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CN110006122B - 一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统 - Google Patents

一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统，包括空调外机和安装在空调外机上的空气箱，空气箱下方连通储水箱，储水箱内设置有多根鼓泡管，鼓泡管连接外部风机，空气箱和储水箱之间设置有多孔网状的布水器，布水器上方设置有与地下水井通过管道连通的喷嘴，空气箱连通太阳能热水器的回水管，储水箱底部连通太阳能热水器的进水管。本发明能在使用空调进行制冷和供热时利用地下水和太阳能热水器内的热水与室外的空气进行冷热交换，交换后的空气再与空调室外机中的冷凝器和蒸发器进行冷热交换，能提供更大的温差，有效减少空调外机的电能消耗，设计合理，安装简单，能充分利用农村家庭的既有条件，起到显著的节能目的。

Description

一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统。
背景技术
随着不可再生能源的逐渐枯竭，节能环保已经成为深入人心的一种观念，而空调是人们不可或缺的产品，空调能耗占据着建筑能耗很大一部分的比重，空调节能必然是当下急需采取的节能措施之一。对于蒸发冷却空调技术，是一种在我国应用比较成熟并广泛推广的技术，然而，在家用空调器上面的应用还比较缺乏。地下水源蕴含的能量巨大，且地下水温较为稳定，这也是水源热泵发展的原因所在，如果能把地下水充分利用在家用蒸发冷却空调器上，将是一种很好的结合，并能很大的进行节能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统，该空调系统基于现有的空调外机上做改进，结构简单，安装方便，使空调外机的冷凝器拥有更大温差的空气环境，提高冷热交换效率，显著节省电能消耗，可推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统，其特征在于，包括安装在室外墙壁上的空调外机和安装在空调外机外侧的空气箱，所述空气箱下方连通有储水箱，空气箱和储水箱之间活动安装有多孔网状的布水器，所述储水箱底部设置有多根鼓泡管，所述鼓泡管通过风管连接风机，所述布水器上方设置有通过上水管道连接地下水井的喷嘴，所述空气箱连通太阳能热水器的回水管，所述储水箱的底部连通太阳能热水器的进水管。
优选地，所述鼓泡管上伸入储水箱内水面以下的位置开设有多个鼓泡孔，从而能使风流充分接触水，形成大量气泡。
优选地，位于布水器与鼓泡管之间的储水箱侧壁上开设有补充空气的空气口，用以补充进气量，达到更好的换热效果。
优选地，所述喷嘴连接的上水管道上安装有循环水泵，所述储水箱的底部连接有与地下水井连通的出水管道和连接至外部的排污管道，所述出水管道和排污管道上均安装有阀门，所述太阳能热水器的进水管和回水管上均安装有循环水泵和阀门，所述储水箱内设置有用于实时监测储水箱内水量、水温的液位传感器和温度传感器。
优选地，所述风机的进风口处安装有用于过滤空气中的杂质的过滤网，所述空气箱的顶端连通有冷凝管，能使冷凝水进入布水器。
优选地，太阳能热水器的进水管和回水管均与集热水箱连通，所述集热水箱上连接有补水管，空调外机内安装有冷凝器和轴流风机。
优选地，所述空调外机内安装有分别与液位传感器、温度传感器、各个循环水泵和各个阀门连接的自动控制器，当液位传感器监测到储水箱内水位不足时，通过自动控制器控制相应的阀门和循环水泵补充水量。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明能在使用空调进行制冷和供热时利用地下水和太阳能热水器中的热水与室外的空气进行冷热交换，交换后的空气再与空调室外机中的冷凝器和蒸发器进行冷热交换，能提供更大的温差，有效减少空调外机的电能消耗，设计合理，安装简单，能充分利用农村家庭的既有条件，起到显著的节能目的。
2、本发明在冬天制热时，热空气与蒸发器换热，不仅加大换热效果，有利于空调节能，且空调器室外机不会结霜。
