專利名稱：季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)江河湖海等天然地表水資源進(jìn)行綜合利用的技術(shù)，具體地指一種季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
將冷/熱量儲(chǔ)存在某種介質(zhì)或材料中，在另一時(shí)段釋放出來的系統(tǒng)稱為蓄能系 統(tǒng)。當(dāng)冷/熱量以顯熱或潛熱的形式儲(chǔ)存在某種介質(zhì)中，并能夠在需要時(shí)釋放出冷/熱量的 空調(diào)系統(tǒng)稱為蓄冷/熱空調(diào)系統(tǒng)。冰蓄冷技術(shù)是上世紀(jì)80年代從國外首先發(fā)展起來的高 效節(jié)能技術(shù)。1979年美國率先編寫并出版了《建筑物非峰值期降溫導(dǎo)則》，其后開始大面積 推廣應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)。到上世紀(jì)90年代美國已有40多家電力公司制定了分時(shí)計(jì)費(fèi)電價(jià)， 從事蓄冷系統(tǒng)開發(fā)及冰蓄冷專用制冷機(jī)開發(fā)的公司多達(dá)數(shù)十家。歐洲、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國 家以及我國的臺(tái)灣地區(qū)也在上世紀(jì)80年代開始了蓄冷技術(shù)的應(yīng)用研究。日本在1990年只 有200個(gè)左右的冰蓄冷系統(tǒng)，到2002年已多達(dá)1萬多個(gè)大型蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，而與商用空調(diào) 相結(jié)合的小型冰蓄冷系統(tǒng)已超過10萬多個(gè)，電網(wǎng)低谷電約有45%被加以利用，運(yùn)行費(fèi)用可 節(jié)省20 30%。我國從上世紀(jì)90年代也開始研發(fā)冰蓄冷技術(shù)，至今已有多個(gè)冰蓄冷項(xiàng)目 投入運(yùn)行。然而，現(xiàn)有的冰蓄冷技術(shù)一般都是采用電力蓄冷的方式，即利用峰谷電價(jià)的差別， 在電力負(fù)荷較低、電價(jià)較為便宜的夜間用電制冷機(jī)制冷，并將所制得的冷量存儲(chǔ)起來，在電 力負(fù)荷高峰期、電價(jià)較高的白天將存儲(chǔ)的冷量釋放出來，以滿足空調(diào)的需要。雖然這種冰蓄 冷技術(shù)具有可以減少冷水機(jī)組、鍋爐、風(fēng)機(jī)和水泵的電消耗、進(jìn)而減輕用電高峰期內(nèi)電負(fù)荷 的優(yōu)點(diǎn)，但它仍然存在如下缺陷其一，這種冰蓄冷技術(shù)使用的介質(zhì)都是當(dāng)季的普通生活用 水，且需要量十分巨大，按每噸生活用水1 2元人民幣的估價(jià)，其使用成本居高不下，給企 業(yè)帶來沉重負(fù)擔(dān)；其二，這種冰蓄冷技術(shù)僅僅是利用了供電企業(yè)電價(jià)分時(shí)計(jì)費(fèi)的規(guī)則節(jié)約 部分用電成本，實(shí)際上并沒有節(jié)約電量消耗，這離國家節(jié)能環(huán)保的既定政策要求還有很大 的差距。隨著煤炭碳資源的日益枯竭以及火力發(fā)電對(duì)環(huán)境污染的問題日益嚴(yán)峻，利用天然 的、環(huán)保的低位能資源補(bǔ)充或替代電能已成為當(dāng)務(wù)之急。自然界的江河湖海等地表水中蘊(yùn)含著大量的潛能，具有很大的開發(fā)潛力。我國具 有豐富的地表水資源，特別是在我國的南方地區(qū)隨處可見，但這些免費(fèi)地表水資源的利用 方法較為單一、利用率也不高，特別是沒有發(fā)揮其中所儲(chǔ)存潛能的作用。目前，如何充分利 用地表水實(shí)現(xiàn)能量的積蓄和轉(zhuǎn)換，進(jìn)而替代部分火電電能、降低燃煤對(duì)空氣的污染、減少二 氧化碳排放，一直是科研人員努力探索的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在充分開發(fā)天然水資源的“蓄能”作用，提出一種季節(jié)性低位能地 表水蓄冷空調(diào)方法及其設(shè)備。