CN1987228A - 采用虹吸原理用江水作冷源的中央空调系统 - Google Patents

Abstract

不使用能源制冷，用江水与环境空气的温度差，对房间降温的空调系统。设计进出水温度差2－3℃度，空调水系统多分区，采用将水系统抽真空，在排水管部份产生虹吸现象，增加系统流量。采用专门设计的末端空调器。水泵出口端安装电磁阀，用反方向的倒向水流冲洗Y型过滤器和潜水泵滤网。换热器多排管并联工作，降低换热管内水流速度，换热器设计管内最大水流速度低于0.8米/秒。部份房间设计江水降温与水源热泵空调器降温双系统，解决高端用户需求。水源热泵空调器安装卫生热水加热器，解决卫生热水需求。

Description

采用虹吸原理用江水作冷源的中央空调系统

所属技术领域；

本发明涉及一种空气调节系统。采用江水降温的中央空调系统。

背景技术；

目前公知的空气降温调节系统，是由能源制冷实现降温。

发明内容；

为了克服现有的能源制冷能耗高的缺点，发明一种采用虹吸原理用江水降温的中央空调系统，该系统是利用江水与环境空气的温度差进行热交换降温。

本发明解决其技术问题所使用的技术方案是；

江水与环境空气的温度差值较小，空调系统进出水温度差值设计为：空调低区2℃度，空调高区2.5-3℃度。空调系统分为4个区，低区、中区、次高区，高区。

4个区分别采用循环水泵独立供水，分别下排水，排水在底层汇流管集中排向江中。采用水系统抽真空、工作时排水流速远大于进水管流速，排水管部份为负压，水流下落时产生虹吸现象，增加了系统流量。在每个分区排水管的最高位置处、安装连接真空泵，系统排水管负压工作。

专门设计适宜江水冷源工作的吊顶卧式明装轴流式风机盘管末端空调器，专门设计适宜江水冷源工作的吊顶卧式暗装离心式风机盘管末端空调器。

增加末端空调器的换热面积，加大末端空调器水流通截面积，降低铜管内水流速度，减少减少污垢系数高的水流对铜管壁的磨损。

多采用吊顶卧式明装轴流式风机盘管空调器，优化风量能耗比，提高空气流量，提高热交换效率。

具体实施方式；

1：采用吊顶卧式明装轴流式风机盘管空调器，分单风机与双风机盘管空调器2种，配400mm轴流式风机。具有空气流量大，能耗低，热交换效率高，不占用地面积的特点。

2：采用吊顶卧式暗装离心式风机盘管空调器，具有换热面积大，出风压力高，不占用地面积的特点。

3：系统采用潜水泵取水，订制：转速970转/分。空调系统分低区、中区、次高区，高区，提高水泵效率。中区，高区水平楼层采用4-5米低扬程、大流量管道泵保证水平楼层流量。高区竖向楼层、采用安装竖向加压管道泵增加高区水压。所有管道泵，进水立管，排水立管安装在建筑物管道井内。

4：在空气降温调节系统每个分区排水管的最高位置处、安装连接真空泵，系统工作前启动真空泵，对系统进一步抽真空。系统工作时、处于低位的水泵向处于高位的末端空调器供水，排水管内水流为自由落体运动，流速远大于进水管，排水管内为负压，产生虹吸现象，增加了系统流量，提高了能效比，降低了水泵能耗。

5：河水有悬浮物，本系统采用潜水泵上安装滤网，系统中安装2级Y型过滤器解决。Y型过滤器与滤网的排污，采用在潜水泵和循环水泵出口端安装防水电磁阀，水泵停机时，首先关闭水泵，利用反方向的倒向水流冲洗Y型过滤器和潜水泵滤网，最后关闭电磁阀。

6：河水污垢系数高的解决办法；

房间末端空调器，采用φ16×1mm换热管，6排管到10排管并联工作、降低水流速度，设计换热管内最大水流速度小于0.8米/秒，减少污垢系数高的水流对铜管壁的磨损。

7：末端空调器的清洁排污：

末端空调器采用上进水、下出水，有利于末端空调器排污。系统设计清水池(兼消防池)，安装清水冲洗泵、采用经过澄淀的清水冲洗系统。

8：部份房间设计江水降温与水源热泵空调器双系统，解决高端用户需求。

9：水源热泵空调器安装卫生热水加热器，解决用户卫生热水需求。

10：空调系统制冷量的增减，采用启动水泵数量和调节水泵流量与末端空调器的风量实现。

本发明的有益效果是：

不使用能源制冷，采用江水冷源降温。节约了能源制冷产生的能耗与空调主机投资。江水温度高、保温工程要求低，节约了保温工程投资。系统制冷功率的增减，采用增加和减少水流量和风机风量的方式调节，能耗低。

