CN1603716A - 不抽井水的超低能耗井水中央空调 - Google Patents

不抽井水的超低能耗井水中央空调 Download PDF

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CN1603716A CN 200310100960 CN200310100960A CN1603716A CN 1603716 A CN1603716 A CN 1603716A CN 200310100960 CN200310100960 CN 200310100960 CN 200310100960 A CN200310100960 A CN 200310100960A CN 1603716 A CN1603716 A CN 1603716A
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渠玉芝
彭映斌
彭有有
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    • Y02E10/10—Geothermal energy

Abstract

不抽井水的超低能耗井水中央空调是从改善能耗结构、节电环保、完全无氟、使用可持续利用的天然能源出发，将热交换管道置于住宅地基下浅表层地下水井中，作为冷媒在管道中流动的水是一次性从住宅上部加进去的自来水，只需小功率水泵驱动它在整个空调管道系统内循环流动，当流经地下水中的管道段时和地下水热交换而降温，还可以按气温变化、热负荷大小、室温要求，通过变频调速来控制水流速度，以最低能耗维持所需室温。比现有抽井水中央空调的电耗还要低很多，不到现有压缩式空调用电量的1％，不抽取不污染地下水，无噪音，初投资少，无须维护，寿命长，一劳永逸，适应广大城乡住宅，室内空气不交叉混合污染，是空调行业原理性、结构性重大突破。

Description

不抽井水的超低能耗井水中央空调
技术领域：本发明属于降温空调技术，是涉及不抽取井水又利用井水冷媒的空调方法。
背景技术：我国现有的空调耗能已占到全国用电总量的8％以上，改善能耗结构，节电环保，完全无氟，使用可持续利用的天然能源是空调发展战略的主攻方向。现今井水空调是利用天然低温井水作冷媒，节能较为显著的直接制冷方法。一般正规的做法是由室外机中的小水泵从取水井中抽取浅层的地表水，经过气水分离送入室内风机盘管空调器，在风机的作用下，室内空气通过蒸发器的过滤得到降温，升温后的空调水则在水泵扬程压力作用下，通过同水井回灌到地下，取水井和回水井之间相隔一定距离，空调水在渗透到土壤层的过程中冷却到土壤温度，从而达到循环制冷的目的。这种井水空调不宜在人口密集的城市居民区大面积使用，因为安装这种空调过多，会使楼房地层周围布满小管井，大量集中抽取井水，不仅会使地表水枯竭影响绿化，还会因井点降水作用，造成楼房地基下沉，危及住宅安全，其他一些非正规做法，如取水不还水，没有气水分离装置，则为害更大，已被明令禁用，国内外至今还没有其他更廉价更节能的中央空调出现。
发明内容：为了保护珍贵的地下水资源不被污染或流失，为了进一步节能，本发明公开了不抽取地下水而将热交换管道置于浅表层地下水井中，作为冷媒在管道中流动的水是一次性从顶部加进去的清洁自来水，然后管道密封，只须小功率水泵，驱动水在整个空调管道系统内循环流动，当流经浸泡在浅表层地下水中的管道段时，和井中地下水进行充分热交换而降温，这样免去了水从井底提升到高楼，又从高楼回灌地下的无用功，完全不接触不污染地下水，本发明所须功耗仅为克服水在管道内流动的摩擦力，水从井底提升所须动能则由水从顶部管道下降所释放的势能自动平衡转换，这是本发明节能的核心技巧。此外还可设自动控制装置，在一定范围内，根据气温变化、热负荷大小、室温要求，通过变频调速来改变水流速度，以保证用最低能耗维持所须室温，考虑到水随温度所引起的微量体积膨胀收缩而形成的顶部管内总静压力变化以及难于完全避免的管道接头少量渗漏，可用由压差控制的电磁阀自动从储水箱补水或对其排水，以维持管道密闭又静压力稳定，使空调正常运行。漏水严重或其他故障则自动报警。
本发明由地下热交换器(1)、建筑物内上下水管道(2)、水流驱动泵(3)、分布在各房间的室内空调器(4)、注水漏斗(5)、自动补水排水装置(6)、及工况控制器(7)组成。室内空调可使用热超导散冷片，如附图1和3所示，也可用风机盘管替代，这时管路要作适当变化，室内有进水出水管和风机，如附图2所示。
本发明的积极效果是节能极为显著，比现有抽井水中央空调的电耗还要低很多，不到现有压缩式空调用电量的1％，完全无氟、室内空气不交叉混合污染、不占用不污染地下水、无噪音、初投资少、无须维护，适应广大城乡住宅，寿命长，一劳永逸，是空调行业原理性、结构性重大突破。
附图说明：
附图1是本发明超低能耗井水中央空调使用热超导散冷片方案的结构组成图。
附图2是本发明使用风机盘管方案的结构组成图。
附图3是热超导散冷片结构示意图。
图1中：1为自动补水排水电磁阀；2为补水储水箱；3为加水漏斗，适配消防龙头接口并有密封阀；4为变频调速控制器，为减低成本也可不用；5为电机；6为水泵叶片；7为工况控制器，其输出信号接变频调速控制器；8为热超导管，冷端接固定在下水管道上的冷箍，热端接室内散冷片；9为地下水井；10为热交换管道；11为严重漏水及其它事故报警器。
图2中：1、2、3、4、5、6、7、9、10、11与图1所示相同，不再赘述。不同之处在于8为各户进水阀，12为各户计量水表，13为盘管，14为风机。
图3中：1为下水管道、通过室内墙壁；2为管箍；3为热超导管；4为散冷片。
具体实施方式：实施例1是采用热超导散冷片方案的超低能耗井水中央空调。地下热交换器(1)的安装关键是就地打井，新建房屋在打完地基后，即可先按设计图纸定位打井，随即安装井中热交换管道。待房屋建成后再接通上部管路，施工比较方便。可根据各楼层住户总热负荷量大小，打Φ250～300mm井2～4个，井间相距2～3米，井深由当地地下水位情况决定，以井水深3～4米为佳。热交换管道要求管壁薄、耐腐蚀、导热好，如用1吋铝管或不锈钢管制成，其连接如附图1所示。已建成的房屋仍须在室内打井，只须临时搬空一楼一间大房，在室内打二至三个井，使用泥浆泵抽泥浆方式，所须空间也不大。建筑物内上下水管道(2)要有隔热保温措施。如外加泡沫塑料套管，一般管径2吋即够。水泵电机为普通单相感应电机，可直接由220伏交流或通过变频调速器供电，调速信号由工况控制器(7)采集多方面信息，经逻辑运算后发出调速控制信号，信息可包括多处采集的室温信号，热交换器进水出水温度及设定值等，以保证自动运行于较佳工况。
本实施例所使用的热超导散冷片，由热超导管、管箍及散冷薄片组成，不须使用风机，如附图3所示。热超导管是最新最高科技成果之一，由华裔美国科学家渠玉芝先生发明，也称无机传热元件，经美国斯坦福研究院(SRI)的大量系统测试，证明其具有卓越的传热性能，其当量导热系数至少为金属银(银是导热性能最佳的金属)的一千倍以上而被称为热超导。渠先生在世界各地有多家制造热超导产品的企业，在中国大连设立有大连熵立得传热技术有限公司，大量生产无机传热元件而造福广大国人。
热超导管热端接由薄铜片(或铝片)组成的散冷片，冷端接井水管道上的管箍。室内的热空气不断加热散冷片，散冷片的热量经热阻为零的热超导管，快速传至穿过室内墙壁的冷水管道上的管箍，反过来说，经过地下热交换管道由地下水冷却后的冷水，流经室内管道时，其冷能通过管箍，热超导管快速传至散冷片而冷却室内空气，故称散冷片。本中央空调用电量最省，是压缩式空调用电量的百分之一以下。
实施例2是采用风机盘管方案的超低能耗井水中央空调，不使用热超导管散冷片而由盘管风机替代，盘管内有冷水流动，其一端经各户阀门及计量水表接到经水泵加压后的下水管道，另一端接到去地下热交换器的出水管。如附图2所示，此盘管要小风机吹风，排出冷风降温，其结构与现在从井底抽水浪费能量的中央空调所用风机盘管空调器基本相同，其余部分则与实施例1相同。