采用該方法和設(shè)備，可以利用季節(jié)性溫差，將冬天的低位能地 表水中的冷量儲(chǔ)存起來用于夏天空調(diào)，從而減輕或取代部分火電負(fù)荷、降低火力發(fā)電的燃煤量、減少二氧化碳排放，其節(jié)能減排的社會(huì)效益和現(xiàn)實(shí)意義要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單純分時(shí)計(jì)費(fèi)的 電力蓄冷方式。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法，包括如下 步驟1)選擇低溫季節(jié)，收集地表面以各種形式存在的低位能水和/或地面上的天然冰 塊；2)對(duì)所收集的低位能水進(jìn)行檢測，如果符合工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)就直接進(jìn)行下面的步 驟，如果不符合標(biāo)準(zhǔn)就進(jìn)行沉淀、過濾處理，直至達(dá)到工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)；3)將符合工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)或經(jīng)過沉淀、過濾處理達(dá)標(biāo)的低位能水輸入到埋設(shè)在地下 的隔熱儲(chǔ)水池中；4)在向隔熱儲(chǔ)水池輸入低位能水的同時(shí)，將占輸入總量大部分的低位能水制成冰 塊；5)將所制得的冰塊、以及所收集的天然冰塊送至埋設(shè)在地下的隔熱冷庫中儲(chǔ)存；6)在高溫季節(jié)，取出隔熱冷庫中所儲(chǔ)存的冰塊使其融化，并將該冰塊以及融化形 成的冷凍水作為空調(diào)器中循環(huán)介質(zhì)的冷卻源，即可滿足低溫季節(jié)蓄冷用于高溫季節(jié)空調(diào)的需要。在上述步驟6)中，可將隔熱冷庫中所儲(chǔ)存的冰塊投放到融冰池中，并根據(jù)需要決 定是否引入一部分隔熱儲(chǔ)水池中的低位能水，使冰融化；同時(shí)將空調(diào)熱交換器的回水盤管 置于融冰池內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)回水盤管中的空調(diào)回水降溫，滿足一般小規(guī)模空調(diào)器制冷的正常 循環(huán)。在上述步驟6)中，將隔熱冷庫中所儲(chǔ)存的冰塊投放到融冰池中，并根據(jù)需要決定 是否引入一部分隔熱儲(chǔ)水池中的低位能水，使冰融化，然后將所融化的冷凍水輸入到冷水 槽中；同時(shí)將空調(diào)熱交換器的一部分回水盤管置于融冰池內(nèi)，將空調(diào)熱交換器的剩余回水 盤管置于冷水槽內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)全部回水盤管中的空調(diào)回水降溫，滿足大規(guī)?？照{(diào)器制冷的 正常循環(huán)。將所儲(chǔ)存的冷源分為冰塊和冷凍水利用，有如下好處一方面通過較高的空調(diào) 器回水溫度使冰塊融化，可充分利用冷源冷量，減少冰塊用量，進(jìn)而減少隔熱冷庫的占用空 間，降低建造成本；另一方面通過大面積冷凍水的直接浸泡，可快速實(shí)現(xiàn)冷凍水與空調(diào)器回 水的熱交換，并可方便、靈活、準(zhǔn)確地控制空調(diào)回水溫度。在上述步驟1)中，所收集的低位能水優(yōu)選溫度在5°C及以下的天然低溫水、冰雪 水、冰渣水，以使所收集到的低位能水的冷含量盡可能大，后續(xù)制冷所消耗的能量盡可能 小。在上述步驟4)中，所制成的冰塊溫度最好控制在_5°C 0°C的范圍內(nèi)。這樣，既 可完成從液態(tài)的低位能水到固態(tài)的冰的相變、滿足最大限度蓄冷的需要，又可從經(jīng)濟(jì)上將 制冰的能耗控制到合理的程度。在上述步驟6)中，所獲得的低溫冷卻水的溫度應(yīng)控制在0 6°C的范圍內(nèi)，以滿足 其與用戶空調(diào)器進(jìn)行熱交換的需要，確保用戶空調(diào)器能夠正常運(yùn)行。在上述步驟3)和步驟5)中，所說的隔熱儲(chǔ)水池和隔熱冷庫最好設(shè)置在地面以下 深度至少3m的位置。這樣，可以利用地面下層一定深度處的恒溫作用，盡量減少隔熱儲(chǔ)水 池和隔熱冷庫與外界的熱量傳遞，將蓄冷損失控制在最小的范圍內(nèi)。
