專利名稱：蓄能型太陽能水循環空調系統的制作方法
技術領域：
本發明是關于調節室溫的空調裝置，特別是關于以地下水為工質，利用太陽能調節室溫的空調系統。
目前，室內空調裝置無論是獨立窗式、柜式還是集中空調，多采用氟里昂氣體壓縮、冷凝、蒸發循環制冷的工藝流程，冬季采暖則采用電加熱的原始方法，這些空調裝置制造工藝復雜，造價高，耗電多，目前除發達國家外，一般未能在民宅中普遍使用。從四十年代起，一些國家開始研究太陽能空調，其研究方向大多是太陽能吸收式制冷及太陽能噴射式制冷，這類裝置需要大面積的集熱器，難于安裝，投資大，工藝復雜，不但熱效率低，而且必須依賴充足的陽光，陰雨及夜間無空調作用，因而存在間斷性、不穩定性和不規則性的缺點。
本發明的目的是，提供一種結構簡單，能耗少，不受氣候及時間的影響而能連續工作的太陽能空調裝置。
眾所周知，地下水因有較厚的土層復蓋，受地面溫度影響不大，一般常年保持在13-19℃，因而在夏、冬兩季，地下水與地面室內溫度的溫差可達15度以上，有些地區甚至超過20度。本發明是利用地下水與地面環境溫度的溫差，以地下水為工質，使其與地面空氣進行熱交換而實現空調目的。
根據上述原理設計的本發明空調系統由取水井、排水井、水泵、換熱器和風扇組成。換熱器和風扇置于室內、風扇固定于換熱器旁，并可向換熱器吹風。水泵(1)的進口管(2)插入取水井(3)中，泵的出口通過管道(4)與換熱器(5)的進口相連接，換熱器的出口通過管道(6)插入排入排水井(7)中。換熱器(5)由兩個集水腔(5-1)、(5-2)和若干根列管(5-3)組成，列管外套有若干層散熱片(5-4)，列管的兩端分別與集水腔(5-1)和(5-2)相通。夏季，泵(1)由井(3)吸取地下水通過出口管道(4)壓入換熱器(5)，在此，溫度較低的地下水從集水腔(5-1)分別流入各列管(5-3)，水通過管壁及散熱片與換熱器周圍的較熱空氣進行熱交換而使水溫升高且由集水腔(5-2)流出，經管道(6)流入井(7)中，換熱器周圍被地下水冷卻了的空氣通過風扇吹向室內。并將室內較熱的空氣送向換熱器周圍，如此連續不斷地運轉可使室內溫度降低。以上過程中，井(3)水吸收了太陽能而升溫，升溫后的水不斷流入排水井(7)，井(7)作為蓄能庫將工質水吸收的太陽能貯于地下，待冬季采暖時使用。冬季到來時，地面溫度下降，而井(7)中的水仍保持較高的水溫，此時，系統以井(7)為取水井，井(3)為排水井，泵(1)移至井(7)重復以上過程，井(7)的水通過換熱器向室內散熱釋能，同時水溫下降并排入井(3)中，井(3)貯存冷量待夏季使用。本發明中換熱器(5)的列管(5-3)為長方形扁管，管外套有多層金屬散熱片，以最大限度地增加傳熱面積，過水腔的作用是使水的流速減小。以增加水在管內的停留時間，提高熱交換效率。
綜上所述，本發明以地下水為工質，使太陽能通過室內空氣傳遞給工質水，利用水井作為蓄能庫，在水泵作用下，工質水在兩井之間循環，交替進行蓄能和釋能過程，從而達到空調目的，與現有的以集熱器收集太陽能的空調相比，其熱效率高，以地表水層作為蓄能庫，因而不受陰雨天氣的影響，白天與黑夜效果相同。整個系統只需維持水泵和風扇的電耗，與常規的電力空調相比，節電93%以上。此外，采用本空調系統使空氣中的水分在露點溫度下凝結，有很好的除濕效果。本空調結構簡單，價格低，耗能少，因而一般民宅都能普及使用。
下面結合
本發明的實施例。
圖1是本發明空調系統設備組裝示意圖。
圖2是換熱器結構示意圖。
圖3是圖2的A-A剖面圖。
圖4是多戶合用同一系統的本發明實施例。
圖1中，系統各設備之間采用塑料軟管連接，水泵可采用單相泵，也可采用三相泵。換熱器列管為長方形扁管，總數最好在140根以上。
本發明還適合多戶合用同一個空調系統，如整幢樓房集中空調，安裝簡便且更為經濟，圖4是樓房各戶合用一個空調系統的本發明實施例，本實施例中系統采用同一口取水井、排水井，同一個水泵，通過并聯管道，實現多戶集中空調，各用戶(9)通過水閥(10)控制工質水的流量。
下面通過使用實例進一步說明本發明空調系統的使用效果。
實例1(夏季制冷)時間1988年7月16日中午1230房屋條件24米2磚結構平房，保溫性能差;
室外實測溫度41.5℃(氣象臺預報當天最高溫度38℃);
