一種建筑用二氧化碳空調系統及含有該空調系統的建筑物的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑用空調系統領域，特別涉及一種建筑用二氧化碳空調系統及含有該空調系統的建筑物。
【背景技術】
[0002]目前，隨著人們對居住品質和室內舒適要求度的提高，以及建筑節能的發展和要求的進一步提高，導致傳統的樓用空調系統的弊端越來越明顯。在制冷劑方面，目前國內外的空調系統都是采用氟利昂作為制冷劑，但是氟利昂會破壞大氣臭氧層，從而產生較高的溫室效應。由于氨(R717)的不穩定性而且成本非常高，會使制冷系統存在不安全因素，故氨(R717)也不適合作為空調制冷劑。
[0003]在結構安裝方面，常規空調系統通常是水源式熱栗機組或空氣源式熱栗機組，以水作為載冷劑輸送到末端風機盤管內，給建筑物提供所需的冷量或熱量，樓面存在空調管路和出風口，為了遮擋空調水管、風管，通常需要設計吊項裝置，如此設置即占用了大量的建筑空間，這無疑也增加了一定的投資，還存在噪聲大、單位面積能耗高、系統效率較低，溫度分布不均勻等問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種成本低、低能耗、無污染、均溫性好的建筑用二氧化碳空調系統。
[0005]本發明一種建筑用二氧化碳空調系統，其技術方案為:
[0006]一種建筑用二氧化碳空調系統，包括室內換熱器、二氧化碳壓縮機、地源換熱器和換向裝置，室內換熱器、二氧化碳壓縮機和地源換熱器通過二氧化碳循環管路連接形成循環回路，二氧化碳循環管路的內直徑與外直徑的比值為0.99: I?0.2: I;換向裝置設置在二氧化碳循環管路中，室內換熱器設置在建筑樓板中和/或墻體中；地源換熱器設置在地下。
[0007]本發明一種建筑用二氧化碳空調系統，還可以包括以下附屬技術方案:
[0008]其中，空調系統通過換向裝置實現供冷或者供熱的調換。
[0009]其中，室內換熱器是預埋在建筑樓板中和/或墻體中的換熱管；室內換熱器和地源換熱器能夠承受80bar?120bar的壓力。
[0010]其中，地源換熱器是并排管體、U型管體或螺旋管體中的任一種或任幾種，埋設在地下20m?80m。
[0011]其中，空調系統利用二氧化碳作為單一制冷劑；并包括一個或多個二氧化碳壓縮機；二氧化碳壓縮機壓縮二氧化碳的質量流量是0.5kg/s?1.5kg/so
[0012]其中，地源換熱器埋設在凍土層，地源換熱器是不銹鋼管。
[0013]其中，二氧化碳循環管路中設置有用于節流降壓的節流閥。
[0014]其中，換向裝置是包括有a、b、c、d四個連接端的四通換向閥，四通換向閥的a端與二氧化碳壓縮機的一端連接，b端與地源換熱器連接，c端與二氧化碳壓縮機的另一端連接，d端與室內換熱器連接。
[0015]其中，換向裝置是設置在二氧化碳循環管路中的多個電磁閥。
[0016]本發明還提供了一種建筑物，其技術方案為:
[0017]一種建筑物，包括上述的一種建筑用二氧化碳空調系統。建筑用二氧化碳空調系統可用于商業、工業、民用建筑，例如商場、寫字樓、工廠、公寓等。
[0018]名詞解釋:
[0019]室內換熱器:由安裝在建筑物每層樓板內的管組組成，用于給房間加熱或制冷的
目.ο
[0020]地源換熱器:安裝在地面凍土層下的換熱器，用于與地源進行熱交換的裝置。
[0021]跨臨界循環:系統冷凝溫度高于臨界溫度，蒸發溫度低于臨界溫度的制冷循環。
[0022]亞臨界循環:系統的冷凝溫度、蒸發溫度均低于臨界溫度的制冷循環。
[0023]bar是壓強單位，I巴(bar) = 100千帕(KPa) = 10牛頓/平方厘米=0.1MPa0
[0024]本發明的實施包括以下技術效果:
[0025]本發明的一種建筑用二氧化碳空調系統，利用二氧化碳將地熱(冬天)或者地冷(夏天)的熱量循環到建筑物中，通過輻射交換熱量的方式來提供熱源或者冷源，成本低、低能耗、無污染、均溫性好。不僅能節約建筑空間，而且室內溫度分布均勻，室溫波動小，無吹風感，無噪聲，人體舒適性和節能效益比常規空調好。采用CO2作為制冷劑的空調系統，相同冷負荷(或熱負荷)條件下，CO2空調系統可節能高達70% -80%。
[0026]本發明的一種建筑用二氧化碳空調系統與常規空調系統相比，具有以下優勢:
[0027]常規空調系統末端采用風機盤管形式，能耗較高，占用空間大，而本發明將末端換熱器預埋在每層樓板內，利用鋼筋混凝土作為導體，向外散發熱量或冷量，沒有能量消耗，不占用建筑空間。
[0028]常規空調系統通常是水源式熱栗機組或空氣源式熱栗機組，以水作為載冷劑輸送到末端風機盤管內，給建筑物提供所需的冷量或熱量，系統效率較低，能耗大。本申請是直接利用制冷劑CO2作為載體，吸收地源側的冷量或熱量，用于房間的供冷和供熱，并且末端換熱器預埋在每層樓板內。整個系統運行簡單，便于管理；并且系統只有壓縮機耗電，系統運行效率高，能耗低。由于CO2臨界溫度較低，只有31.06°C，系統跨臨界循環時效率較低，本申請通過地源換熱器和樓板內換熱器形式，使得0)2制冷系統運行在亞臨界循環范圍內，大大提高系統循環效率。而CO2自然含量高，來源廣泛，成本低，價格便宜。對環境友好(0DP=0，GWP = I)，具有良好的安全性，無毒，不可燃，單位容積制冷量大，是氟利昂的4?8倍。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明實施例一所提供的一種建筑用二氧化碳空調系統示意圖
[0030]圖2為本發明實施例二所提供的一種建筑用二氧化碳空調系統示意圖
[0031]圖3為本發明實施例所提供的一種建筑用二氧化碳空調系統的埋設有有換熱管的樓板結構示意圖
[0032]1、二氧化碳壓縮機；2、地源換熱器；3、節流閥；4、室內換熱器；5、四通換向閥；6、第一電磁閥；7、第二電磁閥；8、第三電磁閥；11、第四電磁閥；9、換熱管；10、樓板。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合實施例以及附圖對本發明加以詳細說明，需要指出的是，所描述的實施例僅旨在便于對本發明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0034]實施例1
[0035]參見圖1為本發明本實施例所提供的一種建筑用二氧化碳空調系統示意圖，本實施例提供的一種建筑用二氧化碳空調系統，包括室內換熱器4、二氧化碳壓縮機1、地源換熱器2和換向裝置，室內換熱器4、二氧化碳壓縮機I和地源換熱器2通過二氧化碳循環管路連接形成循環回路，換向裝置設置在二氧化碳循環管路中，室內換熱器4設置在建筑樓板中和/或墻體中；地源換熱器2設置在地下。本實施例中，二氧化碳循環管路的內直徑與外直徑的比值為0.99: I?0.2: 1，優選0.95: I?0.7: 1，具體數值可以選擇0.99: 1,0.95: 1,0.85: 1,0.7: 1,0.2: I，上述關于二氧化碳循環管路的內直徑與外直徑比值的限定，即利于二氧化碳的傳輸，又能夠保證安全。二氧化碳循環管路中還設置有用于節流降壓的節流閥3，方便調節。空調系統以地冷或者地熱作為冷源或者熱源，并通過換向裝置實現冷源或者熱源的調換。室內換熱器4是預埋在建筑物樓板中和/或墻體中的換熱管9。將末端換熱器預埋在每層樓板10內，利用鋼筋混凝土作為導體，向外散發熱量或冷量，沒有能量消耗，不占用建筑空間。作為優選，地源換熱器2是并排管體、U型管體或螺旋管體中的任一種或任幾種，根據實際需要選擇；地源換熱器2埋設在地下20m?80m的深度，存在凍土層的地方，埋設在凍土層即可，地源換熱器2可以是不銹鋼管。空調系統利用二氧化碳作為單一制冷劑；并可以包括一個或多個二氧化碳壓縮機1，地下不銹鋼管與樓層中換熱管的數量(即換熱面積)可根據實際情況選擇。為了保證安全，室內換熱器和地源換熱器能夠承受80bar?120bar的壓力，優選室內換熱器和地源換熱器能夠承受90bar?IlObar 的壓力，具體數值可以選擇 80bar、90bar、95bar、lOObar、llObar、120bar。為了保證制冷或者制熱效果，二氧化碳壓縮機壓縮二氧化碳的質量流量是0.5kg/s?1.5kg/s，優選二氧化碳壓縮機壓縮二氧化碳的質量流量是0.7kg/s?1.2kg/s，具體數值可以選擇0.5kg/s、0.7kg/s、l.0kg/s、l.lkg/s、l.2kg/s、l.3kg/s、l.5kg/s。上述數值的限定即能夠保證機組運行安全，又能夠保證具有良好的制冷或者制熱效果。
[0036]本實施例中，換向裝置是包括有a、b、c、d四個連接端的四通換向閥5，四通