專利名稱：基于地下水制冷的空調(diào)節(jié)能方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)節(jié)能方法及系統(tǒng)，尤其是一種利用地下水進行制冷， 必要時再輔以用低于正常制冷制熱功率設(shè)備在夜間谷電時段進行制冷(或制 熱)以達到節(jié)能目的的方法及系統(tǒng)，具體地說是一種基于地下水制冷的空調(diào) 節(jié)能方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，隨著人類社會的不斷進步，能源消耗與日俱增，能源消耗的 激增引起二氧化碳排放量的劇增，使溫室氣體效應(yīng)日益明顯，進而引起全球 氣溫反常，海平面上升，各類惡劣氣候頻繁發(fā)生，自然災(zāi)害所造成的損失無 法估量。因此，節(jié)能減排，已成為全社會的共識，各種節(jié)能技術(shù)方興未艾。
作為城市發(fā)展標記的各類大型建筑和各類廠礦企事業(yè)單位的生產(chǎn)辦公 用房以及高檔家庭住宅每年要消耗大量的能源用于夏天制冷和冬天制熱，雖 然目前已采取了諸如使用對臭氧層破壞較小的制冷劑、限制機關(guān)企事業(yè)單位 夏天的空調(diào)溫度等一系列措施，但盡管如此，每年用于建筑物空調(diào)的用電量 仍然十分驚人。
在南方地區(qū)，地下水資源十分豐富，這類地區(qū)夏季溫度很高需要空調(diào)制 冷，而冬季一般溫度均在零度以上，基本不需要制熱，空調(diào)利用率不高。而 地下水是一種基本處于恒溫狀態(tài)的冷媒介質(zhì)，具有巨大的利用價值，如果能 將明顯低于地面溫度的地下水用于建筑物制冷更是一種節(jié)能減排的有效措 施。
與此同時，電能是一種無法儲存的能源，而電力輸送功率的確定是按照 白天最大用電負荷進行測算的，而當(dāng)夜間大部分用電設(shè)備處于停機狀態(tài)時， 電能就白白地浪費掉了，因此電力部門十分希望人們能在夜間多多用電，并 在電價上制定了相應(yīng)的獎勵政策，夜間(谷時)電費僅為白天(峰時)電費的四分之一左右，因此將夜間電能進行轉(zhuǎn)換成白天所需的制冷(或制熱，冬 天作為一種補充)能量對地下水制冷進行補充，將大大提高制冷效果，節(jié)約 大量的能源，節(jié)約運行費用。
據(jù)申請人所知，目前尚無一種利用地下水進行制冷以實現(xiàn)節(jié)能減排的空 調(diào)節(jié)能方法和系統(tǒng)可供使用，更無一種將谷電與地下水進行有機結(jié)合的空調(diào) 系統(tǒng)可供使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對地下水水溫低而未開發(fā)利用的問題，設(shè)計一種利用 地下水進行制冷的基于地下水制冷的空調(diào)節(jié)能方法及系統(tǒng)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種基于地下水制冷的空調(diào)節(jié)能方法，其特征是首先在需安裝中央空調(diào) 系統(tǒng)的建筑物附近或地下開挖至少一個水井；其次，利用水泵將水井的冷卻 水抽入為建筑物空調(diào)終端供水的制冷進水管中，同時將經(jīng)建筑物空調(diào)終端進 行過熱交換的水通過回水管送入所述的水并中，利用低于地上溫度的地下水 實現(xiàn)建筑物空調(diào)終端的制冷。
所述的水井的數(shù)量至少為兩個，各水井之間通過管道或涵洞相通，所述 的水泵的抽水井與回水管的回水并為不同的水井。
在所述的水泵的出水管和所述的回水管上安裝一個分配閥，使分配閥分 別再連接一個電制冷進水管和電制冷回水管，再使電制冷進水管和電制冷回 水管分別與保溫水箱相連，再在保溫水箱一側(cè)安裝一個主要在谷電期間工作 以使保溫水箱中的水制冷的冷凍機式空調(diào)機組，同時在保溫水箱中安裝一個 也是主要在谷電期間工作的加熱元器件以備需要制熱時使用。
與上述方法相配的空調(diào)系統(tǒng)為
一種基于地下水制冷的節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是它包括水井12、 水泵3和空調(diào)終端4，水泵3的進水端通過水管伸入水井12中，水泵3的出 水端通過出水管7與各空調(diào)終端3的進水端相連，各空調(diào)終端3的出水端通 過管道與伸入水井12中的回水管8相通。