Claims (3)

1.不抽井水的超低能耗井水中央空调，是在住宅地基下打井，将热交换管道置于井水中，其特征在于是由地下热交换器(1)、建筑物内上下水管道(2)、水流驱动泵(3)、分布在各房间的室内空调器(4)、注水漏斗(5)、自动补水排水装置(6)及工况控制器(7)组成。
2.根据权利要求1所述不抽井水的超低能耗井水中央空调，其特征在于工况控制器(7)可按气温变化、热负荷大小、室温设定，通过变频调速器控制水流速度而维持最低能耗。
3.根据权利要求1所述不抽井水的超低能耗井水中央空调，其特征在于室内空调器(4)可使用由无机传热元件构成的热超导管连接室内散冷片及冷水管道上的管箍组成。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101017018A (zh) * 2007-02-02 2007-08-15 王其坤 生态节能空调系统装置
CN102155823A (zh) * 2011-04-18 2011-08-17 浙江大学 三井循环抽灌地下水冷热源系统
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CN102331051A (zh) * 2011-07-25 2012-01-25 江苏第一金合金有限公司 一种建筑物控温装置
CN103225858A (zh) * 2013-04-11 2013-07-31 李家海 一种利用井水热能补偿空气热源热量不足的节能暖空调
CN105579786A (zh) * 2013-09-24 2016-05-11 动力蓝控股公司 具有混合元件的地热探头

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