專利名稱：中央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)節(jié)能方法及系統(tǒng)，尤其是一種利用低于正常制冷制 熱功率設(shè)備在夜間谷電時段進行制冷或制熱并進行蓄能供白天使用以大幅度 降低峰電使用量從而達到節(jié)能目的的方法及其空調(diào)系統(tǒng)，具體地說是一種中 央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，隨著人類社會的不斷進步，能源消耗與日俱增，能源消耗的 激增引起二氧化碳排放量的劇增，使溫室氣體效應(yīng)日益明顯，進而引起全球 氣溫反常，海平面上升，各類惡劣氣候頻繁發(fā)生，自然災(zāi)害所造成的損失無 法估量。因此，節(jié)能減排，已成為全社會的共識，各種節(jié)能技術(shù)方興未艾。
作為城市發(fā)展標記的各類大型建筑和各類廠礦企事業(yè)單位的生產(chǎn)辦公 用房以及高檔家庭住宅每年要消耗大量的能源用于夏天制冷和冬天制熱，雖 然目前已采取了諸如使用對臭氧層破壞較小的制冷劑、限制機關(guān)企事業(yè)單位 夏天的空調(diào)溫度等一系列措施，但盡管如此，每年用于建筑物空調(diào)的用電量 仍然十分驚人。
電能是一種無法儲存的能源，而電力輸送功率的確定是按照白天最大用 電負荷進行測算的，而當夜間大部分用電設(shè)備處于停機狀態(tài)時，電能就白白 地浪費掉了，因此電力部門十分希望人們能在夜間多多用電，并在電價上制 定了相應(yīng)的獎勵政策，夜間(谷時)電費僅為白天(峰時)電費的四分之一 左右，因此將夜間電能進行轉(zhuǎn)換成白天所需的制冷或制熱能量是一種行之有 效的節(jié)能方法。
此外，地下水是一種基本處于恒溫狀態(tài)的冷媒介質(zhì)，具有巨大的利用價 值，如果能將明顯低于地面溫度的地下水用于建筑物制冷更是一種節(jié)能減排 的有效措施。據(jù)申請人所知，目前尚無一種利用谷電進行節(jié)能減排的方法和系統(tǒng)可供 使用，更無一種將谷電與地下水進行有機結(jié)合的空調(diào)系統(tǒng)可供使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前夜間電能利用率低，而空調(diào)系統(tǒng)在白天又要消 耗大量能源的問題，設(shè)計一種利用谷電進行制冷或制熱并進行儲存后供白天 使用以達到節(jié)能和節(jié)約電費開支的央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種中央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法，.其特征是首先在需安裝中央空調(diào) 系統(tǒng)的建筑物附近或地下建立一個保溫水箱，并在保溫水箱中安裝加熱元器 件；其次，選擇一個制冷功率為額定計算功率1/2以下的冷凍機式空調(diào)機組； 第三，使冷凍機式空調(diào)機組與保溫水箱之間形成制冷循環(huán)系統(tǒng)，并使冷凍機 式空調(diào)機組在谷電時段內(nèi)工作，將保溫水箱中的水制冷備用；第四，用進水 管和回水管將保溫水箱和建筑物中安裝的空調(diào)機終端連接形成一個終端循環(huán) 系統(tǒng)，并在進水管道上安裝水泵，以便將保溫水箱中的冷水送入各終端進行 制冷；第五，需制熱時應(yīng)關(guān)閉冷凍式空調(diào)機組，并使保溫水箱中的加熱元器 件在谷電時段內(nèi)工作以便使保溫水箱中的水加熱到設(shè)定的溫度以供峰電時段 內(nèi)使用。
在所述的水泵的進水端的進水管上以及靠近保溫水箱的回水管上還分別 安裝有分配閥，所述的分配閥上連接有地下水進水管和地下水回水管，地下 水進水管和地下水回水管分別插入水井中，以使利用地下水恒溫和熱交換快 的特點達到制冷的目的。
所述的水井的數(shù)量為二個或二個以上，所述的地下水進水管和地下水回 水管分別位于不同的水井中，各水井之間通過管道或涵洞相通。
與上述方法相配的空調(diào)系統(tǒng)為
