基于地下水制冷的空调节能方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于地下水制冷的空调节能方法及其系统，它充分利地下水恒温且无污染的特点进行制冷，同时发挥谷电费用低、时间长的特点对地下水进行补充，工作时仅利用一台水泵即可使空调终端工作。本发明专利技术具有绿色环保、投资少、运行成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空调节能方法及系统，尤其是一种利用地下水进行制冷， 必要时再辅以用低于正常制冷制热功率设备在夜间谷电时段进行制冷(或制 热)以达到节能目的的方法及系统，具体地说是一种基于地下水制冷的空调 节能方法及系统。
技术介绍
众所周知，随着人类社会的不断进步，能源消耗与日俱增，能源消耗的 激增引起二氧化碳排放量的剧增，使温室气体效应日益明显，进而引起全球 气温反常，海平面上升，各类恶劣气候频繁发生，自然灾害所造成的损失无 法估量。因此，节能减排，已成为全社会的共识，各种节能技术方兴未艾。作为城市发展标记的各类大型建筑和各类厂矿企事业单位的生产办公 用房以及高档家庭住宅每年要消耗大量的能源用于夏天制冷和冬天制热，虽 然目前已采取了诸如使用对臭氧层破坏较小的制冷剂、限制机关企事业单位 夏天的空调温度等一系列措施，但尽管如此，每年用于建筑物空调的用电量 仍然十分惊人。在南方地区，地下水资源十分丰富，这类地区夏季温度很高需要空调制 冷，而冬季一般温度均在零度以上，基本不需要制热，空调利用率不高。而 地下水是一种基本处于恒温状态的冷媒介质，具有巨大的利用价值，如果能 将明显低于地面温度的地下水用于建筑物制冷更是一种节能减排的有效措 施。与此同时，电能是一种无法储存的能源，而电力输送功率的确定是按照 白天最大用电负荷进行测算的，而当夜间大部分用电设备处于停机状态时， 电能就白白地浪费掉了，因此电力部门十分希望人们能在夜间多多用电，并 在电价上制定了相应的奖励政策，夜间(谷时)电费仅为白天(峰时)电费的四分之一左右，因此将夜间电能进行转换成白天所需的制冷(或制热，冬 天作为一种补充)能量对地下水制冷进行补充，将大大提高制冷效果，节约 大量的能源，节约运行费用。据申请人所知，目前尚无一种利用地下水进行制冷以实现节能减排的空 调节能方法和系统可供使用，更无一种将谷电与地下水进行有机结合的空调 系统可供使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对地下水水温低而未开发利用的问题，设计一种利用 地下水进行制冷的基于地下水制冷的空调节能方法及系统。 本专利技术的技术方案是一种基于地下水制冷的空调节能方法，其特征是首先在需安装中央空调 系统的建筑物附近或地下开挖至少一个水井；其次，利用水泵将水井的冷却 水抽入为建筑物空调终端供水的制冷进水管中，同时将经建筑物空调终端进 行过热交换的水通过回水管送入所述的水并中，利用低于地上温度的地下水 实现建筑物空调终端的制冷。所述的水井的数量至少为两个，各水井之间通过管道或涵洞相通，所述 的水泵的抽水井与回水管的回水并为不同的水井。在所述的水泵的出水管和所述的回水管上安装一个分配阀，使分配阀分 别再连接一个电制冷进水管和电制冷回水管，再使电制冷进水管和电制冷回 水管分别与保温水箱相连，再在保温水箱一侧安装一个主要在谷电期间工作 以使保温水箱中的水制冷的冷冻机式空调机组，同时在保温水箱中安装一个 也是主要在谷电期间工作的加热元器件以备需要制热时使用。与上述方法相配的空调系统为一种基于地下水制冷的节能型中央空调系统，其特征是它包括水井12、 水泵3和空调终端4，水泵3的进水端通过水管伸入水井12中，水泵3的出 水端通过出水管7与各空调终端3的进水端相连，各空调终端3的出水端通 过管道与伸入水井12中的回水管8相通。所述的出水管7通过一个位于建筑物顶部的分配器9与各楼层的进水总管相通，各楼层的进水总管再通过相应的管道与各空调终端4的进水口相通， 各空调终端4通过水管与所在楼层的回水总管相通，各楼层的回水总管均与 回水管8相通，回水管8的出水口伸入水井12中。