器15，再由风机16给室内调节空气温度。
进气管3.1由可控电磁风阀2控制，由开关供电，可控电磁风阀2中的电磁铁动作并拉动附设的风门改变90°角度，也改变由进气管3.1进入空气给风机4。排气管3.2直接排出室内空气，实现室内更换空气功能。
地下水池12处在地面池盖5九米以下的的地层中，其储水温度基本保持与相邻的地层温度相近。地面池盖5七米以下的地层温度是当地区的全年平均气温，其温度是全年保持不变的恒温层。通过U型热交换器6进行热交换，对该地层温度影响是很微小的。因此经U型热交换器6交换后的空气温度与地层温度也很接近，且全年的变化也不会很大。将该温度的空气送入室内，调节室内气温，是理想的。对人们的居住生活是很适宜的。对环境、地下水源没有任何污染和影响，是一种最理想的绿色空调装置。
若是冬天要想再提高室内温度，可以将调制器15电源开关接通，设置在调制器15下部的电热管15.6通电发热，对调制器15内的储水加热升温。当调制器15内的储水被电热管15.6加热时，由进风口15.3进入的空气在通过金属排管群15.4时，储水中的热量通过金属排管群15.4的管壁传导给空气，经排风口15.5的风机16送到室内提高室温。敞开口15.8保持调制器15内储水的压力与外界大气压平衡相等，是无压供暖设备。
若是夏天应该关闭开关，切断调制器15在电热管15.6处的电源。

Claims (3)

1、一种室内空气与地下恒温层热交换空调器，包括地下水池(12)、U型热交换器(6)、风机和风管，其特征在于：该室内空气与地下恒温层热交换空调器还包括一个调制器(15)和相应的控制电路，上述室内空气与地下恒温层热交换空调器的地下水池(12)设置在距地面9米以下的地层里，池面上有一个地面池盖(5)，U型热交换器(6)置于池底，上述U型热交换器由回供风换向容器(11)、回风金属排管群(8)、供风金属排管群(9)构成，在回风金属排管群(8)和供风金属排管群(9)的外表面固定了许多片金属翅片(10)，室内回风管(1)从墙(17)穿出，经进气管(3.1)、可控电磁风阀(2)、风机(4)连接U型热交换器(6)的回风金属排管群(8)，U型热交换器(6)的供风金属排管群(9)经风机(14)、供风管(13)穿墙(17)进入室内调制器(15)，在调制器(15)的出风口处接风机(16)。
2、根据权利要求1所述的室内空气与地下恒温层热交换空调器，其特征在于：所述的室内回风管(1)的墙外端可控电磁风阀(2)处还有一根排气管(3.2)。
3、根据权利要求1所述的室内空气与地下恒温层热交换空调器，其特征在于：所述的所述的调制器(15)包括一个水箱体，水箱体的中部有一束金属排管群(15.4)平行穿过，金属排管群(15.4)接供风管(13)端是进风口(15.3)，金属排管群(15.4)接风机(16)端是出风口(15.5)，水箱体的上部有一个敞开口(15.8)和温控器(15.10)，水箱体的侧边部安装有水位指示器(15.7)和电热管(15.6)，水箱体的底部安有注水管(15.1)，其管道上安装了注水阀(15.2)和排污阀(15.9)。
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