一種蓄能式中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是它包括保溫水箱1、冷凍機式空調(diào) 機組2、水泵3和空調(diào)終端4，保溫水箱1通過制冷進水管5和制冷回水管6 與冷凍機式空調(diào)機組2相連形成一個向保溫水箱1中提供冷水的制冷循環(huán)裝 置，水泵3的進水端與保溫水箱1相通，水泵3的出水端通過出水管7與各空調(diào)終端4的進水口相通，各空調(diào)終端4的出水口通過回水管8與保溫水箱 1相通；在所述的保溫水箱1中還安裝有電加熱元器件；所述的冷凍機式空 調(diào)機組2的功率不大于設(shè)計計算額定功率的1/2。
所述的出水管7通過一個位于建筑物頂部的分配器9與各樓層的進水總 管相通，各樓層的進水總管再通過相應(yīng)的管道與各空調(diào)終端4的進水口相通， 各空調(diào)終端4通過水管與所在樓層的回水總管相通，各樓層的回水總管均與 回水管8相通,回水管8再與保溫水箱相通，所述的進水管7和回水管8為 保溫管道，其表面包覆有保溫材料，如聚胺脂保溫材料等。
在回水管8和位于保溫水箱1與水泵3之間的管道上分別安裝有進水分 配閥10和回水分配閥11，所述的進水分配閥10和回水分配閥11均連接有 一端伸入地下水井12中的管道，其中與進水分配閥IO相連的管道的一端應(yīng) 伸入地下水中，分回水分配閥11相連的管道的一端或伸入地下水中或位于地 下水面之上。
所述的地下水井的數(shù)量為兩個或兩個以上，它們之間通過管道或涵洞相 通，所述的與進水分配閥IO相連的管道以及與分回水分配閥11相連的管道 分別插入不同的水井中。
在回水管8和位于保溫水箱1與水泵3之間的進水管7上分別安裝有進 水分配閥IO和回水分配閥11，所述的進水分配閥IO和回水分配閥11均連 接有一端伸入地下或水井12中的管道，分別與進水分配閥10和回水分配閥 11相連的二個管道之間連接有位于地下或水井12中的盤管13。
本發(fā)明的有益效果
1、 本發(fā)明充分利用谷電電費低的政策，可大幅度降低用電成本。
2、 本發(fā)明由于充分利用了夜間時間長，能源可逐步積聚的特點，所選 用的空調(diào)機組的功率可明顯低于目前按標準進行計算所需的功率，經(jīng)實驗測 算，僅需設(shè)計功率的1/3即可滿足使用要求，這又進一步降低了電能消耗。
3、 本發(fā)明的空調(diào)機組或加熱元器件可根據(jù)保溫水箱中的水溫在白天峰 電時間隙性地參與工作以作為制冷或制熱的補充，即使工作其功率也僅為常 規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的l/3左右，因此節(jié)能效果十分明顯。4、 當將地下水加入到本發(fā)明中時可進一步地降低用電量，地下水既可 單獨運用，也可作為電制冷的補充，有利于節(jié)能減排。
5、 由于裝機功率的下降，因此可降低總投資，提高投入產(chǎn)出比。經(jīng)實 踐證明， 一座7000平方米的建筑物每天的空調(diào)運行費用不超過500元。
6、 由于白天基本上僅需一臺水泵進行工作，電力消耗主要在夜間進行， 因此本發(fā)明有利于用電平衡，減少電力浪費。


圖1是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之一 (電式)。 圖2是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之二 (電加地下水式)。 圖3是本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之三(電加地下盤管式)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