没有能源制冷主机投资与维修问题，结构简单。为沿江河附近的建筑物房间，提供了一种廉价降温途径。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是采用江水降温的中央空调原理图；图2是采用江水降温的中央空调楼层水平系统图；图3是房间空调器原理图；图4是采用江水降温的房间空调热交换器图；图5是4个空调分区系统流程图；图6是江水冷源吊顶卧式明装轴流式风机盘管空调器图；图7是江水冷源吊顶卧式暗装双离心式风机盘管空调器图；图8是风机盘管电磁阀双向控制电路图。

图1：采用江水降温的中央空调原理图；

在图1实施例中中，潜水泵(1)，潜水泵滤网(2)，防水电磁阀(3)，橡胶软管(4)，Y型过滤器(5)，分水器(6)，柔性橡胶接头(7)，循环水泵组件(8)，倒向水流冲洗电磁阀(9)，空调分区流量显示器(10)，盘管风机电磁阀(11)，冷水盘管风机(12)，截止阀(13)，负压空气罐(14)，抽空电磁阀(15)，真空泵(16)，高区加压管道泵组件(17)，水泵止回阀(18)，空调系统冲洗排污电磁阀(19)，系统冲洗泵(20)，清水池(21)，清水池加水阀(22)，另外2分区供水管(23)，另外2分区排水管(24)，排水汇流管(25)，供水管(L1)，排水管(L2)，其中有楼层空调系统插入(垂直虚线)，其中有盘管空调器插入(水平虚线)。

图1附图说明；

空调系统进出水温度差值设计为低区2℃度，中区与高区2.5-3℃度，空调系统设计制冷量由设计流量决定，空调系统制冷量的调节、采用增减水泵的运行台数决定。江水温度较高，末端空调器的换热面积设计为；常规相同制冷量末端空调器换热面积的4-5倍见图4、图6、图7。

共设计4个空调分区，分别采用不同扬程水泵供水。每个分区的供水管与排水管安装在建筑物卫生间管道井内，排水管在底层集中于汇流管排向江中，排水管出口没于江中水位线下，出口朝向下游。每个空调分区排水立管顶端、分别安装0.1立方米负压罐和排量20升/分钟、真空泵。

按设计图安装，系统试压合格做12小时抽真空。观察真空表，启动潜水泵5分钟后停机，再做12小时抽真空，启动循环水泵5分钟后停机，再做24小时抽真空，压力达到50Pa以下合格。启动系统循环水泵、作空调系统调试与试运行。以后空调系统每次工作前抽真空20—30分钟，排除系统少量空气。

抽空电磁阀与真空泵联动，真空泵的安装高度大于真空泵吸水高程，并且留2—3米余量吸水高程。

防水电磁阀与水泵出口电磁阀的作用；

停机时先关闭水泵、用水泵停机时的倒向水流冲洗Y型过滤器和潜水泵滤网，然后关闭电磁阀。

楼层盘管风机电磁阀的控制与系统冲洗排污；

江水有时混浊，系统设计一个清水池与系统冲洗泵。系统停机后冲洗排除混浊水时，由中央空调集中控制室开启冲洗楼层末端空调器进水电磁阀，(其它楼层电磁阀关闭)启动系统冲洗泵，轮流打开系统冲洗排污水泵电磁阀(19)，用清水池里澄淀后的清水、分层轮流冲洗各个分区楼层系统，排除浑水。盘管风机电磁阀由中央空调集中控制室和用户端双向控制，见图8。

图2：采用江水降温的中央空调楼层水平系统图

在图2所示实施例中，楼层水平系统流量计(1)，楼层水平系统流量调节阀(2)，楼层水平系统出水温度显示计(3)，楼层水平系统进水温度显示计(4)，楼层水平系统加压管道泵(5)高楼层加压管道泵(6)。

图2附图说明；

在实施例中，调节楼层水平系统流量调节阀(2)、观察楼层水平系统流量计(1)、达到本层流量设计值。将本楼层盘管风机开高速档，盘管风机出水阀全部开大，用规格0.1℃刻度、红外线温度计测量盘管风机进出水温度差，观察盘管风机进出水温度值、将温度差值小的盘管出水阀调小、使进出水流量与温度差符合设计值。