所述的出水管7通過一個位于建筑物頂部的分配器9與各樓層的進水總管相通，各樓層的進水總管再通過相應(yīng)的管道與各空調(diào)終端4的進水口相通， 各空調(diào)終端4通過水管與所在樓層的回水總管相通，各樓層的回水總管均與 回水管8相通，回水管8的出水口伸入水井12中。所述的進水管7和回水管 8為保溫管道，其表面包覆有保溫材料，如聚胺脂保溫材料等。
所述的地下水井12的數(shù)量為兩個或兩個以上，它們之間通過管道或涵洞 相通，所述的水泵3的進水端和回水管8的回水端分別位于不同的水井中。
在回水管8和水泵3的進水管道上分別安裝有進水分配閥10和回水分配 閥ll，所述的進水分配閥10和回水分配閥11均通過水管與保溫水箱1相連， 在保溫水箱1的一側(cè)安裝有冷凍機式空調(diào)機組2保溫水箱1通過制冷進水管 5和制冷回水管6與冷凍機式空調(diào)機組2相連形成一個向保溫水箱1中提供 冷水的制冷循環(huán)裝置；在所述的保溫水箱l中還安裝有電加熱元器件；所述 的冷凍機式空調(diào)機組2的功率不大于設(shè)計計算額定功率的1/2。
為了充分利用地能，避免地下水對管道的腐蝕，具體實施時可在進水管 7的進水口和回水管8的出水口之間連接有盤管13，而預(yù)先在管道系統(tǒng)中預(yù) 注循環(huán)水，通過位于地下或井水中的盤管13進行熱交換達到制冷的目的。
本發(fā)明的有益效果
1、 本發(fā)明可充分發(fā)揮地下水充沛地區(qū)的地下水水溫明顯低于地表溫度 的特點，僅需一臺水泵即可完成現(xiàn)有的大型空調(diào)機組才能完成的工作，是一 種節(jié)能效果十分明顯、綠色環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)，是對傳統(tǒng)技術(shù)的一次突破。
2、 對于制冷量不足的補充，本發(fā)明也充分利用谷電電費低的政策，可 大幅度降低用電成本。由于充分利用了夜間時間長，能源可逐步積聚的特點， 所選用的空調(diào)機組的功率可明顯低于目前按標準進行計算所需的功率，經(jīng)實 驗測算，僅需設(shè)計功率的1/3即可滿足使用要求，這又進一步降低了電能消 耗。
3、 本發(fā)明的空調(diào)機組或加熱元器件可根據(jù)保溫水箱中的水溫在白天峰 電時間隙性地參與工作以作為制冷或制熱的補充，即使工作其功率也僅為常 規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的l/3左右，因此節(jié)能效果十分明顯。
4、 由于裝機功率的下降，因此可降低整個大樓的空調(diào)投入，提高投入產(chǎn)出比。經(jīng)實踐證明， 一座7000平方米的建筑物每天的空調(diào)運行費用不超過 500元。
5、由于白天基本上僅需一臺水泵進行工作，電力消耗主要在夜間進行， 因此本發(fā)明有利于用電平衡，減少電力浪費。


圖l是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之一 (地下水井式)。 圖2是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之二 (地下盤管式)。 圖3是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之三(地下水加電)。 圖4是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之四(地下盤管加電)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。 實施例一。
一種基于地下水制冷的空調(diào)節(jié)能方法，其特征是首先在需安裝中央空調(diào) 系統(tǒng)的建筑物附近或地下開挖至少一個水井，水井的直徑和深度應(yīng)根據(jù)建筑 制冷所需的制冷功率及地下水的吸熱量加以計算確定，水井的數(shù)量是二個或 或二個以上為佳(圖1中所示為三個水井)，水井之間應(yīng)有管道或涵洞相通， 以保證水量和通過水的流動加快散熱和熱交換；其次，利用水泵將水井的冷 卻水抽入為建筑物空調(diào)終端供水的制冷進水管中，同時將經(jīng)建筑物空調(diào)終端 進行過熱交換的水通過回水管送入所述的水井中，當(dāng)水井的數(shù)量為二個或二 個以上時，水泵的抽水井與回水管的回水井為不同的水井，通過以上措施即 可達到利用低于地上溫度的地下水實現(xiàn)建筑物空調(diào)終端制冷的目的，僅利用 一臺水泵即可達到空調(diào)制冷的效果。
