蓄能型太阳能水循环空调系统技术方案

本发明专利技术关于一种蓄能型太阳能水循环空调系统。该系统由两个水井及水泵、风扇、换热器组成。系统以水为工质，太阳能通过室内空气传递给工质水。利用水井作为蓄能库，在水泵的作用下，工质水在两井之间循环，交替进行蓄能和释能过程，从而达到调节室内环境温度的目的。本空调系统热效率高，且不受阴雨天气及白昼黑夜的影响而能连续工作，系统能耗小，造价低，适于一般居宅及公共场所使用。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于调节室温的空调装置，特别是关于以地下水为工质，利用太阳能调节室温的空调系统。目前，室内空调装置无论是独立窗式、柜式还是集中空调，多采用氟里昂气体压缩、冷凝、蒸发循环制冷的工艺流程，冬季采暖则采用电加热的原始方法，这些空调装置制造工艺复杂，造价高，耗电多，目前除发达国家外，一般未能在民宅中普遍使用。从四十年代起，一些国家开始研究太阳能空调，其研究方向大多是太阳能吸收式制冷及太阳能喷射式制冷，这类装置需要大面积的集热器，难于安装，投资大，工艺复杂，不但热效率低，而且必须依赖充足的阳光，阴雨及夜间无空调作用，因而存在间断性、不稳定性和不规则性的缺点。本专利技术的目的是，提供一种结构简单，能耗少，不受气候及时间的影响而能连续工作的太阳能空调装置。众所周知，地下水因有较厚的土层复盖，受地面温度影响不大，一般常年保持在13-19℃，因而在夏、冬两季，地下水与地面室内温度的温差可达15度以上，有些地区甚至超过20度。本专利技术是利用地下水与地面环境温度的温差，以地下水为工质，使其与地面空气进行热交换而实现空调目的。根据上述原理设计的本专利技术空调系统由取水井、排水井、水泵、换热器和风扇组成。换热器和风扇置于室内、风扇固定于换热器旁，并可向换热器吹风。水泵(1)的进口管(2)插入取水井(3)中，泵的出口通过管道(4)与换热器(5)的进口相连接，换热器的出口通过管道(6)插入排入排水井(7)中。换热器(5)由两个集水腔(5-1)、(5-2)和若干根列管(5-3)组成，列管外套有若干层散热片(5-4)，列管的两端分别与集水腔(5-1)和(5-2)相通。夏季，泵(1)由井(3)吸取地下水通过出口管道(4)压入换热器(5)，在此，温度较低的地下水从集水腔(5-1)分别流入各列管(5-3)，水通过管壁及散热片与换热器周围的较热空气进行热交换而使水温升高且由集水腔(5-2)流出，经管道(6)流入井(7)中，换热器周围被地下水冷却了的空气通过风扇吹向室内。并将室内较热的空气送向换热器周围，如此连续不断地运转可使室内温度降低。以上过程中，井(3)水吸收了太阳能而升温，升温后的水不断流入排水井(7)，井(7)作为蓄能库将工质水吸收的太阳能贮于地下，待冬季采暖时使用。冬季到来时，地面温度下降，而井(7)中的水仍保持较高的水温，此时，系统以井(7)为取水井，井(3)为排水井，泵(1)移至井(7)重复以上过程，井(7)的水通过换热器向室内散热释能，同时水温下降并排入井(3)中，井(3)贮存冷量待夏季使用。本专利技术中换热器(5)的列管(5-3)为长方形扁管，管外套有多层金属散热片，以最大限度地增加传热面积，过水腔的作用是使水的流速减小。以增加水在管内的停留时间，提高热交换效率。综上所述，本专利技术以地下水为工质，使太阳能通过室内空气传递给工质水，利用水井作为蓄能库，在水泵作用下，工质水在两井之间循环，交替进行蓄能和释能过程，从而达到空调目的，与现有的以集热器收集太阳能的空调相比，其热效率高，以地表水层作为蓄能库，因而不受阴雨天气的影响，白天与黑夜效果相同。整个系统只需维持水泵和风扇的电耗，与常规的电力空调相比，节电93%以上。此外，采用本空调系统使空气中的水分在露点温度下凝结，有很好的除湿效果。本空调结构简单，价格低，耗能少，因而一般民宅都能普及使用。下面结合附图说明本专利技术的实施例。图1是本专利技术空调系统设备组装示意图。图2是换热器结构示意图。图3是图2的A-A剖面图。图4是多户合用同一系统的本专利技术实施例。