一种利用采暖设备和地下水循环致冷的空调系统技术方案

本发明专利技术涉及一种利用地下水的循环致冷系统，它是利用地下水由吸水泵１作用供入采暖管道２，进入室内为散热器３进行吸热，室内空气在电扇４的低速运转下加强室内空气与冷水之间的冷热交换，冷水吸热升温后流出室外，回灌入地下，从而使室内的温度达到相对空调状态，此空调系统散热性好，结构简单，投资省，易推广。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用现有采暖设备和地下水循环致冷的空调系统。在CN89108110中公开了一种“利用地下水作致冷剂的空调系统”，该专利技术利用地下水作致冷剂，由水井1、抽水管2、抽水泵3、出水管4、空调风扇5、回水管6组成闭路循环的空调系统，且地下水井为母子式，包括一个抽水井7和若干个回水井8，它们之间由若干根致冷管9连通，该空调系统虽能达到致冷目的，但致冷效果不明显，还需安装盘管风机等空调器，投资大；埋设致冷管9的施工难度大，甚至在有些场地为不可能；不易推广。本专利技术针对现有技术不足，而提出的一种利用地下水由吸水泵1作用供入采暖管道2，进入室内散热器3进行吸热过程，室内空气在电扇4的低速运转下加强室内空气与冷水之间的冷热交换，冷水吸热升温后流出室外，从而使室内的温度达相对空调状态。本专利技术是这样实现的利用地下水由吸水泵1作用供入采暖管道2，进入室内为散热器3进行吸热，室内空气在电扇4的低速运转下加强室内空气与冷水之间的冷热交换，冷水吸热升温后流出室外，回灌入地下，从而使室内的温度达到相对空调状态。A、空调系统的基础形式基础形式有一个附加适用条件当地允许开采地下水作供水水源。系统运行过程如下夏季，18℃以下的地下水由吸水泵1作用供入采暖管道，进入室内散热器进行吸热过程。室内空气在电扇低速运转下向散热器作受迫流动。由于受迫流速远远高于冬季采暖时的自然对流，因而加大了吸热过程的外表面放热系数。又由于夏季系统内的水流量多于冬季(详见后述)，因而也加大了吸热时的内表面放热系数。放热系数的加大，有效地加强了室内空气与冷水之间的冷热交换(见摸拟实验简介)，使外界传入室内的热量QR通过暖气片传入冷水。冷水吸热升温后流出室外，以达到维持室内的相对空调状态。流出室外的水携带热量QR流入储水构筑物5，又从储水构筑物流出。一部分流到自来水用户，使用户正常使用；另一部分通过回灌泵6回灌入地下潜水层。因为自来水用户用水量是随时间变化的，所以应在储水构筑物中设回灌启动水位，当水面达到这一水位，回灌泵自动启动，开始人工回灌水。当水位降到储水位下限时，回灌自动停止。假定，随给水而走的热量为QR1，回灌入地下的热量为QR2。随回灌水打入地下含水层的热QR，在距抽水井影响半径以外的上游回灌并处，与巨大的地下水体混合。并在地下水潜流过程中与多的无以胜计的地下固态物质进行热交换。以使在吸水泵处的出水水温恒定在18℃以下。这样，系统就得以继续运转下去。B、空调系统的上游全回灌形式基础形式仅适用于当地允许开采地下水作供水水源的情况。如果当地不允许开采地下水作供水水源，采用全回灌形式将是行之有效的。上游全回灌形式就是将基础形式中的自来水供给部分取消。使吸上来的冷水在室内吸热后，在地下水力坡向上游，影响半径之外，全部回灌地下。这种形式的最大特点是取地下多少水，同时也还地下多少水。使地下含水层总水量不变，只是让地下一小部分水于夏季空调时段内在采暖管道中经过一下，带走室内热量(冷负荷)QR。C、空调系统的下游(或平行)全回灌形式前述空调系统形式是对地下含水层构造有一定要求的即含水层为潜水含水层，并且有保持相对恒温水的热量散发途径。既便热量散发途径不太理想，但也能保证在几十天的空调时段内，带入地下的热量QR这不能影响出水温高于18℃。不符合这一要求有两种情况第一种情况含水层设有较好的热量散发途径，已构成地下水储热构造。这种构造实际是更为理想的空调冷源。可以冬季回灌冷水，夏季开采用于空调、这里不再详述。第二种情况地下含水层的热量散发途径不太理想，采用上游回灌时，至使在几十天的空调时段内，带入地下的热量能引起出水水温的明显上升，并高于18℃。造成这种情况的主要原因是上游回灌与距下游抽水点的距离不够远，使地下水潜流时间过短，当流过抽水点处还没能充分散热。