水泵220V單相離心泵，流量2米3/時，功率120瓦。
風扇功率32瓦，風量600米3/時;
水井井深3.5米，兩井相距4.8米。
實側數據如下表。
進水 出水 室溫出風口 制冷量 耗電能序號 種類 溫度 溫度 溫度 千卡/時(瓦)(℃) (℃) (℃) (℃)1 剛開機 14.5 19.3 35.5 23 9600 1522 工作35分 14.5 16.5 25 19 4000 152實例2(夏季制冷)日期1988年7月18日中午12∶00房屋條件18米2樓房，保溫性能好;
室外實測溫度39.5℃其它條件如實例1，本發明實測數據如下表進水 出水 室溫 出風口 制冷量 耗電能種類 溫度 溫度 溫度(℃) (℃) (℃) (℃) (大卡/時) (瓦)剛開機 14.5 17.5 32 22 6000 152開機50分 14.5 15.7 23 18.5 2400 152實例3(冬季采暖)時間1988年11月25日晨6∶00氣象預報最低溫度-4℃其它條件如例2，實測數據如下表。
進水 出水 室溫 出風口 制熱量 耗電功 十小種類 溫度 溫度 時耗(℃) (℃) (℃) (℃) (千卡/時) (瓦) 電(度)剛開機 18.5 16 5 13 5000 152 1.52開機30分 18.5 17.5 13 15.5 2000 152 1.52實例4(本發明與現有電力空調開機10小時，數據比較)時間1988年7月16日12∶30～22∶30起始濕度89%室溫 制冷量 濕度 電功率10小10小年電費 造序號 類 別 時耗電時電費(70天 價(℃) (千卡/時) (％) (瓦)能 (度) (元)計) (元)(元)1 電力空調 25 4000 82.5 2443 24.4 5.61 392.7 5000太陽能2空 調 25 4000 73152 1.52 0.35 24.5 400序號2序號1 1:1 1:1 1:1.13 1:16 1:16 1:16 1:16 1:12.5實例5(當室溫達到各平衡溫度時，本發明與現有電力空調制冷量的比較)時間、地點同例2。
室溫 14.5 20 25 30 35.5 38太陽能空調 0 1050 4000 6000 9600 -(千卡/時)普通空調 4000 4000 4000 4000 4000(千卡/時)從例1～例3可見，本發明空調系統制冷或采暖效果明顯，開機半小時以上室溫變化可達8～9度。從例4可見，當室內溫度同樣達到25℃時，本發明空調系統耗能只有電力空調的1/16，從例5可見，本發明空調系統制冷容量儲備很大，對溫度變化的適應能力很強，是普通電力空調所沒有的。當環境溫度上升時，因溫差大，制冷量也迅速隨之提高，而普通電力空調的制冷量是一定值。因此，其不僅適用家庭使用，還能適合于環境溫度較高的會議室、影劇院、食堂等公共場所使用。從例4所列濕度數據可知，本發明空調系統有較好的除濕效果，可防止夏季糧食、衣被霉變。
權利要求
1.蓄能型太陽能水循環空調系統。其特征是所述的空調系統由取水井(3)、排水井(7)、換熱器(5)、風扇(8)及水泵(1)組成，風扇固定在換熱器旁，水泵(1)的進口管(2)插入取水井(3)中，泵的出口通過管道(4)與換熱器(5)的進口相連接，換熱器的出口通過管道(6)插入排水井(7)中。
2.如上述權利要求1所述的空調系統，其特征是所述的換熱器(5)由兩個集水腔(5-1)、(5-2)和若干根列管組成，列管的兩端分別與兩個集水腔相通，管外套有若干層散熱片(5-4)。
3.如上述權利要求2所述的空調系統，其特征是所述的換熱器列管(5-4)是長方形的扁管。
全文摘要
本發明關于一種蓄能型太陽能水循環空調系統。該系統由兩個水井及水泵、風扇、換熱器組成。系統以水為工質，太陽能通過室內空氣傳遞給工質水。利用水井作為蓄能庫，在水泵的作用下，工質水在兩井之間循環，交替進行蓄能和釋能過程，從而達到調節室內環境溫度的目的。本空調系統熱效率高，且不受陰雨天氣及白晝黑夜的影響而能連續工作，系統能耗小，造價低，適于一般居宅及公共場所使用。
文檔編號F24F5/00GK1052179SQ8910248
公開日1991年6月12日 申請日期1989年12月2日 優先權日1989年12月2日
發明者顧為東 申請人:顧為東