在上述步驟4)中，最好利用工業(yè)廢熱或余熱(如發(fā)電廠的廢氣)，采用氨吸收式制 冷方式，將占輸入總量70 80%的低位能水制成冰塊。這樣，一方面可以充分發(fā)揮工業(yè)廢 熱或余熱的作用，減少或杜絕制冰過程中的電能消耗，最大限度地滿足節(jié)能環(huán)保的要求。另 一方面可以大幅減少隔熱儲(chǔ)水池的建造空間，節(jié)約設(shè)備投資成本。為實(shí)現(xiàn)上述方法而專門設(shè)計(jì)的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備，包括通過管路 和泵依次相連的沉淀池、過濾池、隔熱儲(chǔ)水池和提升泵房，還包括制冰機(jī)組、隔熱冷庫和融 冰池。沉淀池的輸入端通過管路和泵與儲(chǔ)存地表水的江、河、湖或庫相連，提升泵房的輸出 端通過管路和泵分別與制冰機(jī)組、融冰池的輸入端相連，隔熱冷庫用于儲(chǔ)存制冰機(jī)組所制 成的冰塊和所收集的天然冰塊，融冰池內(nèi)布置有空調(diào)熱交換器的全部回水盤管。該設(shè)備配 置可滿足一般小型空調(diào)器制冷的正常循環(huán)。
進(jìn)一步地，上述設(shè)備還包括一個(gè)冷水槽，所述融冰池的輸出端與冷水槽的輸入端 相連，融冰池內(nèi)布置有空調(diào)熱交換器的一部分回水盤管，冷水槽中布置有空調(diào)熱交換器的 剩余回水盤管。融冰池內(nèi)布置的一部分回水盤管可以通過熱交換吸收冰塊的冷量使其融 化，同時(shí)降低空調(diào)回水的溫度。冷水槽中布置的剩余回水盤管可以通過熱交換吸收冷凍水 的冷量，從而將空調(diào)回水溫度降低到設(shè)定的數(shù)值。冷水槽的配置可滿足大型空調(diào)器制冷的 正常循環(huán)。再進(jìn)一步地，上述沉淀池的輸入端管路頭部設(shè)置有漏斗狀集水器，漏斗狀集水器 固定設(shè)置在水面以下，其頂部開口距離水面10 200mm。一般而言，在低溫季節(jié)，特別是在 寒冷的冬季，天然地表水的水面溫度是最低的，采用開口向上的漏斗狀集水器能夠確保所 收集到的低位能水的冷含量最大。更進(jìn)一步地，上述隔熱儲(chǔ)水池和隔熱冷庫均設(shè)置在地面以下深度至少3m的位置， 最好在3 5m之間。一般而言，地面下3 5m處就基本上處于恒溫狀態(tài)，受外界熱傳遞的 影響波動(dòng)幾乎不變，將隔熱儲(chǔ)水池和隔熱冷庫設(shè)置在此位置，一方面能夠有效阻止隔熱儲(chǔ) 水池和隔熱冷庫與外界的熱量傳遞、確保蓄冷效果良好，另一方面適當(dāng)?shù)牡叵虏贾蒙疃瓤?以最大限度地節(jié)省工程費(fèi)用。本發(fā)明的核心理念包括如下幾個(gè)方面一是將冬季低位能地表水或可以收集到的 冰雪水進(jìn)行收集、儲(chǔ)藏、保溫到夏季使用，可獲得節(jié)能效果。二是利用工業(yè)余熱、廢熱通過氨 吸收式制冷方式將儲(chǔ)藏的低位能水制成冰，到夏季使用冰與儲(chǔ)藏的低位能水混合制成低溫 冷卻水，再與用戶空調(diào)器進(jìn)行熱交換，可獲得節(jié)能和節(jié)省投資的效果。三是在沒有余熱和廢 熱的地區(qū)，可利用電制冷的冰與儲(chǔ)藏的低位能水混合制成低溫冷卻水，再與用戶空調(diào)進(jìn)行 熱交換，同樣可獲得節(jié)能和節(jié)省投資的效果。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面其一，本發(fā)明采用創(chuàng)新的蓄能方式，實(shí)現(xiàn)了能量季節(jié)性的轉(zhuǎn)移，將所蓄能量運(yùn)用到 現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)中去，節(jié)能減排效果將十分顯著，可帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其二，本發(fā)明充分開發(fā)了水的“蓄能”作用，將水作為新能源和環(huán)保能源使用，其經(jīng) 濟(jì)效益和社會(huì)效益同樣是不可估量的。其三，本發(fā)明將水的沉淀、過濾、能源工質(zhì)儲(chǔ)藏、利用余熱、廢熱通過氨吸收制冰、 冷藏、融冰、熱交換等過程有機(jī)地集合為一體，其工藝方法簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，便于操作和 維護(hù)，可以達(dá)到節(jié)能和節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)的目標(biāo)。