图3；房间空调器原理图：

在实施例中；江水冷源风机盘管与水源热泵盘管双配置房间(1)，单配置江水冷源风机盘管房间(2)，水源热泵机组箱(3)，卫生热水热交换器(4)，制冷压缩机(5)，紫铜螺旋管冷凝器(6)，紫铜螺旋管冷凝器进出管(7)，螺旋管冷凝器进出水异径外丝管接头(8)，楼层水平系统流量计(9)，水流量调节阀(10)，江水冷源风机盘管(11)，风机盘管电磁阀(12)，电磁四通阀(13)，水源热泵机组卫生热水循环进出管(14)，氟过滤器(15)，节流管(16)，水源热泵机组风机盘管(17)，卫生热水热交换器氟进气管(18)，卫生热水热交换器氟出气管(19)，水源热泵机组吊构固定件(20)，水源热泵机组氟进出气管(21)，电子数字显示温度控制器(22)，靶式流量计(23)。

图3附图说明；

在设计上用户有高要求时，房间作江水冷源空调器与水源热泵机组空调器双配置。当用户设置为高冷时，江水冷源空调器与水源热泵机组空调器同时工作，当达到用户设置温度时水源热泵机组空调器停止工作，江水冷源空调器继续工作。当用户设置为中冷或低冷时，水源热泵机组空调器不运转工作，河水冷源空调器运转工作，。当用户设置为中冷时江水冷源空调器风机高速运转，当用户设置为低冷时江水冷源空调器风机中速运转。

电子数字显示温度控制器的整定值；

水源热泵机组空调器的下限停机整定值为28℃度，高于31℃度自动运转，温度低于28℃度不运转，只有江水冷源空调器工作。江水冷源空调器不作温度设定，只设定风机高速、中速运转和开关。

为了充分利用热能，在图三所示实施例中安装了水源热泵机组卫生热水热交换器(4)，利用压缩机制冷时排出的热能加热卫生热水，卫生热水热交换器、管侧走氟，壳侧走水。热交换器必须垂直安装，制冷剂出气管接下端，利于压缩机回油。卫生热水进管接热交换器下端，上端接热储水箱。建筑设计有集中热水供应系统时，卫生热水进出管接该循环系统。

冬天水源热泵机组制热时将卫生热水热交换器水排空，并关闭进出水阀。根据用户热水需求量条件、热水强制循环与自然对流循环均可。对流循环热储水箱安装位置应高于水源热泵机组。

图4：采用江水降温的房间空调热交换器；

在实施例中，φ16×1紫铜管、防腐亲水铝翅片，液压涨管热交换器。铝翅片间距2mm，铝翅片厚度，0.25mm(1)，8排管并联装热交换器(2)，明装空调器6排管并联热交换器(3)，暗装空调器6排管并联热交换器(4)，暗装空调器10排管并联热交换器(5)。

图4附图说明；江水有时污垢系数大，采用多排管并联降低换热铜管内水流速度，减少铜管壁磨损。现方案设计铜管内最大水流速度0.8米/秒。

图5；4个空调分区系统流程图；

在实施例中：潜水泵(1)，潜水泵滤网(2)，防水电磁阀(3)，橡胶软管(4)，Y型过滤器(5)，分水器(6)，清水池加水阀(7)，清水池(8)，系统冲洗泵(9)，柔性橡胶接头(10)，空调系统冲洗排污电磁阀(11)，循环水泵(12)，系统倒向水流冲洗电磁阀(13)，Y型过滤器(14)，空调分区流量显示器(15)，冷水盘管风机(16)，盘管风机电磁阀(17)，冷水盘管风机出水阀(18)，水源热泵机组螺旋管水冷冷凝器(19)，卫生热水进水管(20)，卫生热水出水管(21)，卫生热水热交换器(22)，制冷压缩机(23)，氟过滤器(24)，节流管(25)，氟盘管风机(26)，房间温度控制器(27)，电磁四通阀(28)，高区水平楼层加压管道泵组件(29)，楼层水平系统流量计(30)，负压空气罐(31)，抽空电磁阀(32)，真空泵(33)，高区竖向楼层加压管道泵组件(34)，去空调其它分区系统供水管(35)，空调其它分区系统排水管(36)，供水管(L1)，排水管(L2)，制冷剂管(F)。表示其中有楼层空调系统插入(垂直虚线)，表示其中有盘管空调器插入(水平虚线)。