3、本发明中高温空气从水中鼓泡后，气液混合和搅动十分强烈，大大增加了气液间的接触面积，强化了传热过程。
4、本发明中空气与水换热的同时，含有的颗粒杂质也会通过水过滤掉，这样的空气与冷凝器换热，会减少附着在冷凝器上的含尘量，减少冷凝器因表面附着尘埃而受到换热效率降低的影响。
5、本发明中夏季室外热空气通过鼓泡管与水直接接触换热后，又通过布水器进行蒸发冷却，通过两级换热，使得换热效果更加明显，有利于节能。
6、本发明采用地下水，使得温度较低的井水不断地运送到储水箱中，而储水箱中换热后较高的温水送入到地下进水中，这样使得储水箱中的水始终保持在较低的温度，有利于与空气的显热交换，使得换热后的空气温度较低。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中布水器的结构示意图。
图3是本发明中鼓泡管的结构示意图。
附图标记说明：
1—空气箱； 2—布水器； 3—储水箱；
4—鼓泡管； 5—喷嘴； 6—空气口；
7—风机； 8—风管； 9—地下水井；
10—循环水泵； 11—阀门； 12—上水管道；
13—液位传感器； 14—排污管道； 15—出水管道；
16—过滤网； 17—进水管； 18—补水管；
19—集热水箱； 20—回水管； 21—太阳能热水器；
22—冷凝管； 23—冷凝器； 24—轴流风机；
25—空调外机； 26—鼓泡孔。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明包括安装在室外墙壁上的空调外机25和安装在空调外机25外侧的空气箱1，所述空气箱1下方连通有储水箱3，空气箱1和储水箱3之间活动安装有多孔网状的布水器2，所述储水箱3底部设置有多根鼓泡管4，所述鼓泡管4通过风管8连接风机7，所述布水器2上方设置有通过上水管道12连通地下水井9的喷嘴5，所述储水箱3的底部通过出水管道15连通地下水井9，所述储水箱3的底部设置有连接至外部排污处的排污管道14，所述空气箱1连通太阳能热水器21的回水管20，所述储水箱3的底部连通太阳能热水器21的进水管17。
本实施例中，所述鼓泡管4上伸入储水箱3内水面以下的位置密集开设有多个鼓泡孔26，从而能使风流充分接触水，形成大量气泡。
本实施例中，位于布水器2与风管8之间的储水箱3侧壁上开设有补充空气的空气口6，以补充进气量，达到更好的换热效果。
本实施例中，所述喷嘴5连接的上水管道12上安装有循环水泵10，所述储水箱3的底部连接有与地下水井9连通的出水管道15和连接至外部的排污管道14，所述出水管道15和排污管道14上均安装有阀门11，所述太阳能热水器21的进水管17和回水管20上均安装有循环水泵10和阀门11，所述储水箱3内设置有用于实时监测储水箱3内水量、水温变化的液位传感器13和温度传感器。
本实施例中，所述风机7的进风口处安装有用于过滤空气中杂质的过滤网16，所述空气箱1的顶端连通有冷凝管22，能使冷凝水进入布水器2。
本实施例中，太阳能热水器21的进水管17和回水管20均与集热水箱19连通，所述集热水箱19上连接有连接外部水源为集热水箱19补充水源的补水管18，所述空调外机25内安装有冷凝器23和轴流风机24。
本实施例中，所述空调外机25内安装有分别与液位传感器13、温度传感器、各个循环水泵10和各个阀门11连接的Micro810可编程逻辑控制器，当液位传感器13监测到储水箱内水位不足时和温度传感器监测到水温达到限值时，通过Micro810可编程逻辑控制器控制相应的阀门11和循环水泵10启闭。
本实施例中，如果储水箱3足够大，通过鼓泡管4的空气量足够多，则不需要开设空气口6补充空气，这样空气温度降低的会更低，与冷凝器23换热效果会更好。
本发明的使用流程为：
