CN201196535Y - 水井地源空调换热装置 - Google Patents
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Abstract
水井地源空调换热装置,属于地源空调系统技术领域。包括换热器,换热器容纳空调的冷凝器或蒸发器,其特征在于换热器进液端与水泵出液端相连,换热器出液端与设置于水井中的换热盘管的进水引管连接,水泵进液端与换热盘管的出水引管连接,水泵与太阳能光伏发电系统供电连接,换热盘管的主体构件为一细长的空心管,该空心管中间段设置成螺旋状结构,构成螺旋换热管,螺旋换热管上穿接设置支撑架,螺旋换热管两头延伸的空心管分别构成进水引管、出水引管。本装置换热效率高,明显节约电能和降低能耗,并避免利用蓄电池产生的二次污染,而且安装施工方便,可降低建造成本,有利于地源空调的推广使用。
Description
技术领域
本实用新型属于地源空调系统技术领域,具体涉及一种适用冬冷夏热地区的水井地源空调室外用换热装置。
背景技术
基于特定的地理环境和人文经济,夏热冬冷地区的生活水平普遍较高,对居住舒适和健康的需求也比较高。当气候变化时,为了保持室内环境始终处于人体感觉舒适区域,需要提供冷、热量来抵消得热或失热。世界平均建筑能耗约占社会总能耗的37%,我国建筑能耗约占社会总能耗的25%,夏热冬冷地区建筑能耗所占的比例更高,且由于近年来住宅建筑迅速增多,建筑能耗也随之增大我国的《居住建筑节能设计标准》中已明确指出“要重视太阳能、地热等再生能源的利用”。《中国生态住宅技术评估手册》要求保证提供健康、舒适的市内环境的基础上,应采取有效节能措施改善建筑的热工性能,降低建筑全年能耗;应积极采用对环境污染小的再生能源,并提高空调等好惹系统的效率;最大限度地减少建筑对和对环境的影响,以实现社会可持续发展。
地源热泵(GSHP)的概念在1912年的瑞士专利文献中已有出现,20世纪50年代已在北欧一些国家的供热中得到实际应用。经过近50年的发展,地源热泵技术在北美和欧洲已非常成熟,已是一种广泛采用的空调系统,针对地源热泵机组、地热换热器以及系统的设计和安装有相应的标准、规范。我国地源热泵技术的研究始于上世纪80年代,2005年建设部将地源热泵技术列入建筑业十项新技术,以推动地源热泵技术的普及和发展。地源热泵(GSHP)是一种利用地下水、土壤、地表水等地下浅层地热资源(即地能),实现制冷、制热且能提供生活热水的高效节能空调系统,地能分别作为供热的热源和供冷的冷源,系统中运行的热交换介质通过与换热气连接的地埋换热管与地下水、土壤、地表水发生热交换,室内制冷时,将介质中的热传给地下,而室内制热时从地下吸取热能。目前地源空调的换热装置主要是利用水作为换热介质,替代了传统的使用空气作为换热介质的风冷方式,相比而言,水冷方式具有省电、噪音小、换热效率高等优点。现有水冷方式换热中,其换热介质基本通过打孔垂直埋设U形管和挖沟水平埋管与地能进行换热;或者是建造储能水池进行换热,储能水池和地下土壤之间竖直安置换热管,换热管的上端安放在储能水池中,下端被埋在地下土壤中,而且这些形式的换热管普遍为直条形结构,铺埋的单位长度内换热面积小,为保证换热效率,必须有足够长度的管道,地埋铺设的工程量大,容易受场地和经费的限制,建造成本高,施工周期长,阻碍了地源空调的推广使用。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种能综合利用太阳能和地能,且可利用水井资源直接安置、具有螺旋换热盘管结构的水井地源空调换热装置技术方案,以克服现有技术中存在的问题。
所述的水井地源空调换热装置,包括换热器,换热器容纳空调的冷凝器或蒸发器,其特征在于换热器进液端与水泵出液端相连,换热器出液端与设置于水井中的换热盘管的进水引管连接,水泵进液端与换热盘管的出水引管连接,水泵与太阳能光伏发电系统供电连接,所述的换热盘管的主体构件为一细长的空心管,该空心管中间段设置成螺旋状结构,构成螺旋换热管,螺旋换热管上穿接设置支撑架,螺旋换热管两头延伸的空心管分别构成进水引管、出水引管。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于由两个或两个以上设置于水井中的换热盘管连接构成,各换热盘管并联连接。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述换热装置内灌装纯净水作为换热介质。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的水泵与常规电源连接,常规电源作为备用电源为水泵供电。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的太阳能光伏发电系统由太阳电池组件、逆变控制器构成。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的进水引管、出水引管分别与螺旋换热管的中心轴线平行,且螺旋换热管下端头延伸构成的出水引管从螺旋换热管内穿出。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的支撑架由三根均匀设置通孔的直杆构成。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述螺旋换热管螺旋距等于空心管直径。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的空心管为PE塑料管。
所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的空心管直径为20-30mm,相应的螺旋换热管的总长度为50-100m。
上述的水井地源空调换热装置设计新颖、结构合理,采用螺旋换热盘管结构,使换热介质与井水有更充分的接触面,能按水井温度层有梯度地逐渐换热,提高换热效率;以太阳能光伏发电系统直接驱动水泵,既优先利用太阳能,明显节约电能和降低能耗,又避免了利用蓄电池产生的二次污染;装置的换热盘管直接固定在水井中,并且由于季节的改变正好与井水温度改变吻合,使得换热装置内的换热介质的流向始终如一,结构固定不变,安装施工方便,可减少工程量、缩短施工周期,降低建造成本,有利于地源空调的推广使用。
