專利名稱：一種以淺層地源為冷源的低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)，特別是涉及一種以淺層地源為冷源的低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明中，涉及的技術(shù)術(shù)語(yǔ)及其解釋如下:
水力輻射:指在建筑物的地板、墻面、天花板中，按一定的方式鋪設(shè)水管網(wǎng)，以閉路水循環(huán)方式，以輻射為主進(jìn)行熱傳播。低溫差:指進(jìn)入管網(wǎng)的水溫和從管網(wǎng)返回的水溫之間的溫度差值很小。制冷:通過(guò)管網(wǎng)水循環(huán)，將建筑物內(nèi)的熱吸收并帶走，達(dá)到對(duì)室內(nèi)降溫目的。地源:地表以下淺層蘊(yùn)藏的可再生能源。室內(nèi)結(jié)露:是建筑物內(nèi)表面溫度低于室內(nèi)空氣水分達(dá)到飽和蒸汽壓的溫度，導(dǎo)致水氣在建筑物內(nèi)表面凝結(jié)。末端:由集分水器、換熱管網(wǎng)和覆蓋層(通常是混凝土)組成，將地暖管安裝在地板、墻、天花板中的。 地源管換熱器:由采集地源的專用聚乙稀管(如PE 100)埋入地層中，通過(guò)閉路水循環(huán)與地層進(jìn)行熱交換?？梢允嵌鄠€(gè)環(huán)路。現(xiàn)有技術(shù)中，存在如下缺陷:國(guó)內(nèi)已在冬季廣泛采用地暖-水力輻射供暖，但在夏季，仍然以對(duì)流方式(如空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng))為主。夏季能耗大。而且采用對(duì)流方式的舒適性差，與冬季的地暖供暖方式形成強(qiáng)烈的反差。同時(shí)，地暖+空調(diào)(或新風(fēng))有兩套獨(dú)立的末端，一個(gè)系統(tǒng)中有兩個(gè)末端是重復(fù)投資。系統(tǒng)末端不能和可再生能源直接對(duì)接，是不可持續(xù)的?，F(xiàn)有技術(shù)中，將低溫差水力輻射與地源結(jié)合制冷技術(shù)，在國(guó)內(nèi)是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:
(I)解決低溫差水力輻射與地源結(jié)合制冷的技術(shù)問(wèn)題。(2)解決水力輻射制冷過(guò)程中建筑物內(nèi)表面結(jié)露問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種以淺層地源為冷源的低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器；所述末端管網(wǎng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋪設(shè)，所述末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器之間形成循環(huán)回路；
其特征在于:
所述地源換熱器埋設(shè)于淺層地源中。進(jìn)一步的，所述地源換熱器埋設(shè)于淺層土壤、湖泊或河流中，與末端管網(wǎng)直接對(duì)接。進(jìn)一步的，所述地源換熱器采用水平埋管，深度在地表以下1.5-1.8 m。進(jìn)一步的，所述地源換熱器采用垂直埋管，將U型地源管放入60-120m的井中，用回填料將U型地源管與井壁之間的空隙填滿。進(jìn)一步的，所述循環(huán)回路中，進(jìn)入地源換熱器為來(lái)自室內(nèi)的23-26 °C循環(huán)水，使循環(huán)水的溫度降低2-3 °C，即20-22 °(:溫度的水再進(jìn)入室內(nèi)末端管網(wǎng)循環(huán)。進(jìn)一步的，還包括一個(gè)水力分離器，所述水力分離器安裝在主環(huán)回路和次環(huán)回路之間，主環(huán)路和次環(huán)路各自 的流量相互獨(dú)立，互不影響，即在同一連通管匯中，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)路之間的水力分離。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)循環(huán)回路上還安裝有補(bǔ)水閥及膨脹罐，補(bǔ)水閥連接膨脹罐，補(bǔ)水閥給系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)充消耗的水量，膨脹罐維持設(shè)定的系統(tǒng)壓力恒定不變。一種以淺層地源為冷源的低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器；所述末端管網(wǎng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋪設(shè)，所述末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器之間形成循環(huán)回路；
其特征在于:
所述地源換熱器埋設(shè)于湖泊或河流中，與末端管網(wǎng)直接對(duì)接。本發(fā)明的有益效果是:
