CN201396872Y - 节能型全自动冷、热水中央空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及节能型全自动冷、热水中央空调系统，可有效解决体积大、投资大、能耗高、费用高的问题，其结构是，太阳能集热器经管道同主机的柜体内的储能水箱相连通，储能水箱内装有电加热器，储能水箱进水口经给水管同冷水井内的深井水泵相连，储能水箱经冷、热水回水管同回灌井和回水集水器相连，储能水箱冷、热水出水口上的冷、热水出水管装有置于柜体内的增压循环水泵，并同出水分水器相连，回水集水器与出水分水器之间装有室内热交换终端，本实用新型结构新颖简单，充分利用天然地能和太阳能综合开发的一套空气调节系统，特别是整套系统制冷制热不使用压缩机降低了设备投资、简化了系统结构、节约电能、利用天热能源、无污染、运行费用低。

Description

节能型全自动冷、热水中央空调系统

一、技术领域

本实用新型涉及一种直接利用恒温地下水作为制冷冷源、太阳能集热器和电加热器作为制热热源的节能型全自动冷、热水中央空调系统，特别适用于中小型中央空调系统。

二、背景技术

目前空调系统制冷、制热的原理是利用氟利昂及其它一些低沸点制冷剂的冷凝液化放热，蒸发气化吸热的特性，以提高或降低室内空气的温度。

空调制冷时，气体氟利昂被压缩机加压，成为高温高压气体，进入室外机的换热器(此时为冷凝器)，冷凝液化放热，成为液体，同时热量向大气释放。液体氟利昂经节流装置减压，进入室内机的换热器(此时为蒸发器)，蒸发气化吸热，成为气体，同时吸取室内空气的热量，从而达到降低室内温度的目的。成为气体的氟利昂再次进入压缩机开始下一个循环。

空调制热时，气体氟利昂被压缩机加压，成为高温高压气体，进入室内机的换热器(此时为冷凝器)，冷凝液化放热，成为液体，同时将室内空气加热，从而达到提高室内温度的目的。液体氟利昂经节流装置减压，进入室外机的换热器(此时为蒸发器)，蒸发气化吸热，成为气体，同时吸取室外空气的热量(室外空气变得更冷)。成为气体的氟利昂再次进入压缩机开始下一个循环。

现有中央空调系统室外机组中包括压缩机制冷、制热装置，但在系统中只作为一个间接的热交换单元，它在系统中的主要目的是将水的温度降低或者提升，把水作为热量交换的载体，称为冷(热)媒水，然后由水泵将降(升)温后的冷(热)媒水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。

目前空调冷(热)水机组的特点是：

1、地源热泵型冷(热)水机组特点：制冷、制热效果好，工作稳定，能效比高等优点；但也存在体积较大、系统复杂、施工难度高、设备投资大、运行费用高、制冷制热主要依赖压缩机，等；

2、目前直接应用恒温地下水作为空调制冷媒体的空调系统被称为“水温空调”，它优点是节约电能利用天然能源，但是现有的很多水温空调系统都是将深井水泵直接与室内水空调器相连接，这样一来只要空调器工作就需要打开水泵，在同一时间内水泵的抽水量和空调循环所需水量是不等比的，一般情况下是抽的多用的少，即增大了水泵的工作压力又费电还容易磨损水泵，大大减少了水泵的利用率和使用寿命，再有这样的水空调只能满足夏季制冷需要，却无法制热，冬季无法使用，设备利用率太低。因此，对现有冷、热水中央空调系统进行改进创新是必须解决的技术问题。

三、实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种节能型全自动冷、热水中央空调系统，可有效解决体积大、投资大、能耗高、费用高的问题，其解决的技术方案是，包括太阳能集热器、冷水井、回灌井和主机，太阳能集热器经管道同主机的柜体内的储能水箱相连通，储能水箱内装有电加热器，储能水箱进水口经给水管同冷水井内的深井水泵相连，储能水箱经冷、热水回水管同回灌井和回水集水器相连，储能水箱冷、热水出水口上的冷、热水出水管装有置于柜体内的增压循环水泵，并同出水分水器相连，回水集水器与出水分水器之间装有室内热交换终端(空调室内机)，本实用新型结构新颖简单，是根据空调的制冷、制热原理，充分利用天然地能和太阳能综合开发的一套空气调节系统。特别是整套系统制冷制热不使用压缩机降低了设备投资、简化了系统结构、节约电能、利用天热能源、无污染、运行费用低。