所述的进水管7和回水管 8为保温管道，其表面包覆有保温材料，如聚胺脂保温材料等。所述的地下水井12的数量为两个或两个以上，它们之间通过管道或涵洞 相通，所述的水泵3的进水端和回水管8的回水端分别位于不同的水井中。在回水管8和水泵3的进水管道上分别安装有进水分配阀10和回水分配 阀ll，所述的进水分配阀10和回水分配阀11均通过水管与保温水箱1相连， 在保温水箱1的一侧安装有冷冻机式空调机组2保温水箱1通过制冷进水管 5和制冷回水管6与冷冻机式空调机组2相连形成一个向保温水箱1中提供 冷水的制冷循环装置；在所述的保温水箱l中还安装有电加热元器件；所述 的冷冻机式空调机组2的功率不大于设计计算额定功率的1/2。为了充分利用地能，避免地下水对管道的腐蚀，具体实施时可在进水管 7的进水口和回水管8的出水口之间连接有盘管13，而预先在管道系统中预 注循环水，通过位于地下或井水中的盘管13进行热交换达到制冷的目的。本专利技术的有益效果1、 本专利技术可充分发挥地下水充沛地区的地下水水温明显低于地表温度 的特点，仅需一台水泵即可完成现有的大型空调机组才能完成的工作，是一 种节能效果十分明显、绿色环保型空调系统，是对传统技术的一次突破。2、 对于制冷量不足的补充，本专利技术也充分利用谷电电费低的政策，可 大幅度降低用电成本。由于充分利用了夜间时间长，能源可逐步积聚的特点， 所选用的空调机组的功率可明显低于目前按标准进行计算所需的功率，经实 验测算，仅需设计功率的1/3即可满足使用要求，这又进一步降低了电能消 耗。3、 本专利技术的空调机组或加热元器件可根据保温水箱中的水温在白天峰 电时间隙性地参与工作以作为制冷或制热的补充，即使工作其功率也仅为常 规空调系统的l/3左右，因此节能效果十分明显。4、 由于装机功率的下降，因此可降低整个大楼的空调投入，提高投入产出比。经实践证明， 一座7000平方米的建筑物每天的空调运行费用不超过 500元。5、由于白天基本上仅需一台水泵进行工作，电力消耗主要在夜间进行， 因此本专利技术有利于用电平衡，减少电力浪费。 附图说明图l是本专利技术的空调系统结构示意图之一 (地下水井式)。 图2是本专利技术的空调系统结构示意图之二 (地下盘管式)。 图3是本专利技术的空调系统的结构示意图之三(地下水加电)。 图4是本专利技术的空调系统的结构示意图之四(地下盘管加电)。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。 实施例一。一种基于地下水制冷的空调节能方法，其特征是首先在需安装中央空调 系统的建筑物附近或地下开挖至少一个水井，水井的直径和深度应根据建筑 制冷所需的制冷功率及地下水的吸热量加以计算确定，水井的数量是二个或 或二个以上为佳(图1中所示为三个水井)，水井之间应有管道或涵洞相通， 以保证水量和通过水的流动加快散热和热交换；其次，利用水泵将水井的冷 却水抽入为建筑物空调终端供水的制冷进水管中，同时将经建筑物空调终端 进行过热交换的水通过回水管送入所述的水井中，当水井的数量为二个或二 个以上时，水泵的抽水井与回水管的回水井为不同的水井，通过以上措施即 可达到利用低于地上温度的地下水实现建筑物空调终端制冷的目的，仅利用 一台水泵即可达到空调制冷的效果。有时，为了弥补因为地下水不足或地下水温过度所导致的制冷效果差的 问题，可在所述的水泵的出水管和所述的回水管上安装一个分配阀，使分配 阀分别再连接一个电制冷进水管和电制冷回水管，再使电制冷进水管和电制 冷回水管分别与保温水箱相连，再在保温水箱一侧安装一个主要在谷电期间 工作而峰电期间间隙性工作以使保温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于地下水制冷的空调节能方法，其特征是首先在需安装中央空调系统的建筑物附近或地下开挖至少一个水井；其次，利用水泵将水井的冷却水抽入为建筑物空调终端供水的制冷进水管中，同时将经建筑物空调终端进行过热交换的水通过回水管送入所述的水井中，利用低于地上温度的地下水实现建筑物空调终端的制冷。

【技术特征摘要】

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