一種中央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法，首先在需安裝中央空調(diào)系統(tǒng)的建 筑物附近或地下建立一個保溫水箱，保溫水箱的體積可通過查閱相關(guān)手冊， 并根據(jù)建筑物空調(diào)每天所需的能量和制冷后的水所能釋放的能量進行計算， 考慮到冬天制暖的需要，應(yīng)在保溫水箱中安裝加熱元器件；其次，選擇一個 制冷功率為額定計算功率1/2以下(其中以正常設(shè)計所需的額定功率的1/3 或1/3以下選定空調(diào)機組的功率為最佳)的冷凍機式空調(diào)機組，；第三，使冷 凍機式空調(diào)機組與保溫水箱之間形成制冷循環(huán)系統(tǒng)，并使冷凍機式空調(diào)機組 在谷電時段內(nèi)工作，將保溫水箱中的水制冷備用；第四，用進水管和回水管 將保溫水箱和建筑物中安裝的空調(diào)機終端連接形成一個終端循環(huán)系統(tǒng)，并在 進水管道上安裝水泵，以便將保溫水箱中的冷水送入各終端進行制冷；第五， 需制熱時應(yīng)關(guān)閉冷凍式空調(diào)機組，并使保溫水箱中的加熱元器件在谷電時段 內(nèi)工作以便使保溫水箱中的水加熱到設(shè)定的溫度以供峰電時段內(nèi)使用。此外， 在地下水資源比較豐富的地區(qū)，還可在水泵的進水端的進水管上以及靠近保 溫水箱的回水管上還分別安裝有分配閥，所述的分配閥上連接有地下水進水 管和地下水回水管，地下水進水管和地下水回水管分別插入水井中，以使利 用地下水恒溫和熱交換快的特點達到制冷的目的；具體實施時水井的數(shù)量可采用二個或二個以上，并應(yīng)使地下水進水管和地下水回水管分別位于不同的 水井中，各水井之間通過管道或涵洞相通，以便于地下水有一定的時間周期 進行熱交換。
實施例一，
如圖l所示。
一種蓄能式中央空調(diào)系統(tǒng)，如圖1所示，它包括保溫水箱1、冷凍機式
空調(diào)機組2、水泵3和空調(diào)終端4，保溫水箱1通過制冷進水管5和制冷回水 管6與冷凍機式空調(diào)機組2相連形成一個向保溫水箱1中提供冷水的制冷循 環(huán)裝置，水泵3的進水端與保溫水箱1相通，水泵3的出水端通過出水管7 與各空調(diào)終端4的進水口相通，各空調(diào)終端4的出水口通過回水管8與保溫 水箱1相通；在所述的保溫水箱1中還安裝有電加熱元器件(功率可根據(jù)相 關(guān)手冊或教材進行計算);所述的冷凍機式空調(diào)機組2的功率不大于設(shè)計計算 額定功率的1/2 (如建筑設(shè)計部門計算的額定功率為1000千瓦，則實際所選 定的冷凍機式空調(diào)機組(型號可為ZK-S)的功率可在低于500千瓦的范圍內(nèi) 選取，其中以300千瓦或以下節(jié)能效果最佳)。為了保證各空調(diào)終端的使用效 率，出水管7最好通過一個位于建筑物頂部的分配器9 (它實際可由一個水 箱和與水箱相連的送到各樓層的出水管組成，可自行設(shè)計制造)與各樓層的 進水總管相通，以保證水壓和水量的平衡，各樓層的進水總管再通過相應(yīng)的 管道與各空調(diào)終端4的進水口相通，各空調(diào)終端4通過水管與所在樓層的回 水總管相通，各樓層的回水總管均與回水管8相通，回水管8再與保溫水箱 相通。為了節(jié)能，進水管7和回水管8以及其它連接管道均應(yīng)采用保溫管道， 其表面應(yīng)包覆有保溫材料，如聚胺脂保溫材料等。
實施例二。
如圖2所示。'
圖2是本發(fā)明的一種較佳實施例，具體實施時可參照本發(fā)明的說明書和 圖2進行各種形式的變化，尤其是其中的地下水井可根據(jù)所在地的地下水的 情況進行設(shè)計、計算和施工，其深度、直徑、數(shù)量和水處理等均應(yīng)根據(jù)實際 情況進行調(diào)整。對于地下水豐富的地區(qū)，為了進一步節(jié)能減排，可在回水管8和位于保 溫水箱1與水泵3之間的管道上分別安裝有進水分配閥IO和回水分配閥11， 所述的進水分配閥IO和回水分配閥11均連接有一端伸入地下水井12中的管 道，其中與進水分配閥IO相連的管道的一端應(yīng)伸入地下水中，分回水分配閥 11相連的管道的一端或伸入地下水中或位于地下水面之上。地下水井的數(shù)量 為兩個或兩個以上，它們之間通過管道或涵洞相通，所述的與進水分配閥10 相連的管道以及與分回水分配閥11相連的管道分別插入不同的水井中。.