其四，本發(fā)明在低溫季節(jié)將一部分低位能水制成冰塊隔熱冷藏，不 僅比高溫季節(jié) 制冰節(jié)省能源，而且由于將0°c的水變?yōu)?°C的冰，其潛熱釋放約為80kcal/kg，而水的顯熱 為lkcal/kg°C，同等重量冰和水的蓄冷量相差80倍、而體積差異只有10%左右，故可以在 蓄冷量不變的前提下大幅縮小隔熱冷庫的空間，有效降低投資建造成本。其五，本發(fā)明充分利用地下環(huán)境設(shè)置隔熱儲(chǔ)水池和隔熱冷庫，既保證了隔熱效果， 又不占用良田好土，能確保大量利用低位能水蓄能的技術(shù)方案具用可能性和安全性。其六，本發(fā)明的隔熱冷庫還可以儲(chǔ)冷、儲(chǔ)貨、商業(yè)賣冰一庫多用，進(jìn)一步降低投資 和運(yùn)行費(fèi)用。


圖1為一種季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備的連接關(guān)系示意圖；圖2為圖1中隔熱儲(chǔ)水池的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中隔熱冷庫的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法及其 設(shè)備作進(jìn)一步的詳細(xì)描述本發(fā)明的方法是多項(xiàng)工藝技術(shù)的集成，以取湖水為例，其設(shè)計(jì)工藝流程包括在冬 季取湖水、沉淀、過濾、隔熱儲(chǔ)水；隔熱儲(chǔ)水中的大部分水制冰、隔熱儲(chǔ)冷；在夏季需要使用 時(shí)，融冰，并用冰塊和冷凍水對(duì)空調(diào)器的熱交換器中的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行冷卻，可取代或補(bǔ)償部 分電力，支持水冷蓄能空調(diào)器正常運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能減排的目的。圖1 3示出了一種實(shí)現(xiàn)上述方法的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備。該設(shè)備 主要由通過管路和泵依次相連的沉淀池2、過濾池3、隔熱儲(chǔ)水池4和提升泵房5，以及制冰 機(jī)組6、隔熱冷庫7、融冰池8、冷水槽9和水冷蓄能式空調(diào)器組合而成。沉淀池2采用平流沉淀池，其輸入端通過管路和泵與湖水相連。在沉淀池2的輸 入端管路頭部并聯(lián)設(shè)置有一系列的漏斗狀集水器1，漏斗狀集水器1的開口向上，固定布置 在距離湖水水面10 200mm處。過濾池3采用無閥濾池，其輸出端與埋入地下的隔熱儲(chǔ)水池4相通。隔熱儲(chǔ)水池 4設(shè)置在地面以下深度3 5m的位置，該位置在阻止隔熱儲(chǔ)水池4與外界進(jìn)行熱交換的效 果上具有較高的性價(jià)比。在具體隔熱措施上，隔熱儲(chǔ)水池4可以采用雙層防水墻設(shè)計(jì)，由外 層防水墻4a和內(nèi)層防水墻4b構(gòu)成，外層防水墻4a和內(nèi)層防水墻4b之間設(shè)置有空氣或真 空隔熱層4c，外層防水墻4a和內(nèi)層防水墻4b的墻體結(jié)構(gòu)均由一側(cè)防水保溫層、中間砌體和 另一側(cè)膨脹聚苯絕熱板復(fù)合而成。這樣，隔熱儲(chǔ)水池4的傳熱系數(shù)非常之小，加上地下敷設(shè) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土壤的熱交換也很小，有助于將隔熱儲(chǔ)水池4中的低位能水與外界的熱交換控 制到最小，從而保持其冷量少受損失。隔熱儲(chǔ)水池4的輸出端與提升泵房5的輸入端相連，提升泵房5的輸出端則通過 管路和泵分別與制冰機(jī)組6、融冰池8的輸入端相連。制冰機(jī)組6最好是利用工業(yè)廢熱或余 熱的氨吸收式制冷機(jī)組，這樣可以綜合利用廢棄的能源，進(jìn)一步減少能耗，增加節(jié)能效果。 