图1中，系统各设备之间采用塑料软管连接，水泵可采用单相泵，也可采用三相泵。换热器列管为长方形扁管，总数最好在140根以上。本专利技术还适合多户合用同一个空调系统，如整幢楼房集中空调，安装简便且更为经济，图4是楼房各户合用一个空调系统的本专利技术实施例，本实施例中系统采用同一口取水井、排水井，同一个水泵，通过并联管道，实现多户集中空调，各用户(9)通过水阀(10)控制工质水的流量。下面通过使用实例进一步说明本专利技术空调系统的使用效果。实例1(夏季制冷)时间1988年7月16日中午1230房屋条件24米2砖结构平房，保温性能差;室外实测温度41.5℃(气象台预报当天最高温度38℃);水泵220V单相离心泵，流量2米3/时，功率120瓦。风扇功率32瓦，风量600米3/时;水井井深3.5米，两井相距4.8米。实侧数据如下表。进水 出水 室温出风口 制冷量 耗电能序号 种类 温度 温度 温度 千卡/时(瓦)(℃) (℃) (℃) (℃)1 刚开机 14.5 19.3 35.5 23 9600 1522 工作35分 14.5 16.5 25 19 4000 152实例2(夏季制冷)日期1988年7月18日中午12∶00房屋条件18米2楼房，保温性能好;室外实测温度39.5℃其它条件如实例1，本专利技术实测数据如下表进水 出水 室温 出风口 制冷量 耗电能种类 温度 温度 温度(℃) (℃) (℃) (℃) (大卡/时) (瓦)刚开机 14.5 17.5 32 22 6000 152开机50分 14.5 15.7 23 18.5 2400 152实例3(冬季采暖)时间1988年11月25日晨6∶00气象预报最低温度-4℃其它条件如例2，实测数据如下表。进水 出水 室温 出风口 制热量 耗电功 十小种类 温度 温度 时耗(℃) (℃) (℃) (℃) (千卡/时) (瓦) 电(度)刚开机 18.5 16 5 13 5000 152 1.52开机30分 18.5 17.5 13 15.5 2000 152 1.52实例4(本专利技术与现有电力空调开机10小时，数据比较)时间1988年7月16日12∶30～22∶30起始湿度89%室温 制冷量 湿度 电功率10小10小年电费 造序号 类 别 时耗电时电费(70天 价(℃) (千卡/时) (％) (瓦)能 (度) (元)计) (元)(元)1 电力空调 25 4000 82.5 2443 24.4 5.61 392.7 5000太阳能2空 调 25 4000 73152 1.52 0.35 24.5 400序号2序号1 1:1 1:1 1:1.13 1:16 1:16 1:16 1:16 1:12.5实例5(当室温达到各平衡温度时，本专利技术与现有电力空调制冷量的比较)时间、地点同例2。室温 14.5 20 25 30 35.5 38太阳能空调 0 1050 4000 6000 9600 -(千卡/时)普通空调 4000 4000 4000 4000 4000(千卡/时)从例1～例3可见，本专利技术空调系统制冷或采暖效果明显，开机半小时以上室温变化可达8～9度。从例4可见，当室内温度同样达到25℃时，本专利技术空调系统耗能只有电力空调的1/16，从例5可见，本专利技术空调系统制冷容量储备很大，对温度变化的适应能力很强，是普通电力空调所没有的。当环境温度上升时，因温差大，制冷量也迅速随之提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
蓄能型太阳能水循环空调系统。其特征是所述的空调系统由取水井（３）、排水井（７）、换热器（５）、风扇（８）及水泵（１）组成，风扇固定在换热器旁，水泵（１）的进口管（２）插入取水井（３）中，泵的出口通过管道（４）与换热器（５）的进口相连接，换热器的出口通过管道（６）插入排水井（７）中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾为东，
申请(专利权)人：顾为东，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]