地下水中央空調的製作方法
2023-06-07 13:57:31 2
專利名稱：地下水中央空調的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種中央空調，特別涉及的是一種通過利用取之不竭的地下水熱能、獲取自然界能量的一種地水下水中央空調。
背景技術：
眾所周知，已有的各型窗式、分體式和中央空調的構造較複雜，維修專業水平要求高，電能消耗大，尤其是所提供的空氣品質低劣是一個無法解決的難題。人們使用空調，一方面要承擔較高的耗電費用，另一方面，長期處於空氣品質不佳的環境，還可能引起人們所謂「空調病」的各種不適。
發明內容
本發明的目的是為了克服以上不足，提供一種結構簡單，能充分利用取之不竭地地下水熱能，獲取自然界能量，能保持室內空氣新鮮，滿足人體對溫度、溼度、衛生等條件要求的地下水中央空調。
本發明的目的是這樣來實現的本發明中有含地下水進口、空氣進口和水氣混合出口的水氣混合器的空氣水洗塔，含與空氣水洗塔相通的混合水氣進口、出氣口和出水口的水氣分流塔，與水氣分流塔出水口、出氣口連通的且含冷暖氣出口和排水口的空氣除溼處理塔，通過換向閥與空氣除溼處理塔連通的氟利昂壓縮機，空氣除溼處理塔，氟利昂壓縮機均可在市場上買到。
上述的中央空調中有通過進水管與水氣混合器上的地下水進口連通的且可伸入地下水中的電潛水泵。
上述的進水管上有初始排汙閥。
上述的中央空調中有通過進氣管與水氣混合器上的空氣進口連通的空氣壓縮機，空氣壓縮機進氣口處有空氣過濾器，保證空氣品質。
上述的水氣混合器位於空氣水洗塔下部，混合水氣出口為多個，分布於水氣混合器周邊壁上。
上述的水氣分流塔中的水氣進口、出水口、出氣口分別設於塔體的下部和上部。
上述的水氣分流塔底部裝有氣流轉向板，將水氣分流塔下部縱向分隔為兩部分，其作用為改變空氣流向，防止空氣進入除溼處理塔，氣流轉向板底部和兩側應與分流塔體牢固結合，且不得有縫隙容許氣體通過。
上述的水氣分流塔上位於出水口下部裝有水位自動控制溢流閥，控制塔內水位高度，防止水流通過上部氣管進入空氣除溼處理塔，具有自動控制功能。
上述的空調中有與空氣除溼處理塔排水口連通的沉澱池，沉澱池底部有與之連通的地下水回補井。
上述的沉澱池上部有檢查孔，含過濾口的隔板裝於沉澱池中。
自然界蘊藏著大量的低品味熱能——大氣、水、土壤等貯存的熱能及廢氣餘熱等，若能將這些低品味熱能加以發掘利用，對解決人類面臨的能源短缺危機具有十分重要的意義。根據有關資料，深層地下水的水溫基本上是在一個恆定不變的小區域內，不隨季節變化而大幅變化。如四川地區深層地下水溫一般是在8-12℃範圍內。例如當室外氣溫為30℃時，要想將室內氣溫控制為22℃，計算如下定壓下空氣比熱——0.3093大卡/立方米·度定壓下水比熱——1000大卡/立方米·度每一立方米地下水可吸熱＝Δt水×水的比熱＝(22℃-12℃)×1000＝10000(大卡)每一立方米空氣放熱＝Δt空×空氣比熱＝(30℃-22℃)×0.3093＝2.4744(大卡) 即在上述條件下，每一立方米地下水可使4041立方米的空氣達到控制溫度。由此可見，本發明空調降低能耗的幅度是驚人的。
與已有的空調相比，本發明具有如下優點1，由於地下水的自然熱能利用，將大大降低電能消耗，具有突出的經濟價值，將使空調器的使用，真正進入尋常百姓生活。
2，本發明中央空調的運行，能將除溼後的冷(暖)新風，源源不斷地送至人們的生活和工作場所，形成全新風的舒適性空調系統，使室內空氣隨時保持新鮮、滿足人體對溫度、溼度、衛生等條件的舒適環境要求。
3，結構簡單、製造成本低廉、其自動控制和安全保護系統，完全可採用現有空調系統的成熟技術完成。
圖1為本發明示意圖。