當(dāng)然，在沒有余熱和廢熱時(shí)，也可以采用電制冷制冰機(jī)組。制冰機(jī)組6也可以設(shè)置在隔熱冷庫7內(nèi)。隔熱冷庫7的作用主要是儲(chǔ)存制冰機(jī)組6所制成的冰塊，它也設(shè)置在地面以下深 度3 5m的位置，該位置在阻止隔熱冷庫7與外界進(jìn)行熱交換的效果上具有極好的性價(jià) 比。在具體隔熱措施上，隔熱冷庫7采用多層維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括外層維護(hù)墻7a、內(nèi)層維護(hù) 墻7b和中心庫房7e，外層維護(hù)墻7a和內(nèi)層維護(hù)墻7b之間設(shè)置有空氣或真空保溫層7c，內(nèi) 層維護(hù)墻7b和中心庫房7e之間設(shè)置有隔熱走廊7d，外層維護(hù)墻7a和內(nèi)層維護(hù)墻7b均由一 側(cè)防水保溫層、中間砌體和另一側(cè)膨脹聚苯絕熱板復(fù)合而成。這樣，敷設(shè)在地下的隔熱冷庫 7四周都形成了多層維護(hù)墻夾空氣或真空隔熱層的結(jié)構(gòu)，使其具有足夠的保溫性能，庫門也 可以采用常規(guī)的雙重自動(dòng)保溫門設(shè)計(jì)。正是由于上述結(jié)構(gòu)，可以保證隔熱冷庫7中的冰塊 與外界的熱交換降低到最小，從而使能量實(shí)現(xiàn)季節(jié)性轉(zhuǎn)移。在隔熱冷庫7內(nèi)部，可以通過分 區(qū)來儲(chǔ)存冰塊或冷凍物品，儲(chǔ)存的冰塊也可以作為工業(yè)用冰銷售，以充分發(fā)揮冰庫的作用， 減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。融冰池8的輸入端為噴淋結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要可噴入從隔熱儲(chǔ)水池4輸 送過來的低位能水。融冰池8內(nèi)布置有空調(diào)熱交換器10中的一部分回水盤管，通過溫度較 高的空調(diào)回水和噴射低位能水將冰塊融化。當(dāng)空調(diào)回水溫度足以使冰塊在規(guī)定的時(shí)間融化 時(shí)，也可以不用隔熱儲(chǔ)水池4中的低位能水融冰。融冰池8的輸出端與冷水槽9的輸入端相連，將融化的冷凍水輸入到冷水槽9中。 空調(diào)熱交換器10中的剩余回水盤管布置在冷水槽9中。由此將冬天低位能水及冰塊所存 蓄的冷量交換給夏季的空調(diào)器。本實(shí)施例所介紹的設(shè)備適合于大型水冷蓄能空調(diào)機(jī)組，其工作過程是這樣的1)在冬季溫度最低時(shí)期，測定湖水溫度，確定取水時(shí)間。在湖水溫度低于5°C時(shí)， 從漏斗狀集水器1中收集距湖面200mm以內(nèi)的水，并用泵將收集到的水送至平流沉淀池2 進(jìn)行沉淀。2)經(jīng)過平流沉淀池2沉淀的清水溢流到無閥過濾池3過濾。3)經(jīng)過無閥過濾池3過濾處理的水直接流入埋設(shè)在地下的隔熱儲(chǔ)水池4中。4)與此同時(shí)，通過提升泵房5源源不斷將輸入隔熱儲(chǔ)水池4中的湖水送至利用電 站廢熱的氨吸收式制冰機(jī)組6，制成冰塊，冰塊的溫度控制在_5°C 0°C的范圍內(nèi)。制冰塊 所用湖水量大約占總輸入量的80%，另外20 %的湖水儲(chǔ)存在隔熱儲(chǔ)水池4中，用于融冰池 8工作時(shí)對(duì)少量低位能湖水的需要。5)將所制得的冰塊用鏟車或人工送至埋設(shè)在地下的隔熱冷庫7中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?)在夏季使用時(shí)，用鏟車或和人工將隔熱冷庫7中的冰塊不斷投放到設(shè)置在地下 的融冰池8中，冰塊的用量可根據(jù)水冷蓄能空調(diào)的規(guī)模大小確定。提升泵房5也同步從隔 熱儲(chǔ)水池4中抽取一部分低位能湖水噴射到融冰池8中。此時(shí)，設(shè)置在融冰池8中的一部 分空調(diào)回水盤管與冰塊產(chǎn)生熱交換，其內(nèi)的空調(diào)回水溫度從大約12°C降低到7°C左右，冰 塊吸熱后融化成水溫約為5°C的冷凍水。然后，該冷凍水從融冰池8的輸出端進(jìn)入冷水槽 9，設(shè)置在融冰池8中的剩余空調(diào)回水盤管與冷凍水產(chǎn)生熱交換，其內(nèi)的空調(diào)回水溫度也從 大約12 °C降低到7 °C左右，而冷凍水的溫度則從5 °C左右升至12 °C左右。