四、附图说明

附图本实用新型的结构主视图。

五、具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

由附图所示，本实用新型包括太阳能集热器、冷水井、回灌井和主机，太阳能集热器1经管道同主机的柜体3内的储能水箱4相连通，储能水箱4内装有电加热器10，储能水箱4进水口经给水管同冷水井34内的深井水泵35相连，储能水箱4经冷、热水回水管27同回灌井31和回水集水器30相连，储能水箱4冷、热水出水口的冷、热水出水管22上装有置于柜体3内的增压循环水泵25，并同出水分水器33相连，回水集水器30与出水分水器33之间装有室内热交换终端(空调室内机)32。

为了保证使用效果，所说的主机是在柜体3内安装有储能水箱4，储能水箱4上分别设有溢水口2、进水口6、上部热水出口12、冷水出口、内循环回水口、排水口；储能水箱4内部安装有最高水位感应器9、温度传感器11、制热模式下最低水位感应器14、电加热器10、制冷模式下最低水位感应器16；储能水箱4进水口上安装有冷、热水给水过滤器7，并分别连接热水给水管和冷水给水管；热水给水管和冷、热水给水过滤器7之间安装有手动阀门8，深井水泵35与冷、热水给水过滤器7之间的冷水给水管上在柜体内安装有电磁阀门13；主机下部设有废水排出管28，分别连接溢水口2和排水口上的排水管，在排水管上安装有手动阀门17，增压循环水泵25进水口分别连接储能水箱4的出水口上的冷水出口手动阀门19和上部热水出口12，增压循环水泵25出水口和冷、热水出水管22之间安装压力开关21；冷、热水回水管27上安装水流感应器20，水流感应器的出水端分别连接制热模式下内循环回水管电磁阀18和制热模式下外循环回水管电磁阀24，制热模式下外循环回水管电磁阀24经柜体3下部的制热模式下外循环回水管至太阳能集热器进水口23相连，冷、热水出水管22与冷、热水回水管27之间在柜体内装有冬季防冻自循环回水管电磁阀26，在储能水箱4一侧的柜体内装有控制器15，控制器15经导线同柜体内的各电器部件相连接，构成电器控制装置。

所说的回水集水器30与回灌井31相通的管道上装有阻断回水进入回灌井的手动阀门29；所说的储能水箱4其容量为500L-1000L，其周壁外有保温层5。

本实用新型的工作情况是，当需要系统制冷时，人工关闭热水给水手动阀门，防止冷水灌入太阳能集热器，因为制冷时太阳能集热器为不使用的状态。再打开阻断回水进入回灌井的手动阀门，制冷时是不需要回水再次回到系统内部的，经过热交换器的回水会全部被输送至回灌井，节约使用水资源。然后设定控制电路为制冷模式，此时制冷模式开始工作，由控制电路检测储能水箱内的最高水位感应器是否为闭合状态，如果为分离状态，说明水没有达到额定水位，将开启冷水给水管电磁阀门(系统的各部位电磁阀门在不加电的情况下全部为闭合状态)，然后启动冷水井内的深井水泵，水泵将低温地下水经过冷、热水过滤器输送至主机内的储能水箱。当水箱内的水达到额定水位时，最高水位感应器闭合，控制电路切断水泵电源。此时如有空调室内机为开启状态，管道内的压力减小将触动压力开关闭合，启动系统主机内的增压循环水泵，增压后的水经过出水分水器，可以被输送至各个空间的空调室内机，冷水高速流过空调室内机内的蒸发器，使蒸发器周围热空气降温，并由空调室内机内的风机吹入室内，从而实现制冷目的。吸热升温后的水，由于增压水泵的压力作用，经回水集水器收集，被输送至回灌井。系统运行期间会不间断的检测制冷模式下最低水位感应器是否为闭合状态，如果为分离状态的话，说明水低于额定最低水位将再次启动冷水井内的水泵为系统补水，如此循环工作，直至所有空调室内机都为关闭时，管道内的水不能形成回路，管道内压力升高，压力开关分离，切断增压循环水泵电源，此时系统处于停止工作状态，直至有空调室内机再次被打开；

