一種垂直軸風車組成的地源風能空調系統及空調方法
2023-05-09 08:46:26
專利名稱：一種垂直軸風車組成的地源風能空調系統及空調方法
技術領域：
本發明涉及一種垂直軸風車組成的地源風能空調系統及空調方法，屬於地源風能空調設備技術領域。
背景技術：
目前，人們使用的空調機都是通過電能製冷，或通過電能將空氣或水中的冷和熱源分離出來，產生熱的空氣熱源泵和地源熱泵對電的消耗很大，特別是利用電的常用空調機，浪費電能更大。在資源和能源短缺的情況下，用電越來越緊張，特別火力發電，消耗大量的煤炭資源，同時排放大量的二氧化碳，都對自然環境和資源造成了影響，更大程度的影響了可持續發展。
發明內容
本發明的目的是提供一種垂直軸風車組成的地源風能空調系統及空調方法，利用清潔能源風能，降低成本，節能環保，解決背景技術存在的上述問題。本發明的技術方案是一種垂直軸風車組成的地源風能空調系統，包含垂直軸風車、壓縮機系統、風源管道、水井交換器、太陽能熱水器、空調系統、系統管道，垂直軸風車的輸出與壓縮機系統連接，壓縮機系統的輸出通過系統管道連接風源管道、水井交換器、太陽能熱水器、空調系統。所說的垂直軸風車包含扇葉、支杆、上法蘭、下法蘭、中心軸、主動輪，數個流線型扇葉通過各自的支杆設置在中心軸上，中心軸上下兩端分別設有上法蘭、下法蘭，在中心軸的底部設有主動輪。垂直軸風車的作用是為壓縮機系統提供動力來源，從而為系統管道中的氣體提供動力源，系統管道中的氣體不斷循環運動。所說的壓縮機系統包括被動輪、壓縮機、中壓罐和自動控制閥；壓縮機包括曲軸、 連杆、氣缸、活塞及止逆閥，曲軸與連杆匹配，連接氣缸內的活塞，氣缸輸出設有止逆閥；被動輪與垂直軸風車的主動輪匹配連接，被動輪的輸出連接壓縮機的曲軸，氣缸的輸出端連接中壓罐，中壓罐的輸出設有自動控制閥。所說的空調系統包括冷熱交換器和排風扇；風源管道、水井交換器都是列管式排列；在太陽能熱水器上設有並聯的旁路管道，並設有開關閥。一種垂直軸風車組成的地源風能空調方法，包含如下步驟①在建設樓房開槽時， 或單獨挖地下深溝1.5米以上，將風源管道列管式排列在樓房的基礎之內或挖地下深溝內，系統管道從風源管道中通過，從而進行熱交換；②在樓頂上裝有多排垂直軸風車，每個垂直軸風車上各裝有相應的壓縮機系統，壓縮機系統設有中壓罐，壓縮機中的空氣不斷的向中壓罐中壓縮氣體並輸送、存儲；③壓縮的氣體通過系統管道從樓房中至樓房下進入水井中的水井交換器，第一次通過水中列管式的水井交換器同水進行冷熱交換，系統管道在經過地下冷熱管道，同埋在地下列管式的風源管道進行第二次循環；④樓中的空調機同系統管道相聯，系統管道中的氣體分別進入各個空調機的冷熱交換器內；冷熱換熱器的氣體循環後，再進入系統管道的排氣管道中，通過排氣管道再次循環。冷熱交換器上設有排風扇，通過排風扇將冷熱換熱器中的冷熱排出。當天冷需要取暖時，循環的氣體經過裝在太陽能熱水器中的蛇形管，通過太陽能熱水器中的熱水進行次熱循環，以增加氣體溫度，然後從系統管道進入空調機。空調機排風扇上裝有電熱管和自動冷熱控制器，當天冷溫度不夠時，加熱器自動打開加熱並控制需要的溫度；當空調冷風溫度過低時，空調機上的排風扇自動打開空氣閥， 自動混合進來熱空氣將氣體混和，提高溫度。本發明的積極效果是利用取之不盡用之不絕的自源風，能通過產生的風能和地表土內及水內的冷和熱有效結合，向人們提供冷熱暖風，利用壓縮機產生的氣體將地下水和地表土內的冷或熱，通過各種循環管道排出到各使用的空調機內，在通過空調機自動控制排放冷和熱。本發明利用清潔新能源，不需要電力消耗，降低了成本，節能環保。