图5附图说明；

河水混浊时空调系统停机后，启动清洗泵，按顺序轮流打开清洗楼层风机盘管电磁阀，用清洗池的清水冲洗系统。其它未清洗楼层风机盘管电磁阀关闭。图6：江水冷源吊顶卧式明装双轴流式风机盘管空调器。

在图六所示实施例中；φ16×1紫铜管、液压涨管，防腐亲水铝翅片热交换器、液压涨管，铝翅片间距2mm，厚度0.25mm(1)，8排管并联热交换器，换热面积120平方米(2)，6排管并联热交换器，换热面积60平方米(3)，轴流式风机(4)，双轴流式风机空调器透视图(5)，空调器吊杆安装固定件(6)，冷水进出管孔(7)，轴流式风机空调器透视图(8)，双轴流式风机空调器背视图(9)，轴流式风机空调器背视图(10)，吊顶明装双轴流式风机盘管空调器(11)，吊顶明装轴流式风机盘管空调器(12)，空气滤网(13)。

图6附图说明；

空调器内壁面粘贴0.1mm厚聚脂薄膜防水、防锈，再粘贴10mm厚聚安脂开孔软泡沫吸声降噪。空调器配400mm轴流式风机。具有空气流量大，能耗低，热交换效率高的特点。

图7：江水冷源吊顶卧式暗装双离心式风机盘管空调器。

在图7所示实施例中；(单位、mm)

φ16紫铜管铝翅片热交换器、液压涨管，防腐亲水铝翅片间距2mm，厚度0.25mm(1)，6排管并联热交换器，换热面积73平方米(2)，10排管并联热交换器，换热面积125平方米(3)，离心式风机(4)，双离心式风机空调器透视图(5)，冷凝水出孔(6)，冷水进出管孔(7)，吊顶卧式暗装双离心式风机空调器立面图(8)，空调器出风口(9)，空调器吊杆安装固定件(10)，空气滤网(11)。

图8：风机盘管电磁阀双向控制电路图。

在图8所示实施例中；风机盘管电磁阀线圈(1)，用户端风机盘管电磁阀控制继电器(2)，集中控制室端风机盘管电磁阀控制隔离继电器(3)，用户端风机盘管控制器(4)，接集中控制室端风机盘管电磁阀控制开关(5)。

图八附图说明；

系统停机后冲洗排污时，按顺序打开清洗楼层风机盘管电磁阀，实现用户与集中控制室双向控制风机盘管电磁阀启闭。

Claims (8)

1：采用虹吸原理用江水作冷源的中央空调，利用江水与环境空气的温度差，对建筑房间降温的空调系统，其特征是，采用江水作冷源对建筑物房间降温，空调水系统分低区、中区、次高区，高区，每个分区采用独立的供水与排水系统，分别安装循环泵，每个分区排水立管在底层汇流管集中排向江中，在中区安装水平楼层加压管道泵，在高区安装竖向楼层和水平楼层加压管道泵，在每个空调分区的排水管最高位置处安装真空泵，对水系统抽真空，排水管负压工作。

2：采用φ16×1mm紫铜管铝翅片热交换器，6排管并联工作，用江水作冷源的吊顶卧式明装轴流式风机盘管空调器。

3：采用φ16×1mm紫铜管铝翅片热交换器，8排管并联工作，用江水作冷源的吊顶卧式明装双轴流式风机盘管空调器。

4：采用φ16×1mm紫铜管铝翅片热交换器，6排管并联工作，用江水作冷源的吊顶卧式暗装双离心式风机盘管空调器。

5：采用φ16×1mm紫铜管铝翅片热交换器，8排管并联工作，用江水作冷源的吊顶卧式暗装双离心式风机盘管空调器。

6：采用φ16×1mm紫铜管铝翅片热交换器，10排管并联工作，用江水作冷源的吊顶卧式暗装双离心式风机盘管空调器。

7：水泵出口端安装电磁阀，水泵停机时，电磁阀处于开启状态，用反方向的倒向水流冲洗Y型过滤器和潜水泵滤网。

8：采用江水作冷源的空调房间中配置水源热泵空调器，在水源热泵空调器中安装卫生热水加热器，利用空调器制冷时排出的热量加热卫生热水。

Images