当夏季制冷时，在储水箱3内水温上升到设定的上限值时，上水管道12上的循环水泵10和出水管道15上的阀门11打开，不断地从地下水井9中抽取较冷的地下水喷洒在布水器2上，同时冷凝水也会通过冷凝管22滴落在布水器2上，过多的水会随着重力的作用从布水器2中滴落到储水箱3中，而储水箱3中下部的热水流进到地下水井9中，当温度达到设定的温度下线时，上水管道12上的循环水泵10和出水管道15上的阀门11均关闭，同时打开风机7，室外空气进入鼓泡管4，从鼓泡孔26处流出，并形成大量气泡，由于气液混合和搅动十分强烈，大大增加了气液间的接触面积，强化了传热过程，布水器2的表面布满了地下水井9的井水和冷凝水，因为井水与冷凝水温度较低，可以与混合后的空气进行热湿交换，所以布水器2上的水分蒸发，吸收空气的显热，蒸发后的水蒸气最终使冷凝器23处的空气湿度增加温度降低，起到蒸发冷却的目的，减小冷凝器23的制冷工作强度，此外，随着空气泡在储水箱3中换热，储水箱3中的水持续减少，由液位传感器13测量实时液位，达到设定的下线时，通过Micro810可编程逻辑控制器打开水管道12上的循环水泵10，当达到设定的水位上限时，关闭该循环水泵10，当储水箱3中的水含有较多杂质需要清理时，可打开排污管道14上的阀门11排放污水；
当冬季供热时，需要利用到太阳能热水器21，太阳能热水器21产生的热水通过回水管20进入到集热水箱19中，进而进入储水箱3中，储水箱3中的水通过进水管17上的循环水泵10依次回到集热水箱19和太阳能热水器21中加热，这样集热水箱19和储水箱3中的水不断地被太阳能热水器21加热，此时需要拆掉布水器2，根据温度传感器测量当达到限定的温度值时，进水管17和回水管20上的循环水泵10和阀门11均关闭；经过鼓泡管4的一段时间作用，空气泡在储水箱3中换热，储水箱3中的水温降低到一定温度设定值时，同时打开进水管17和回水管20上的循环水泵10和阀门11，再次进入循环加热。同时根据液位传感器13测量，当储水箱3中的水位下降到设定值时，需要打开回水管20上的阀门11进行补水，达到设定的上限值时，回水管20上的阀门11关闭。同时也可通过补水管18对集热水箱19进行补水。在制热过程中，由于储水箱3中的水温比外界中的空气温度高很多，通过鼓泡管4换热后，空气温度大大升高，与外界补充的空气混合后，温度依然高于外界环境温度，然后进入到空调外机25，进行换热，这样不仅提高了换热效率，节省了电能消耗，还可以避免空调外机25发生结霜现象。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统，其特征在于，包括安装在室外墙壁上的空调外机（25）和安装在空调外机（25）外侧的空气箱（1），所述空气箱（1）下方连通有储水箱（3），空气箱（1）和储水箱（3）之间活动安装有多孔网状的布水器（2），所述储水箱（3）底部设置有多根鼓泡管（4），所述鼓泡管（4）通过风管（8）连接风机（7），所述布水器（2）上方设置有通过上水管道（12）连通地下水井（9）的喷嘴（5），所述储水箱（3）的底部通过出水管道（15）连通地下水井（9），所述储水箱（3）的底部设置有连接至外部排污处的排污管道（14），所述空气箱（1）连通太阳能热水器（21）的回水管（20），所述储水箱（3）的底部连通太阳能热水器（21）的进水管（17）；
所述鼓泡管（4）上入水的位置开设有多个鼓泡孔（26）；
位于布水器（2）与连接鼓泡管（4）的风管（8）之间的储水箱（3）侧壁上开设有补充空气的空气口（6）；
所述喷嘴（5）连接的上水管道（12）上安装有循环水泵（10），所述出水管道（15）和排污管道（14）上均安装有阀门（11），所述太阳能热水器（21）的进水管（17）和回水管（20）上均安装有循环水泵（10）和阀门（11），所述储水箱（3）内设置有液位传感器（13）和温度传感器；
所述空气箱（1）顶端连通有冷凝管（22）；
所述太阳能热水器（21）的进水管（17）和回水管（20）均与集热水箱（19）连通，所述集热水箱（19）上连接有补水管（18）。
2.根据权利要求1所述的一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统，其特征在于，所述风机（7）的进风口处安装有过滤网（16）。
3.根据权利要求1所述的一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统，其特征在于，所述空调外机（25）内安装有冷凝器（23）和轴流风机（24）。
4.根据权利要求1所述的一种农村鼓泡法蒸发冷热交换家用空调系统，其特征在于，所述空调外机内安装有分别与液位传感器（13）、温度传感器、各个循环水泵（10）和各个阀门（11）连接的自动控制器。
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