附圖1是本發明實施例示意圖中1扇葉，2支杆，3中心軸，4上法蘭，5下法蘭，6傳動輪，7被動輪，8氣缸，9活塞， 10曲軸，11連杆，12止逆閥，13壓縮機，14中壓罐，15自動調節閥，16風源管道，17太陽能熱水器，18水井交換器，19冷熱交換器，20開關閥，21系統管道。
具體實施例方式下面結合附圖，通過實施例對本發明做進一步說明。在實施例中，一種垂直軸風車組成的地源風能空調機，包含垂直軸風車、壓縮機系統、風源管道16、水井交換器18、太陽能熱水器17、空調系統、系統管道21，垂直軸風車的輸出與壓縮機系統連接，壓縮機系統的輸出通過系統管道連接風源管道、水井交換器、太陽能熱水器、空調系統。所說的垂直軸風車包含扇葉1、支杆2、上法蘭4、下法蘭5、中心軸3、 主動輪6，數個流線型扇葉通過各自的支杆設置在中心軸上，中心軸上下兩端分別設有上法蘭、下法蘭，在中心軸的底部設有主動輪。垂直軸風車的作用是為壓縮機系統提供動力來源，從而為系統管道中的氣體提供動力源，系統管道中的氣體不斷循環運動。所說的壓縮機系統包括被動輪7、壓縮機13、中壓罐14和自動控制閥15 ；壓縮機包括曲軸11、連杆10、氣缸8、活塞9及止逆閥12，曲軸與連杆匹配，連接氣缸內的活塞，氣缸輸出設有止逆閥；被動輪與垂直軸風車的主動輪匹配連接，被動輪的輸出連接壓縮機的曲軸，氣缸的輸出端連接中壓罐，中壓罐的輸出設有自動控制閥。所說的空調系統包括冷熱交換器19和排風扇；風源管道、水井交換器都是列管式排列；在太陽能熱水器上設有並聯的旁路管道，並設有開關閥20。一種垂直軸風車組成的地源風能空調方法，包含如下步驟①在建設樓房開槽時， 或單獨挖地下深溝1.5米以上，將風源管道列管式排列在樓房的基礎之內或挖地下深溝內，系統管道從風源管道中通過，從而進行熱交換；②在樓頂上裝有多排垂直軸風車，每個垂直軸風車上各裝有相應的壓縮機系統，壓縮機系統設有中壓罐，壓縮機中的空氣不斷的向中壓罐中壓縮氣體並輸送、存儲；③壓縮的氣體通過系統管道從樓房中至樓房下進入水井中的水井交換器，第一次通過水中列管式的水井交換器同水進行冷熱交換，系統管道在經過地下冷熱管道，同埋在地下列管式的風源管道進行第二次循環；④樓中的空調機同系統管道相聯，系統管道中的氣體分別進入各個空調機的冷熱交換器內；冷熱換熱器的氣體循環後，再進入系統管道的排氣管道中，通過排氣管道再次循環。冷熱交換器上設有排風扇，通過排風扇將冷熱換熱器中的冷熱排出。當天冷需要取暖時，循環的氣體經過裝在太陽能熱水器中的蛇形管，通過太陽能熱水器中的熱水進行次熱循環，以增加氣體溫度，然後從系統管道進入空調機。空調機排風扇上裝有電熱管和自動冷熱控制器，當天冷溫度不夠時，加熱器自動打開加熱並控制需要的溫度；當空調冷風溫度過低時，空調機上的排風扇自動打開空氣閥， 自動混合進來熱空氣將氣體混和，提高溫度。
權利要求
1.一種垂直軸風車組成的地源風能空調系統，其特徵在於包含垂直軸風車、壓縮機系統、風源管道(16)、水井交換器(18)、太陽能熱水器(17)、空調系統、系統管道(21)，垂直軸風車的輸出與壓縮機系統連接，壓縮機系統的輸出通過系統管道連接風源管道、水井交換器、太陽能熱水器、空調系統。
2.根據權利要求1所述之垂直軸風車組成的地源風能空調系統，其特徵在於所說的垂直軸風車包含扇葉(1)、支杆(2)、上法蘭(4)、下法蘭(5)、中心軸(3)、主動輪(6)，數個流線型扇葉通過各自的支杆設置在中心軸上，中心軸上下兩端分別設有上法蘭、下法蘭，在中心軸的底部設有主動輪。