附图说明
图1为本实用新型连接结构示意图;
图2为所述换热盘管结构示意图;
图3为图2俯视结构示意图;
图4为本实用新型应用于空调制热时的连接结构示意图;
图5为本实用新型应用于空调制冷时的连接结构示意图。
图中:1—换热盘管、11—支撑架、12—进水引管、12a—出水引管、13—螺旋换热管、2—换热器、3—水泵、4—太阳能光伏发电系统、5—常规电源、6—水井。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明:
水井换热的地源空调系统,当用于制冷时,起制冷作用的蒸发器设在室内,排放热量的冷凝器设在室外;当空调用于制热时,起制热作用的冷凝器设在室内,排放热量的蒸发器设在室外。工况互换时,在蒸发器和冷凝器之间通过设置四通阀切换控制制冷剂的运行,从而达到蒸发器和冷凝器功能互换。
如图1、图2、图3所示,水井地源空调换热装置的换热器2容纳空调的冷凝器或蒸发器,换热器2内灌装换热介质,换热器2进液端与水泵3出液端相连,换热器2出液端与设置于水井6中的换热盘管1的进水引管12连接,水泵3进液端与换热盘管1的出水引管12a连接。换热装置内灌装纯净水作为换热介质,由水泵3驱动,作为换热介质的纯净水在换热盘管1、水泵3、换热器2之间循环流动,在换热器2、水井6内分别进行热量交换。水泵3与太阳能光伏发电系统4正常供电连接,并与常规电源5备用连接,太阳能光伏发电系统4由太阳电池组件、逆变控制器构成,当太阳充足时,由太阳能光伏发电系统4直接驱动水泵3工作,当太阳不充足时,自动转为常规电源5为水泵3供电。所述换热盘管1的主体构件为一细长的空心管,采用PE塑料管等,该空心管中间段设置成螺旋状结构,构成螺旋换热管13,螺旋换热管13螺旋距等于空心管直径,空心管的直径和螺旋部分的长度根据换热量的需要设定,一般空心管的直径为20-30mm,相应的螺旋换热管13的总长度为50-100m。螺旋换热管13上穿接设置支撑架11,支撑架11由三根均匀设置通孔的直杆构成,通过支撑架11可将换热盘管1安装固定在水井6内。螺旋换热管13两头延伸的空心管分别构成进水引管12、出水引管12a,进水引管12、出水引管12a分别与螺旋换热管3的中心轴线平行,且螺旋换热管13下端头延伸构成的出水引管12a从螺旋换热管13内穿出。作为换热介质的纯净水从换热盘管高处的进水引管12进入螺旋换热管13,在螺旋换热管13内螺旋向下流动,与井水有更充分的接触面,而且自上而下有梯度地与井水换热,可以充分提高换热效率。
上述实施例中,根据空调整体换热量的需要,与换热器2、水泵3相连的换热管可以由两个或两个以上设置于水井6中的换热盘管1连接构成,各换热盘管1并联连接,进水引管12分别与换热器2出液端连接,出水引管12a分别与水泵3进液端连接。
上述实施例中,换热盘管1采用符合国家标准GB/T13663《给水用聚乙烯(PE)管材》要求的PE塑料管等,换热装置内灌装纯净水作为换热介质,将换热盘管1直接安装在水井6内不会对进水产生污染,水井6可以保持正常的取水等使用。
当本装置应用的水井地源空调用于制冷时,换热器2容纳空调的冷凝器,连接结构如图5所示;而当空调用于制热时,换热器2容纳空调的蒸发器,连接结构如图4所示。
Claims (10)
1.水井地源空调换热装置,包括换热器(2),换热器(2)容纳空调的冷凝器或蒸发器,其特征在于换热器(2)进液端与水泵(3)出液端相连,换热器(2)出液端与设置于水井(6)中的换热盘管(1)的进水引管(12)连接,水泵(3)进液端与换热盘管(1)的出水引管(12a)连接,水泵(3)与太阳能光伏发电系统(4)供电连接,所述的换热盘管(1)的主体构件为一细长的空心管,该空心管中间段设置成螺旋状结构,构成螺旋换热管(13),螺旋换热管(13)上穿接设置支撑架(11),螺旋换热管(13)两头延伸的空心管分别构成进水引管(12)、出水引管(12a)。
2.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于由两个或两个以上设置于水井(6)中的换热盘管(1)连接构成,各换热盘管(1)并联连接。
3.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述换热装置内灌装纯净水作为换热介质。
4.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的水泵(3)与常规电源(5)连接,常规电源(5)作为备用电源为水泵(3)供电。
5.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的太阳能光伏发电系统(4)由太阳电池组件、逆变控制器构成。
6.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的进水引管(12)、出水引管(12a)分别与螺旋换热管(3)的中心轴线平行,且螺旋换热管(13)下端头延伸构成的出水引管(12a)从螺旋换热管(13)内穿出。
7.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的支撑架(11)由三根均匀设置通孔的直杆构成。
8.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述螺旋换热管(13)螺旋距等于空心管直径。
9.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的空心管为PE塑料管。
10.如权利要求1所述的水井地源空调换热装置,其特征在于所述的空心管直径为20-30mm,相应的螺旋换热管(13)的总长度为50-100m。
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WO2015089760A1 (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 徐生恒 | 蓄能罐式地能采集装置及使用该装置的空调系统 |
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2008
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