当需要系统制热时，人工打开热水给水手动阀门，使循环后的回水经过太阳能集热器加温可以被再次输送至储能水箱。关闭冷水出口手动阀门，制热时水被加热会膨胀密度降低，温度高的水会向上浮起，越靠水箱上部的水温度越高，所以在水箱上部设置了上部热水出口，这样可以优先将温度高的水输送到系统内。再关闭阻断同水进入回灌井的手动阀门，使系统内的水形成内部循环和太阳能集热器间的外循环，经过升温重复使用。然后设定控制电路为制热模式，并且设置水温保温温度，设置是否打开电加热器。此时制热模式开始工作，由控制电路检测储能水箱内的最高水位感应器是否为闭合状态，如果为分离状态，说明水没有达到额定水位，将开启冷水给水管电磁阀门(系统的各部位电磁阀门在不加电的情况下全部为闭合状态)，然后启动冷水井内的深井水泵，水泵将低温地下水经过冷、热水过滤器输送至主机内的储能水箱为系统补水。当水箱内的水达到额定水位时，最高水位感应器闭合，控制电路切断水泵电源；

此时系统循环用的热水将根据用户设定有两种加热方式：

第一是外部循环太阳能集热器加热，太阳能集热器是系统扩展的外部循环加热分支，属节能环保的绿色能源。太阳能集热器安装有温度检测装置，经系统检测如果符合系统制热需要的温度，将开启制热模式下外循环回水电磁阀门，由于系统主机内的增压循环水泵的压力，回水经外循环模式下回水管直接被输送至太阳能集热器内部，升温后的水会经过热水给水阀门、冷、热水过滤器再次被输送至储能水箱，此时如有空调室内机为开启状态，管道内的压力减小将触动压力开关闭合，启动系统主机内的增压循环水泵，增压后的水经过出水分水器，可以被输送至各个空间的空调室内机，热水高速流过空调室内机内的蒸发器，使蒸发器周围热空气升温，并由空调室内机内的风机吹入室内，从而实现制热目的。放热降温后的水，由于增压水泵的压力作用，经回水集水器收集，经过冷、热水回水管、水流感应器、制热模式下外循环回水电磁阀门、外循环模式下回水管，再次进入太阳能集热器。冷、热水回水管上的水流感应器主要负责检测冷(热)水回水管内是否有水流，如果没有水流说明系统存在故障无法使水产生循环，将会提示错误信息等待维护回复正常。由于水反复加热循环会蒸发掉一部分使储能水箱内的水减少，所以系统运行期间会不间断的检测制热模式下最低水位感应器是否为闭合状态，如果为分离状态的话，说明水低于额定最低水位将再次启动冷水井内的水泵为系统补水。如此循环工作，直至所有空调室内机都为关闭时，管道内的水不能形成回路，管道内压力升高，压力开关分离，切断增压循环水泵电源，此时系统处于保温工作状态，直至有空调室内机再次被打开。

制热模式下太阳能集热器毕竟是依赖太阳的光照产生热能，夜晚或者遇到天气状况不理想的情况将无法实现稳定制热，此时就需要结合系统内部的电加热器共同为系统提供热能，以达到用户设定的保温温度。

第二是内循环电加热器加热，在系统主机的储能水箱内安装有电加热器，系统制热运行时用户可以设定强制开启或关闭电加热器。如果设定为开启，此时电加热器将与外部的太阳能集热器共同为系统提供热能，在白天日照状况允许时主要以太阳能集热器提供热能。电加热器主要负责系统初次的快速升温、夜晚及天气状况不理想的时候作为热能来源，其它时间用来保持用户所设定的保温温度。在制热运行期间系统检测太阳能集热器内的水无法满足用户设定的温度时，先由控制电路关闭制热模式下外循环电磁阀门，同时打开制热模式下内循环电磁阀门，使放热后的低温回水流向储能水箱而不能被输送到太阳能集热器，此时系统状态为关闭外部循环太阳能集热器加热，开启内循环电加热器加热。经过储能水箱内的温度传感器检测，水温达到用户设定的温度时自动切断电加热器电源。此时系统会不断的检测水箱内的温度和太阳能集热器内的温度，一旦水温低于设定温度，先检测太阳能集热器内的温度是否满足所需的温度，如果温度高于设定温度，将自动关闭电加热器和制热模式下内循环电磁阀门，以节省的电能，开启制热模式下外循环电磁阀门，应用太阳能集热器为系统提供热能。