3.根據權利要求1或2所述之垂直軸風車組成的地源風能空調系統，其特徵在於所說的壓縮機系統包括被動輪(7)、壓縮機(13)、中壓罐(14)和自動控制閥(15);壓縮機包括曲軸(11)、連杆(10)、氣缸(8)、活塞(9)及止逆閥(12)，曲軸與連杆匹配，連接氣缸內的活塞， 氣缸輸出設有止逆閥；被動輪與垂直軸風車的主動輪匹配連接，被動輪的輸出連接壓縮機的曲軸，氣缸的輸出端連接中壓罐，中壓罐的輸出設有自動控制閥。
4.根據權利要求3所述之垂直軸風車組成的地源風能空調系統，其特徵在於所說的空調系統包括冷熱交換器(19)和排風扇。
5.根據權利要求1或2所述之垂直軸風車組成的地源風能空調系統，其特徵在於風源管道、水井交換器都是列管式排列。
6.根據權利要求1或2所述之垂直軸風車組成的地源風能空調系統，其特徵在於在太陽能熱水器上設有並聯的旁路管道，並設有開關閥(20)。
7.—種垂直軸風車組成的地源風能空調方法，其特徵在於包含如下步驟①在建設樓房開槽時，或單獨挖地下深溝1.5米以上，將風源管道列管式排列在樓房的基礎之內或挖地下深溝內，系統管道從風源管道中通過，從而進行熱交換；②在樓頂上裝有多排垂直軸風車，每個垂直軸風車上各裝有相應的壓縮機系統，壓縮機系統設有中壓罐，壓縮機中的空氣不斷的向中壓罐中壓縮氣體並輸送、存儲；③壓縮的氣體通過系統管道從樓房中至樓房下進入水井中的水井交換器，第一次通過水中列管式的水井交換器同水進行冷熱交換，系統管道在經過地下冷熱管道，同埋在地下列管式的風源管道進行第二次循環；④樓中的空調機同系統管道相聯，系統管道中的氣體分別進入各個空調機的冷熱交換器內；冷熱換熱器的氣體循環後，再進入系統管道的排氣管道中，通過排氣管道再次循環。
8.根據權利要求7所述之垂直軸風車組成的地源風能空調方法，其特徵在於冷熱交換器上設有排風扇，通過排風扇將冷熱換熱器中的冷熱排出。
9.根據權利要求7或8所述之垂直軸風車組成的地源風能空調方法，其特徵在於當天冷需要取暖時，循環的氣體經過裝在太陽能熱水器中的蛇形管，通過太陽能熱水器中的熱水進行次熱循環，以增加氣體溫度，然後從系統管道進入空調機。
10.根據權利要求7所述之垂直軸風車組成的地源風能空調方法，其特徵在於空調機排風扇上裝有電熱管和自動冷熱控制器，當天冷溫度不夠時，加熱器自動打開加熱並控制需要的溫度；當空調冷風溫度過低時，空調機上的排風扇自動打開空氣閥，自動混合進來熱空氣將氣體混和，提高溫度。
全文摘要
本發明涉及一種垂直軸風車組成的地源風能空調系統及空調方法，屬於地源風能空調設備技術領域。技術方案是包含垂直軸風車、壓縮機系統、風源管道(16)、水井交換器(18)、太陽能熱水器(17)、空調系統、系統管道(21)，垂直軸風車的輸出與壓縮機系統連接，壓縮機系統的輸出通過系統管道連接風源管道、水井交換器、太陽能熱水器、空調系統。本發明的積極效果是利用取之不盡用之不絕的自源風，能通過產生的風能和地表土內及水內的冷和熱有效結合，向人們提供冷熱暖風，通過各種循環管道排出到各使用的空調機內，在通過空調機自動控制排放冷和熱。本發明利用清潔新能源，不需要電力消耗，降低了成本，節能環保。
文檔編號F03D3/06GK102297488SQ201110242290
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月23日 優先權日2011年8月23日
發明者趙欣 申請人:唐山市拓又達科技有限公司