有時，為了彌補因為地下水不足或地下水溫過度所導(dǎo)致的制冷效果差的 問題，可在所述的水泵的出水管和所述的回水管上安裝一個分配閥，使分配 閥分別再連接一個電制冷進水管和電制冷回水管，再使電制冷進水管和電制 冷回水管分別與保溫水箱相連，再在保溫水箱一側(cè)安裝一個主要在谷電期間 工作而峰電期間間隙性工作以使保溫水箱中的水制冷的冷凍機式空調(diào)機組， 同時在保溫水箱中安裝一個也是主要在谷電期間工作的加熱元器件以備需要制熱時使用。
實施例二。 如圖1所示。
具體實施時可參照本發(fā)明的說明書和圖l進行各種形式的變化，尤其是 其中的地下水井可根據(jù)所在地的地下水的情況進行設(shè)計、計算和施工，其深 度、直徑、數(shù)量和水處理等均應(yīng)根據(jù)實際情況進行調(diào)整，保溫水箱可利用景 觀場地、綠地等場地進行建造，以期既不影響景觀又建造水箱的目的。詳述 如下
一種基于地下水制冷的節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)，它包括水井12、水泵3和
空調(diào)終端4，水泵3的進水端通過水管伸入水井12中，水泵3的出水端通過 出水管7與各空調(diào)終端3的進水端相連，各空調(diào)終端3的出水端通過管道與 伸入水井12中的回水管8相通。為了保證制冷效果，確保各樓層的制冷效果 基本一致，出水管7可通過一個位于建筑物頂部的分配器9與各樓層的進水 總管相通，各樓層的進水總管再通過相應(yīng)的管道與各空調(diào)終端4的進水口相 通，各空調(diào)終端4通過水管與所在樓層的回水總管相通，各樓層的回水總管 均與回水管8相通，回水管8的出水口伸入水井12中。為了節(jié)能，進水管7 和回水管8以及其它連接管道均應(yīng)采用保溫管道，其表面應(yīng)包覆有保溫材料， 如聚胺脂保溫材料等。
此外，為了提高制冷效果，減少水井的開挖量，降低制造成本，可通過 增加地下水井的數(shù)量的辦法來增加容量，因此具體實施時，地下水井12的數(shù) 量以兩個或兩個以上為佳，各水井之間可通過管道或涵洞相通，所述的水泵 3的進水端和回水管8的回水端分別位于不同的水井中。
為了保證管道的使用壽命，管道應(yīng)采用耐腐蝕管道或在水泵之間加裝水 處理裝置。
實施例三。
如圖2所示。
本實施例與實施例二的區(qū)別在于循環(huán)水采用的是預(yù)灌在管道中的，此時， 在進水管7的進水口和回水管8的出水口之間應(yīng)連接有盤管13，利用地能對循環(huán)后進入盤管13中的循環(huán)水進行冷卻。采用這種方式時盤管13或直接埋 設(shè)于地下而免開水井，也可使盤管分別經(jīng)過水井與水井中的水進行熱交換。 為了保證管道中循環(huán)水的量，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的補水裝置。
實施例四。
如圖3所示。
為了防止地下水制冷效果不佳或制冷周期跟不上，本實施例在實施例二
的基礎(chǔ)上增加了一個主要利用谷電進行制冷的制冷系統(tǒng)，其具體實現(xiàn)方法為
在回水管8和水泵3的進水管道上分別安裝一個進水分配閥IO和一個回水分 配閥11，進水分配閥IO和回水分配閥11均通過水管與保溫水箱1相連，在 保溫水箱1的一側(cè)安裝有冷凍機式空調(diào)機組2 (型號可為ZK-S)保溫水箱1 通過制冷進水管5和制冷回水管6與冷凍機式空調(diào)機組2相連形成一個向保 溫水箱1中提供冷水的制冷循環(huán)裝置；在所述的保溫水箱1中還安裝有電加 熱元器件；所述的冷凍機式空調(diào)機組2的功率不大于設(shè)計計算額定功率的 1/2。
實施例五。 如圖4所示。
本實施例與實施例四的不同之處在于進水管7和出水管8之間連接有熱 交換用的盤管13,其余與實施例四相同。
本發(fā)明通過利用地下水進行制冷，利用小功率的空調(diào)機組作為制冷量不 足時的補充，而該小功率空調(diào)機組又主要利用夜間谷電時段進行制冷，不僅 節(jié)能電費，而且有利于電廠發(fā)電的平衡，通過利用低功率機組長時間蓄能以 供白天使用，白天僅需一臺水泵即可滿足使用要求，因此節(jié)能減排效果十分 明顯。