以大于產(chǎn)生露點(diǎn)溫度(I °c或以上)，作為末端管網(wǎng)系統(tǒng)的進(jìn)水溫度，以疒3 °C的進(jìn)、回水溫差作為流量設(shè)計(jì)的依據(jù)，直接利用淺層(地層溫度低于20°C)可再生能源作為冷源，不使用地源熱泵或其他設(shè)備，不間斷水循環(huán)，吸收建筑物室內(nèi)的熱，并將熱量帶到淺層土壤、地層中，具有如下的優(yōu)點(diǎn):
(I)冬季和夏季都使用水力輻射系統(tǒng)。( 2 )夏季和冬季的舒適度一樣，貼近自然的冬暖夏涼環(huán)境。(3)與可再生地源直接對(duì)接，綠色、環(huán)保和可持續(xù)。(4) 一套末端，節(jié)省投資。(5)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，維護(hù)費(fèi)用低。(6)極大地降低能耗，運(yùn)行費(fèi)用極低。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中分別是:末端管網(wǎng)1、末端集分水器2、末端循環(huán)泵3、地源循環(huán)泵4、地源集分水器5、地源換熱器6、補(bǔ)水閥7、膨脹罐8、水力分離器9。箭頭方向?yàn)楸鞠到y(tǒng)中循環(huán)水的流動(dòng)方向。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明一種以淺層地源為冷源的低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)，包括末端管網(wǎng)1、末端集分水器2、末端循環(huán)泵3、地源循環(huán)泵4、地源集分水器5及地源換熱器6。末端管網(wǎng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋪設(shè)，通常包括換熱管網(wǎng)和覆蓋層(通常是混凝土)組成，將地暖管安裝在地板、墻、天花板中。末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器之間形成循環(huán)回路。地源換熱器由采集地源的專用聚乙稀管(如PE 100)埋入地層中，通過(guò)閉路水循環(huán)與地層進(jìn)行熱交換?？梢允嵌鄠€(gè)環(huán)路。本發(fā)明中，地源換熱器埋設(shè)于淺層地源中。淺層地源是一種可再生的能源，通常溫度〈20 °C，直接使用這個(gè)溫度場(chǎng)作為冷源，制冷能量消耗極低，趨近零能耗。末端管網(wǎng):按照制冷管網(wǎng)要求鋪設(shè)，并要有足夠的蓄熱層厚度，同一個(gè)分水器的多個(gè)環(huán)路做到水力平衡。循環(huán)泵:要根據(jù)每個(gè)環(huán)路的水力特征曲線選擇循環(huán)泵的楊程和流量。根據(jù)公式:Q = k * / * At。本設(shè)計(jì)是低溫差，因此，環(huán)路的流量要大，才能滿足制冷負(fù)荷的要求。地源換熱器一淺層地源的采集方法有:
(I)水平埋管，將地源管埋人地表以下1.5 1.8 m深，根據(jù)設(shè)計(jì)冷 負(fù)荷，確定埋管的管徑、環(huán)路數(shù)、長(zhǎng)度等。(2)垂直埋管，將”U”型地源管放入6(Tl20m的井中，用回填料
將管與井壁之間的空隙填滿。根據(jù)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷，確定埋管的管徑、鉆井?dāng)?shù)量、深度等。本發(fā)明的循環(huán)回路中，進(jìn)入地源換熱器為來(lái)自室內(nèi)的23-26° C循環(huán)水，使循環(huán)水的溫度降低2-3° C，即20-22° C溫度的水再進(jìn)入室內(nèi)末端管網(wǎng)循環(huán)。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明還包括一個(gè)水力分離器，
所述水力分離器安裝在主環(huán)回路和次環(huán)回路之間，主環(huán)路和次環(huán)路各自的流量相互獨(dú)立，互不影響，即在同一連通管匯中，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)路之間的水力分離。
水力分離器的作用:
(I)混水:把地源循環(huán)泵與末端循環(huán)泵的流量進(jìn)行配置，確保系 統(tǒng)末端的進(jìn)水溫度高于產(chǎn)生室內(nèi)結(jié)露的溫度值，從而避免冷凝產(chǎn)生。(2)使末端循環(huán)泵之間產(chǎn)生水力分離，確保各個(gè)末端分水器在低溫 差(2-3 0C)情況下，有足夠的流量。系統(tǒng)循環(huán)回路上還安裝有補(bǔ)水閥7及膨脹罐8，補(bǔ)水閥連接膨脹罐，補(bǔ)水閥給系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)充消耗的水量，膨脹罐維持設(shè)定的系統(tǒng)壓力恒定不變。夏季制冷工況:當(dāng)系統(tǒng)的全部循環(huán)泵開(kāi)啟后，末端管網(wǎng)回水通過(guò)