冬季防冻、保温自循环模式，冬季在没有空调室内机工作的状态下也需要将水温维持在用户设定的保温温度，系统会通过温度传感器随时检测水箱内的温度和环境温度，水温低于保温温度时依然优先检测太阳能集热器，如果不能满足温度要求再启动电加热器，来维持保温温度。

夜间或是天气不理想的状况下，当环境温度低于零度的时候水是要结冰的，为防止主机管道和太阳能集热器内的水结冰此时系统会根据温度每间隔一段时间让系统自循环5至10分钟。防冻结自循环工作时由系统强制打开循环增压水泵和冬季防冻自循环回水管电磁阀门以及制热模式下外循环电磁阀门。通过自循环避免管道冻结影响使用的情况。

Claims (4)

1、一种节能型全自动冷、热水中央空调系统，包括太阳能集热器、冷水井、回灌井和主机，其特征在于，太阳能集热器(1)经管道同主机的柜体(3)内的储能水箱(4)相连通，储能水箱(4)内装有电加热器(10)，储能水箱(4)进水口经给水管同冷水井(34)内的深井水泵(35)相连，储能水箱(4)经冷、热水回水管(27)同回灌井(31)和回水集水器(30)相连，储能水箱(4)冷、热水出水口的冷、热水出水管(22)上装有置于柜体(3)内的增压循环水泵(25)，并同出水分水器(33)相连，回水集水器(30)与出水分水器(33)之间装有室内热交换终端(32)。

2、根据权利要求1所述的节能型全自动冷、热水中央空调系统，其特征在于，所说的主机是在柜体(3)内安装有储能水箱(4)，储能水箱(4)上分别设有溢水口(2)、进水口(6)、上部热水出口(12)、冷水出口、内循环回水口、排水口；储能水箱(4)内部安装有最高水位感应器(9)、温度传感器(11)、制热模式下最低水位感应器(14)、电加热器(10)、制冷模式下最低水位感应器(16)；储能水箱(4)进水口上安装有冷、热水给水过滤器(7)，并分别连接热水给水管和冷水给水管；热水给水管和冷、热水给水过滤器(7)之间安装有手动阀门(8)，深井水泵(35)与冷、热水给水过滤器(7)之间的冷水给水管上在柜体内安装有电磁阀门(13)；主机下部设有废水排出管(28)，分别连接溢水口(2)和排水口上的排水管，在排水管上安装有手动阀门(17)，增压循环水泵(25)进水口分别连接储能水箱(4)的出水口上的冷水出口手动阀门(19)和上部热水出口(12)，增压循环水泵(25)出水口和冷、热水出水管(22)之间安装压力开关(21)；冷、热水回水管(27)上安装水流感应器(20)，水流感应器的出水端分别连接制热模式下内循环回水管电磁阀(18)和制热模式下外循环回水管电磁阀(24)，制热模式下外循环回水管电磁阀(24)经柜体(3)下部的制热模式下外循环回水管至太阳能集热器进水口(23)相连，冷、热水出水管(22)与冷、热水回水管(27)之间在柜体内装有冬季防冻自循环回水管电磁阀(26)，在储能水箱(4)一侧的柜体内装有控制器(15)，控制器(15)经导线同柜体内的各电器部件相连接，构成电器控制装置。

3、根据权利要求1所述的节能型全自动冷、热水中央空调系统，其特征在于，所说的回水集水器(30)与回灌井(31)相通的管道上装有阻断回水进入回灌井的手动阀门(29)。

4、根据权利要求1所述的节能型全自动冷、热水中央空调系统，其特征在于，所说的储能水箱(4)其容量为500L-1000L，周壁外有保温层(5)。

Images