解决第二种情况的办法，可以采用加大上游回灌点与下游抽水点的距离。如果场地条件限制，行不通时，可采用下游(或平行)全回灌形式。下游加灌形式就是将上游回灌形式的取水点与回灌点调换。这样，回灌入地下的水就不再被其水力坡向上游的抽水点抽回。保证了抽水点水温恒定在18℃以下。而对于地下总含水量来讲，并没有因此而受影响。只是为带热量QR的回灌水以更长的散热时间，更大的放热空间。下游回灌(或平行回灌)形式可以有效地缩小抽水点与回灌点之间的距离，以适应更多的小型企事业单位使用。附图说明图1为本专利技术结构示意图。根据我们所做的模拟实验(下面专门简要介绍)的情况和有关专业计算分析，本专利技术具有以下优点第一、经济指标与一般空调比，投资仅为其9％左右；运行费用仅是其8.5％左右。非常节约。第二、按空调规范，对于一般的楼房来说，达到28℃的房间能占83％，29℃左右的房间能占15.5％，30℃左右的房间占1.5％。第三、出水温度的17.5℃，回灌水温不为22.5℃时，每一万平方米建筑面积的多层建筑，每小时需用循环水量为50吨左右。第四、由于平均比摩阻的限制，采暖管内流速平均约0.4m/S。与规范规定要求室内安静的上限值2.0m/S相差为5倍。而本系统内水流速度最大仅是采暖时的2.5倍左右。符合规范要求。第五、在人体与周围存在温差的情况下，一个温度较高、风速较大的环境，可与某一个温度较低，风速较小的环境给人以同样的冷感。这里引入一个当量温度的概念。即认为前者的当量温度不是其实际温度值，而是后者的实际温度值；前者与后者的实际温度差为当量温值。标准空调风速仅有0.3m/s左右。而本系统风速是电扇产生的，高于0.3m/s许多，并且可根据个人的喜好随意调节。从而产生适当的相当于标准空调要求的当量温度环境。在适当的风速条件下，当量温降约为1℃左右。第六、冷水从大下抽出后进入有保温措施的采暖管道。输送过程中温升很小，约为一公里0.5℃以下。六、本专利技术达到其主要空调功能外，还有如下附加效益。首先，不使用有害制冷剂，对自然环境有保护效益。其次，由于当量温度效应，可以有效地防止空调病。第三、使用了在夏季闲置的采暖系统，有效地防止了管道内壁的锈蚀，延长了采暖系统的使用年限。第四、基础形式可以使用自来水用户的给水温度适当升高，使用户感更舒适。第五、比一般空调蓄冷能力强，不会因停机而使温度陡升。七、本专利技术应注意一是整个地上水流系统应密闭，定压水箱应有防污措施(有成功经验，不赘述)。保证回灌水符合水质要求。二是散热器产生的凝结水的管段，要适当作防露处理。八、适用范围有地下潜水层，且出水水温18℃以下的机关、企事业单位，以及城镇。九、模拟实验简介时间1994年8月2日至7日。房间使用面积16平方米。位于顶层(六层)南向西端有4.32平方米南窗的房间。冷负荷按室温29.5℃计，并考虑外窗渗入热空气。最大冷负荷出现在1400于1500之间，数值为1068ca1/n。设备一台台扇；一组四柱813暖器片。水温冷水温度为19℃。这个温度高于本空调系统提出温度18℃以下的要求。而我单位一、二层配水点的水温绝大部分为17℃，顶层水温度高不过18℃。选19℃这一作法，仅仅是为了增大实验的不利因素，提高实验结果的可靠性。连续实验时间每次实验的连续时间最多一个半小时，基本在1400—1500时段。连续实验时间短，亦是为了增大实验的难度，提高其可靠性。从上述实验条件看，条件的选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用采暖设备和地下水循环致冷的空调系统，其特征在于利用地下水由吸水泵１作用供入采暖管道２，进入室内为散热器３进行吸热，室内空气在电扇４的低速运转下加强室内空气与冷水之间的冷热交换，冷水吸热升温后流出室外，回灌入地下，从而使室内的温度达到相对空调状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东英，张奇光，刘东会，
申请(专利权)人：中国人民解放军白求恩国际和平医院，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]