冷卻到7 °C左右的 空調(diào)回水重新進(jìn)入空調(diào)熱交換器10，繼續(xù)進(jìn)行空氣制冷的循環(huán)。而溫升至12°C左右的冷凍 水則溢流排放，或者部分用于融冰池8中融化冰塊。由此，可實(shí)現(xiàn)空調(diào)器的正常運(yùn)行制冷。本發(fā)明采用冬天湖面低于5°C的水制冰，與夏天采用25 30°C的水制冰相比，其節(jié)電效果十分明顯。以一萬平方米建筑為例，冬季湖面水制冰大約耗電248860度，夏季溫 水制冰大約耗電316500度，考慮到蓄冰還需要耗一部分電能，每年大約可以節(jié)約31500度 電。并且，采用水冷蓄冷空調(diào)代替電制冷空調(diào)，為實(shí)現(xiàn)大溫差空調(diào)提供了條件，節(jié)能減排的 效果也非常明顯，因節(jié)省了火力發(fā)電的燃料消耗，可減少大約31405. 5kg的二氧化碳排放量。
權(quán)利要求
一種季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法，包括如下步驟1)選擇低溫季節(jié)，收集地表面以各種形式存在的低位能水和/或地面上的天然冰塊；2)對(duì)所收集的低位能水進(jìn)行檢測，如果符合工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)就直接進(jìn)行下面的步驟，如果不符合標(biāo)準(zhǔn)就進(jìn)行沉淀、過濾處理，直至達(dá)到工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)；3)將符合工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)或經(jīng)過沉淀、過濾處理達(dá)標(biāo)的低位能水輸入到埋設(shè)在地下的隔熱儲(chǔ)水池中；4)在向隔熱儲(chǔ)水池輸入低位能水的同時(shí)，將占輸入總量大部分的低位能水制成冰塊；5)將所制得的冰塊、以及所收集的天然冰塊送至埋設(shè)在地下的隔熱冷庫中儲(chǔ)存；6)在高溫季節(jié)，取出隔熱冷庫中所儲(chǔ)存的冰塊使其融化，并將該冰塊以及融化形成的冷凍水作為空調(diào)器中循環(huán)介質(zhì)的冷卻源，即可滿足低溫季節(jié)蓄冷用于高溫季節(jié)空調(diào)的需要。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法，其特征在于在步驟6) 中，將隔熱冷庫中所儲(chǔ)存的冰塊投放到融冰池中，并根據(jù)需要決定是否引入一部分隔熱儲(chǔ) 水池中的低位能水，使冰融化；同時(shí)將空調(diào)熱交換器的回水盤管置于融冰池內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)回 水盤管中的空調(diào)回水降溫，滿足空調(diào)器制冷的正常循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法，其特征在于在步驟6) 中，將隔熱冷庫中所儲(chǔ)存的冰塊投放到融冰池中，并根據(jù)需要決定是否引入一部分隔熱儲(chǔ) 水池中的低位能水，使冰融化，然后將所融化的冷凍水輸入到冷水槽中；同時(shí)將空調(diào)熱交換 器的一部分回水盤管置于融冰池內(nèi)，將空調(diào)熱交換器的剩余回水盤管置于冷水槽內(nèi)，即可 實(shí)現(xiàn)全部回水盤管中的空調(diào)回水降溫，滿足空調(diào)器制冷的正常循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法，其特征在于 在步驟1)中，所收集的低位能水為溫度在5°C及以下的天然低溫水、冰雪水、冰渣水；在步 驟4)中，所制成的冰塊溫度控制在_5°C O°C ；在步驟6)中，所融化的冷凍水的溫度控制 在 6°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法，其特征在于 在步驟4)中，利用工業(yè)廢熱或余熱，采用氨吸收式制冷方式，將占輸入總量70 80%的低 位能水制成冰塊。