水力分離器，由地源循環(huán)泵送入地源換熱器，將熱量釋放給地層；與地層熱交換后的水經(jīng)過(guò)水力分離器，由各個(gè) 末端循環(huán)泵送到末端分水器，進(jìn)入末端管網(wǎng)，吸收室內(nèi)熱量。這樣周而復(fù)始，不斷大循環(huán)將室內(nèi)熱量帶到地下，將夏季室內(nèi)溫度降到設(shè)計(jì)溫度(26 28 °C)。夏季制冷能耗:由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)避免了冷凝，即在非冷凝溫度工作
區(qū)運(yùn)行，因此，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全輻射制冷，無(wú)空調(diào)機(jī)或新風(fēng)機(jī)，沒(méi)有熱泵，唯一能耗是電能，即循環(huán)泵的耗電。在室內(nèi)相對(duì)濕度RH 60%以上的情況下，用除濕機(jī)以降低濕度。夏季制冷能耗=循環(huán)泵和除濕機(jī)的耗電量^ 2 W / m2。
實(shí)現(xiàn)方案一常州市天目地源#1工程:工程位于冬冷夏熱、相對(duì)濕度較高的長(zhǎng)江下游 江蘇常州地區(qū)。建筑面積260m2，3層，5m挑高。120m2草坪。設(shè)計(jì)時(shí)間:2009年9月-2011年8月。工程施工時(shí)間:2011年9月-2012年9月。工程設(shè)計(jì)，設(shè)備、材料選型和工程監(jiān)理均由技術(shù)的發(fā)明人獨(dú)立完成。工程在建筑物節(jié)能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了低溫差水力輻射與地源結(jié)合夏季制冷?！?br> 權(quán)利要求
1.一種以淺層地源為冷源的低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器；所述末端管網(wǎng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋪設(shè)，所述末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器之間形成循環(huán)回路； 其特征在于: 所述地源換熱器埋設(shè)于淺層地源中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述地源換熱器埋設(shè)于淺層土壤、湖泊或河流中，與末端管網(wǎng)直接對(duì)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述地源換熱器埋設(shè)于淺層土壤中，采用水平埋管，深度在地表以下1.5-1.8 m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述地源換熱器埋設(shè)于淺層土壤中，采用垂直埋管，將U型地源管放入60-120m的井中，用回填料將U型地源管與井壁之間的空隙填滿。
5.根據(jù)權(quán)利·要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述循環(huán)回路中，進(jìn)入地源換熱器為來(lái)自室內(nèi)的23-26 °C循環(huán)水，使循環(huán)水的溫度降低2-3 °C，即20-22 °(:溫度的水再進(jìn)入室內(nèi)末端管網(wǎng)循環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于: 還包括一個(gè)水力分離器，所述水力分離器安裝在主環(huán)回路和次環(huán)回路之間，主環(huán)路和次環(huán)路各自的流量相互獨(dú)立，互不影響，即在同一連通管匯中，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)路之間的水力分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)循環(huán)回路上還安裝有補(bǔ)水閥及膨脹罐，補(bǔ)水閥連接膨脹罐，補(bǔ)水閥給系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)充消耗的水量，膨脹罐維持設(shè)定的系統(tǒng)壓力恒定不變。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)，特別是涉及一種以淺層地源為冷源的低溫差水力輻射制冷系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器；所述末端管網(wǎng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋪設(shè)，所述末端管網(wǎng)、末端集分水器、末端循環(huán)泵、地源循環(huán)泵、地源集分水器及地源換熱器之間形成循環(huán)回路；所述地源換熱器埋設(shè)于淺層地源中。本發(fā)明系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，維護(hù)費(fèi)用低。極大地降低能耗，運(yùn)行費(fèi)用極低。
文檔編號(hào)F24F5/00GK103216899SQ201310151129
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者陳康生 申請(qǐng)人:王春梅