本實施例通過利用夜間谷電時段進行制冷或制冷，不僅節(jié)能電費，而且 有利于電廠發(fā)電的平衡，通過利用低功率機組長時間蓄能以供白天使用，白 天僅需一臺水泵即可滿足使用要求，因此節(jié)能減排效果十分明顯，同時由于 充分利用了地下水溫度較低，通過進水分配閥IO和回水分配閥11的切換， 可在白天制冷效果較差時啟動地下水進行制冷，進一步降低白天制冷機組的 開機時間，節(jié)能效果更為明顯。
實施例三。
如圖3所示。
本實施例與實施例二不同之處在于在回水管8和位于保溫水箱1與水泵 3之間的進水管7上分別安裝有進水分配閥IO和回水分配閥ll，所述的進水 分配閥IO和回水分配閥11均連接有一端伸入地下或水井12中的管道，分別 與進水分配閥IO和回水分配閥11相連的二個管道之間連接有位于地下或水 井12中的盤管13，盤管13既可直接安裝在較深的地下，也可盤裝在水井12 中，其長度應(yīng)盡可能長一些，以提高熱交換效率。本實施例利用地下水和地 下溫度恒定的特點進行制冷，不需要地下水進行熱交換，可利用預(yù)先或定期 灌注的方式向管道中注入循環(huán)用水，在運行過程中應(yīng)注意定期補水。
本發(fā)明未涉及部分如電氣控制、運行管理均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn) 有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種中央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法，其特征是首先在需安裝中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑物附近或地下建立一個保溫水箱，并在保溫水箱中安裝加熱元器件；其次，選擇一個制冷功率為額定計算功率1/2以下的冷凍機式空調(diào)機組；第三，使冷凍機式空調(diào)機組與保溫水箱之間形成制冷循環(huán)系統(tǒng)，并使冷凍機式空調(diào)機組在谷電時段內(nèi)工作，將保溫水箱中的水制冷備用；第四，用進水管和回水管將保溫水箱和建筑物中安裝的空調(diào)機終端連接形成一個終端循環(huán)系統(tǒng)，并在進水管道上安裝水泵，以便將保溫水箱中的冷水送入各終端進行制冷；第五，需制熱時應(yīng)關(guān)閉冷凍式空調(diào)機組，并使保溫水箱中的加熱元器件在谷電時段內(nèi)工作以便使保溫水箱中的水加熱到設(shè)定的溫度以供峰電時段內(nèi)使用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法，其特征是在所述 的水泵的進水端的進水管上以及靠近保溫水箱的回水管上還分別安裝有分配 閥，所述的分配閥上連接有地下水進水管和地下水回水管，地下水進水管和 地下水回水管分別插入水井中，以使利用地下水恒溫和熱交換快的特點達到 制冷的目的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的中央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法，其特征是所述的 水井的數(shù)量為二個或二個以上，所述的地下水進水管和地下水回水管分別位 于不同的水井中，各水井之間通過管道或涵洞相通。
4、 一種蓄能式中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是它包括保溫水箱(1)、冷凍機式空調(diào) 機組(2)、水泵(3)和空調(diào)終端(4)，保溫水箱(1)通過制冷進水管(5) 和制冷回水管(6)與冷凍機式空調(diào)機組(2)相連形成一個向保溫水箱(1) 中提供冷水的制冷循環(huán)裝置，水泵(3)的進水端與保溫水箱(O相通，水 泵(3)的出水端通過出水管(7)與各空調(diào)終端(4)的進水口相通，各空調(diào) 終端(4)的出水口通過回水管(8)與保溫水箱(1)相通；在所述的保溫水 箱(1)中還安裝有電加熱元器件；所述的冷凍機式空調(diào)機組(2)的功率不 大于設(shè)計計算額定功率的1/2。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄能式中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是所述的出水管(7) 通過一個位于建筑物頂部的分配器(9)與各樓層的進水總管相通，各樓層的 進水總管再通過相應(yīng)的管道與各空調(diào)終端(4)的進水口相通，各空調(diào)終端(4) 通過水管與所在樓層的回水總管相通，各樓層的回水總管均與回水管(8)相 通，回水管(8)再與保溫水箱相通；所述的進水管(7)和回水管(8)為保 溫管道。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄能式中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是在回水管(8)和 位于保溫水箱(1)與水泵(3)之間的進水管(7)上分別安裝有進水分配閥(10)和回水分配閥(11)，所述的進水分配閥(10)和回水分配閥(11)均 連接有一端伸入地下水井(12)中的管道，其中與進水分配閥(10)相連的 管道的一端應(yīng)伸入地下水中，回水分配閥(11)相連的管道的一端或伸入地 下水中或位于地下水面之上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄能式中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是所述的地下水井的 數(shù)量為兩個或兩個以上，它們之間通過管道或涵洞相通，所述的與進水分配 閥(10)相連的管道以及與分回水分配閥(11)相連的管道分別插入不同的 水井中。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄能式中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征是在回水管(8)和 位于保溫水箱(1)與水泵(3)之間的進水管(7)上分別安裝有進水分配閥(10)和回水分配閥(11)，所述的進水分配閥(10)和回水分配閥(11)均 連接有一端伸入^k下或水井(12)中的管道，分別與進水分配閥(10)和回 水分配閥(11)相連的二個管道之間連接有位于地下或水井(12)中的盤管(13)。
全文摘要
本發(fā)明公開了中央空調(diào)系統(tǒng)的蓄能式節(jié)能方法及其系統(tǒng)，它充分利用谷電費用低、時間長的特點，采用預(yù)先加熱或制冷的方式將能量蓄儲在保溫容器中，工作時僅利用一臺水泵即可將積聚的能量使空調(diào)終端工作，同時利用地下水恒溫的特點，對制冷系統(tǒng)進行補充。本發(fā)明具有投資少、運行成本低的優(yōu)點，有利于環(huán)保和節(jié)能。
文檔編號F24F5/00GK101418978SQ20081024450
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者宋章根 申請人:宋章根