6.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備，其特征在 于它包括通過管路和泵依次相連的沉淀池(2)、過濾池(3)、隔熱儲(chǔ)水池(4)和提升泵房(5)，還包括制冰機(jī)組(6)、隔熱冷庫(7)和融冰池(8)；沉淀池(2)的輸入端通過管路和泵 與儲(chǔ)存地表水的江、河、湖或庫相連，提升泵房(5)的輸出端通過管路和泵分別與制冰機(jī)組(6)、融冰池(8)的輸入端相連，隔熱冷庫(7)用于儲(chǔ)存制冰機(jī)組(6)所制成的冰塊和所收 集的天然冰塊，融冰池(8)內(nèi)布置有空調(diào)熱交換器(10)的回水盤管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備，其特征在于它還包括 一個(gè)冷水槽(9)，所述融冰池(8)的輸出端與冷水槽(9)的輸入端相連，融冰池(8)內(nèi)布置 有空調(diào)熱交換器(10)的一部分回水盤管，冷水槽(9)中布置有空調(diào)熱交換器(10)的剩余 回水盤管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述 沉淀池(2)的輸入端管路頭部設(shè)置有漏斗狀集水器(1)，漏斗狀集水器(1)固定設(shè)置在水面以下，其頂部開口距離水面10 200mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述 隔熱儲(chǔ)水池⑷和隔熱冷庫(7)均設(shè)置在地面以下深度至少3m的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述 隔熱儲(chǔ)水池⑷采用雙層防水墻設(shè)計(jì)，由外層防水墻(4a)和內(nèi)層防水墻(4b)構(gòu)成，外層防 水墻(4a)和內(nèi)層防水墻(4b)之間設(shè)置有空氣或真空隔熱層(4c)，外層防水墻(4a)和內(nèi)層 防水墻(4b)的墻體結(jié)構(gòu)均由一側(cè)防水保溫層、中間砌體和另一側(cè)膨脹聚苯絕熱板復(fù)合而 成。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述 隔熱冷庫(7)采用多層維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括外層維護(hù)墻(7a)、內(nèi)層維護(hù)墻(7b)和中心庫房 (7e)，外層維護(hù)墻(7a)和內(nèi)層維護(hù)墻(7b)之間設(shè)置有空氣或真空保溫層(7c)，內(nèi)層維護(hù)墻 (7b)和中心庫房(7e)之間設(shè)置有隔熱走廊(7d)，外層維護(hù)墻(7a)和內(nèi)層維護(hù)墻(7b)均 由一側(cè)防水保溫層、中間砌體和另一側(cè)膨脹聚苯絕熱板復(fù)合而成。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述 制冰機(jī)組(6)是利用工業(yè)廢熱或余熱的氨吸收式制冷機(jī)組。
全文摘要
一種季節(jié)性低位能地表水蓄冷空調(diào)方法及其設(shè)備。該方法在低溫季節(jié)收集低位能水沉淀、過濾，小部分隔熱儲(chǔ)藏，大部分制冰冷藏；在高溫季節(jié)將冰塊融解成冷凍水，并用冰塊和冷凍水與空調(diào)器進(jìn)行熱交換即可。其設(shè)備包括通過管路和泵依次相連的沉淀池、過濾池、隔熱儲(chǔ)水池和提升泵房，還包括制冰機(jī)組、隔熱冷庫、融冰池、冷水槽，提升泵房的輸出端分別與制冰機(jī)組、融冰池的輸入端相連，融冰池的輸出端與冷水槽的輸入端相連，融冰池和冷水槽內(nèi)布置有空調(diào)熱交換器的回水盤管，通過對(duì)空調(diào)回水的降溫實(shí)現(xiàn)空調(diào)器的正常運(yùn)行。本發(fā)明利用季節(jié)性溫差將冬天低位能水中的冷量儲(chǔ)存到夏天用，可減輕火電負(fù)荷、降低二氧化碳排放，節(jié)能減排效果明顯。
文檔編號(hào)E04H4/04GK101825317SQ20091006098
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者何杰, 唐宏明, 胡書傳, 陳義龍 申請(qǐng)人:武漢凱迪控股投資有限公司