具體實施例方式參見圖1，外購電潛水泵1伸入地下水中。空氣水洗塔2中的水氣混合器3的形狀為錐臺，其頂部有地下水進口4，空氣進口5，周邊壁上有多個水氣混合出口6。進氣管7一端與空氣壓縮機8的出氣口連通而另一端穿過水氣混合器的空氣進口伸入水氣混合器中。空氣壓縮機進氣口處裝有空氣過濾器9。進水管10一端與電潛水泵出水口連通而另一端穿過水氣混合器的地下水進口伸入水氣混合器中。進水管上裝有進水控制閥11和初始排汙閥12。空氣水洗塔的下部有水氣混合出口13。自重式水氣分流塔37下部分別設有混合水氣進口14、出水口15，上部有淨化氣出口16。輸水管17將空氣水洗塔水氣混合出口、自重力式分流塔混合水氣進口連通。水氣分流塔下部裝有氣流轉向板38，其上部位於淨化氣出口下有水位自動控制溢流閥39。外購的空氣除溼處理塔18下部通過管道19與自重式水氣分流塔出水口連通，其頂部通過管道20與自重力式水氣分流塔連通。空氣降溼處理塔上裝有溫度、溼度傳感器21，其內有盤管22，過濾器23，毛細管24，中部有承水盤25，水位自動控制單向電磁閥26裝在承水盤上。盤管的兩端連接在四通換向閥27上。氟利昂壓縮機28與四通換向閥連接。空氣除溼處理塔底部和上部分別有排水口29，除溼後的冷(暖)氣出口30。沉澱池31上有檢查孔32，含過濾口33的隔板34。沉澱池通過排水管35與空氣除溼處理塔排水口連通。地下水回補井36與沉澱池底部出水口連通。
假定本發明空調在夏季工作。12℃的地下水由地下水取水深井中的電潛水泵抽吸，在上水管路中設有初始排汙閥，待汙水排盡後打開位於上水管路中的進水閥門，再經上水管導入空氣水洗塔。同時，取自自然環境的熱空氣經空氣壓縮機過濾裝置過濾，除去空氣中的懸浮狀態固體或液體微粒，由空壓機壓縮並經氣管導入空氣水洗塔。具有一定壓力的空氣氣流與地下水在空氣水洗塔的水氣混合器中混合，再經水氣混合器周邊的混合水氣出口高速噴入空氣水洗塔內，形成混合水氣。
混合水氣經空氣水洗塔下部管道，進入自重力式水氣分流塔，流速變緩，壓力降低。
與地下水混合後溫度已大幅度下降的空氣，在水氣分流塔中受氣流轉向板阻擋改變流向，由於比重小於水，在水氣分流塔中游離出來，上升至分流塔上部，水的比重較大，留存塔下部，由此在自重力式水氣分流塔中完成水、氣分離。分離後的氣、水，再經管道分別由上部、下部進入空氣除溼處理塔。
空氣除溼處理塔的功能，等同於空調中的冷凝器和蒸發器，塔中部有一隔離層將塔分為上下兩部區域。塔中隔離層設置有水位自動控制單向電磁閥，當上部冷凝水承水盤中儲存水位達到一定高度，單向電磁閥開啟，冷凝水由塔上部流入下部。
夏季，空氣除溼塔上部為蒸發器，下部為冷凝器。冬季，則正好相反。冷卻劑的流向，由四通換向控制閥手動轉換。
夏季時，當氟利昂壓縮機運行，壓縮機將製冷劑加溫加壓後形成蒸氣，經四通換向控制閥送至空氣除溼處理塔下部。製冷劑在處理塔下部，受來自分流塔的地下水冷卻，製冷劑向地下水排放熱量後冷凝為液態。液態製冷劑，再經乾燥過濾器和毛細管降溫、降壓後，進入除溼塔上部。而地下水則由除溼塔下部管道，經沉澱池沉澱、過濾後，由地下水回補井注入地下。
液態製冷劑在除溼塔上部吸收空氣熱量沸騰汽化，從而進一步冷卻了上部空氣。而空氣中的水蒸氣，受冷凝器盤管冷卻，轉換為液態水集存於下部承水盤，由此達到空氣除溼目的。當承水盤水位達到一定高度，水位自動控制單向電磁閥開啟，除溼塔上部儲存露水洩入塔下部，再經管道回流地下。
冬季時，地下水和空氣在系統中流向不變，僅利用四通換向閥將除溼處理塔中製冷劑作反向循環，即可獲得空氣制熱效果。
本空調提供的冷(暖)氣在特定條件下如需進一步除溼，可利用常見的固體吸溼劑裝置(矽膠、氯化鈣)吸附減溼，於此不再詳述。
本發明涉及的地下水中央空調系統是集中式系統，即所有空氣處理設備都集中設置在鄰近建築的專用場地，空氣經處理後以單向風管方式由送風管送入空調房間，各房間溫度以改變送風量大小加以調節。由此可簡化系統並節約成本。