本發(fā)明未涉及部分如電氣控制、運行管理均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn) 有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種基于地下水制冷的空調(diào)節(jié)能方法，其特征是首先在需安裝中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑物附近或地下開挖至少一個水井；其次，利用水泵將水井的冷卻水抽入為建筑物空調(diào)終端供水的制冷進水管中，同時將經(jīng)建筑物空調(diào)終端進行過熱交換的水通過回水管送入所述的水井中，利用低于地上溫度的地下水實現(xiàn)建筑物空調(diào)終端的制冷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地下水制冷的空調(diào)節(jié)能方法，其特征是所述的 水井的數(shù)量至少為兩個，各水井之間通過管道或涵洞相通，所述的水泵的抽 水井與回水管的回水井為不同的水井。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地下水制冷的空調(diào)節(jié)能方法，其特征是在所述 的水泵的出水管和所述的回水管上安裝一個分配閥，使分配閥分別再連接一 個電制冷進水管和電制冷回水管，再使電制冷進水管和電制冷回水管分別與 保溫水箱相連，再在保溫水箱一側(cè)安裝一個主要在谷電期間工作以使保溫水 箱中的水制冷的冷凍機式空調(diào)機組，同時在保溫水箱中安裝一個也是主要在 谷電期間工作的加熱元器件以備需要制熱時使用。
4、 一種基于地下水制冷的節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是它包括水井(12)、 水泵(3)和空調(diào)終端(4)，水泵(3)的進水端通過水管伸入水井(12)中， 水泵(3)的出水端通過出水管(7)與各空調(diào)終端(3)的進水端相連，各空 調(diào)終端(3)的出水端通過管道與伸入水井(12)中的回水管(8)相通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于地下水制冷的節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是 所述的出水管(7)通過一個位于建筑物頂部的分配器(9)與各樓層的進水 總管相通，各樓層的進水總管再通過相應(yīng)的管道與各空調(diào)終端(4)的進水口 相通，各空調(diào)終端(4)通過水管與所在樓層的回水總管相通，各樓層的回水 總管均與回水管(8)相通，回水管(8)的出水口伸入水井(12)中；所述 的進水管(7)和回水管(8)為保溫管道。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于地下水制冷的節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是 所述的地下水井(12)的數(shù)量為兩個或兩個以上，它們之間通過管道或涵洞相通，所述的水泵(3》的進水端和回水管(8)的回水端分別位于不同的水井中Q
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于地下水制冷的節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是 在回水管(8)和水泵(3)的進水管道上分別安裝有進水分配閥(10)和回 水分配閥(11)，所述的進水分配閥(10)和回水分配閥(11)均通過水管與 保溫水箱(1)相連，在保溫水箱(1)的一側(cè)安裝有冷凍機式空調(diào)機組(2) 保溫水箱(1)通過制冷進水管(5)和制冷回水管(6)與冷凍機式空調(diào)機組(2)相連形成一個向保溫水箱(1)中提供冷水的制冷循環(huán)裝置；在所述的 保溫水箱(1)中還安裝有電加熱元器件；所述的冷凍機式空調(diào)機組(2)的 功率不大于設(shè)計計算額定功率的1/2。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于地下水制冷的節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是 在進水管(7〉的進水口和回水管(S)的出水口之間連接有盤管(13)，盤管(13)或位于水井(12)中或位于地下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于地下水制冷的空調(diào)節(jié)能方法及其系統(tǒng)，它充分利地下水恒溫且無污染的特點進行制冷，同時發(fā)揮谷電費用低、時間長的特點對地下水進行補充，工作時僅利用一臺水泵即可使空調(diào)終端工作。本發(fā)明具有綠色環(huán)保、投資少、運行成本低的優(yōu)點。
文檔編號F24F5/00GK101418977SQ200810244500
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者宋章根 申請人:宋章根