為達到舒適性空調系統要求，由空調送入房間或其它場合的冷(暖)氣應全部經設於送氣管路中的高效空氣過濾器過濾，使粒徑在5μm以下的塵粒要除去95％以上。
本空調系統各塔體應採用耐溫、耐壓、耐酸鹼的工程塑料製作，其承壓和耐溫、耐酸鹼能力，應滿足本空調系統正常工作，並留有一定保險係數。在空氣水洗塔、自重力式水氣分離塔和空氣除溼處理塔的上下部區域中，應設置市場上已有的溫度與壓力傳感器及其運行自動控制系統，當系統壓力超過規定範圍，控制系統應自動連鎖停止空氣壓縮機、地下水抽吸電潛水泵和氟利昂壓縮機的運行。當壓力下降超過一定範圍時，控制繼電器應自動啟動系統運行。
為確保空調系統運行絕對安全，在空氣水洗塔、自重力式水氣分流塔和空氣除溼處理塔上、下部設置溢流安全閥，當塔內壓力超過規定極限範圍，溢流閥開啟，將過壓水氣經溢流管道排至塔外安全區域。
經計算確定本空調系統製冷負荷後，除按負荷要求配套空氣壓縮機和製冷壓縮機各一臺，考慮高峰負荷期間因出現故障而停機，應配套備用空氣壓縮機和製冷壓縮機各一臺。備用機組應能滿足系統負荷75％左右。
本空調系統製冷壓縮機中所選製冷的蒸發溫度較低，使得蒸發器盤管表面溫度低於空氣的露點溫度，達到冷卻和去溼目的。
本空調系統地下水取水井和地下水回補井，其深度應在同一深度。地下深井長期大量抽水，也僅是在深井取水處形成一個直徑幾米的小坑。本發明取水量很小，水流動值不大，且在同一深度的水層作了等量回補處理，故對地質結構和地下水資源無任何影響。另外根據土力學原理，建築物地基持力層以下原處地質因素的微小變化對建築物地基無任何影響。由於本發明中的地下水是封閉態的循環，故無地下水汙染、耗用問題。
權利要求
1.地下水中央空調，其特徵在於有含地下水進口、空氣進口和水氣混合出口的水氣混合器的空氣水洗塔，含與空氣水洗塔相通的混合水氣進口、出氣口和出水口的水氣分流塔，與水氣分流塔出水口、出氣口連通的且含冷暖氣出口和排水口的空氣除溼處理塔，通過換向閥與空氣除溼處理塔連通的氟利昂壓縮機。
2.根據權利要求1所述的地下水中央空調，其特徵在於中央空調中有通過進水管與水氣混合器上的地下水進口連通的且可伸入地下水中的電潛水泵。
3.根據權利要求2所述的地下水中央空調，其特徵在於進水管上有初始排汙閥。
4.根據權利要求1或2或3所述的地下水中央空調，其特徵在於中央空調中有通過進氣管與水氣混合器上的空氣進口連通的空氣壓縮機，空氣壓縮機進氣口處有空氣過濾器。
5.根據權利要求1或2或3所述的地下水中央空調，其特徵在於水氣混合器位於空氣水洗塔下部，混合水氣出口為多個，分布於水氣混合器周邊壁上。
6.根據權利要求1或2或3所述的地下水中央空調，其特徵在於水氣分流塔中的水氣進口、出水口、出氣口分別設於塔體的下部和上部。
7.根據權利要求6所述的地下水中央空調，其特徵在於水氣分流塔底部裝有氣流轉向板。
8.根據權利要求6所述的地下水中央空調，其特徵在於水氣分流塔上位於出氣口下部裝有水位自動控制溢流閥。
9.根據權利要求1或2或3所述的地下水中央空調，其特徵在於有與空氣除溼處理塔排水口連通的沉澱池，沉澱池底部有與之連通的地下水回補井。
10.根據權利要求6所述的地下水中央空調，其特徵在於沉澱池上部有檢查孔，含過濾口的隔板裝於沉澱池中。
全文摘要
本發明提供了一種地下水中央空調。包括有含地下水進口、空氣進口和水氣混合出口的水氣混合器的空氣水洗塔,含與空氣水洗塔相通的混合水氣進口、出氣口和出水口的水氣分流塔,與水氣分流塔出水口、出氣口連通的且含冷暖氣出口和排水口的空氣除溼處理塔,通過換向閥與空氣除溼處理塔連通的氟利昂壓縮機。結構簡單,能充分利用取之不竭的地下水熱能,獲取自然界能量,能保持室內空氣新鮮,滿足人體對溫度、溼度、衛生等條件要求。
文檔編號F24J3/08GK1374486SQ0211355
公開日2002年10月16日 申請日期2002年4月2日 優先權日2002年4月2日
發明者郭常林 申請人:郭常林