本發(fā)明專(zhuān)利涉及空氣調(diào)節(jié)節(jié)能領(lǐng)域，特別涉及一種基于太陽(yáng)能和地冷的空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的家用空調(diào)系統(tǒng)屬分體式空調(diào)居多，分體式空調(diào)雖然安裝簡(jiǎn)單、使用方便靈活，但是仍然存在許多弊端，房間空調(diào)器難以保證良好的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和舒適性，室內(nèi)溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)都難以均勻。在密閉房間使用則完全沒(méi)有新風(fēng)進(jìn)入；空氣過(guò)濾器的效率低，易成為病菌滋生場(chǎng)所；還有室外機(jī)的廢熱和噪聲成為破壞城市環(huán)境的原因，大量懸掛的室外機(jī)也會(huì)破話城市的景觀。

常規(guī)的冷凍水制備需要利用制冷劑來(lái)制備，大量制冷劑的利用會(huì)污染環(huán)境，并且常規(guī)空調(diào)所需水溫較低，能源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，而頂板輻射系統(tǒng)只需供應(yīng)14-19℃的冷水，可完全由天然冷源供應(yīng)。

如今常見(jiàn)的家用空調(diào)系統(tǒng)與太陽(yáng)能熱水器屬兩種產(chǎn)品，沒(méi)有相互利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明專(zhuān)利的目的是提供一種利用自然界山水和太陽(yáng)能等可再生能源，無(wú)需制冷劑的家用輻射式空調(diào)系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的在于提供一種基于全新節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于地冷和太陽(yáng)能等清潔能源的空調(diào)系統(tǒng)，有效的減少污染排放。本發(fā)明的另一目的在于提供一種無(wú)須傳統(tǒng)冷媒介質(zhì)的空調(diào)系統(tǒng)，有效減少對(duì)大氣臭氧層的破壞。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于太陽(yáng)能和地冷的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于：包括地下冷水循環(huán)系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水器循環(huán)系統(tǒng)和室內(nèi)換熱系統(tǒng)，所述地下冷水循環(huán)系統(tǒng)包括保溫水箱、地下蓄水箱以及進(jìn)水總管和回水總管，所述保溫水箱一側(cè)設(shè)有與低溫地下水相連的補(bǔ)水管，補(bǔ)水管上設(shè)有第一補(bǔ)水泵和第一補(bǔ)水閥，保溫水箱另一側(cè)設(shè)有第一循環(huán)水泵，第一循環(huán)水泵通過(guò)供水閥一與進(jìn)水總管相連，進(jìn)水總管另一端與室內(nèi)換熱系統(tǒng)的供水口相連，所述回水總管一端與室內(nèi)換熱系統(tǒng)的回水口相連，回水總管另一端通過(guò)回水閥一與地下蓄水箱頂部相連，地下蓄水箱底部通過(guò)第二循環(huán)水泵與保溫水箱相連；所述太陽(yáng)能熱水器循環(huán)系統(tǒng)包括太陽(yáng)能熱水器、蓄熱水箱和換熱器，所述太陽(yáng)能熱水器出口通過(guò)熱水管道與蓄熱水箱相連，蓄熱水箱通過(guò)熱水泵與換熱器熱水側(cè)的入口相連，換熱器熱水側(cè)的出口通過(guò)第二回水管道與太陽(yáng)能熱水器的入口管道相連，回水總管還通過(guò)回水閥二與太陽(yáng)能熱水器的入口管道相連，換熱器冷水側(cè)的出口通過(guò)供水閥二與進(jìn)水總管相連，換熱器冷水側(cè)的入口通過(guò)第三回水管道與回水總管相連，第三回水管道上依次設(shè)有回水閥三和第三循環(huán)水泵。

作為改進(jìn)，所述室內(nèi)換熱系統(tǒng)包括設(shè)于室內(nèi)頂部的頂板換熱裝置和設(shè)于室內(nèi)地面的地板輻射換熱裝置，所述頂板換熱裝置包括換熱盤(pán)管和貼在換熱盤(pán)管底部的導(dǎo)熱墊，所述地板輻射換熱裝置包括設(shè)于地板下方的地暖盤(pán)管及與地暖盤(pán)管貼緊的導(dǎo)熱輻射層，所述換熱盤(pán)管和地暖盤(pán)管的入口端分別通過(guò)供水閥三和供水閥四與進(jìn)水總管相連，所述換熱盤(pán)管和地暖盤(pán)管的出口端分別通過(guò)回水閥五和回水閥六與回水總管相連。

作為改進(jìn)，所述保溫水箱設(shè)有第一液位控制器和第一水位儀，所述第一水位儀和第一補(bǔ)水閥與第一液位控制器串級(jí)相連，第一液位控制器通過(guò)控制第一補(bǔ)水閥開(kāi)度調(diào)節(jié)保溫水箱水位；所述蓄熱水箱設(shè)有第二水位儀和第二液位控制器，回水閥一和回水閥二為自動(dòng)控制閥，當(dāng)?shù)诙粌x檢測(cè)到蓄熱水箱水位已滿時(shí)，通過(guò)第二液位控制器控制關(guān)閉回水閥二，并打開(kāi)回水閥一。

作為改進(jìn)，所述蓄熱水箱內(nèi)還設(shè)有電加熱器，蓄熱水箱底部還設(shè)有生活用水管，所述生活用水管上設(shè)有生活用水閥。

作為改進(jìn)，所述太陽(yáng)能熱水器的入口管道上設(shè)有第二補(bǔ)水泵和第二補(bǔ)水閥，所述換熱器冷水側(cè)入口的第三回水管道上設(shè)有第三補(bǔ)水泵和第三補(bǔ)水閥，所述第二補(bǔ)水泵和第三補(bǔ)水泵的入口均連接地下水或者自來(lái)水。

作為改進(jìn)，所述第一補(bǔ)水泵、第二補(bǔ)水泵和第三補(bǔ)水泵的入口均設(shè)有防止堵塞和損壞泵體的過(guò)濾裝置。

作為改進(jìn)，地板輻射換熱裝置的導(dǎo)熱輻射層為納米熱超導(dǎo)材料，所述納米熱超導(dǎo)材料為碳晶硅或碳晶硅和活性炭的混合體，當(dāng)納米熱超導(dǎo)材料為碳晶硅和活性炭混合體時(shí)，混合體中碳晶硅與活性炭的比例為2.5:1-3.5:1。

作為改進(jìn)，所述一種基于太陽(yáng)能和地冷的空調(diào)系統(tǒng)還包括太陽(yáng)能新風(fēng)降溫除濕系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能新風(fēng)降溫除濕系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、第四循環(huán)水泵、蓄電池、半導(dǎo)體制冷片組和新風(fēng)機(jī)，所述新風(fēng)機(jī)為可調(diào)濕度的新風(fēng)機(jī)，新風(fēng)機(jī)設(shè)于室內(nèi)頂部，所述第四循環(huán)水泵入口通過(guò)管道與保溫水箱底部相連，第四循環(huán)水泵出口連接半導(dǎo)體制冷片組的冷端入口，半導(dǎo)體制冷片組的冷端出口通過(guò)第四供水管道與新風(fēng)機(jī)的循環(huán)水入口相連，新風(fēng)機(jī)的循環(huán)水出口通過(guò)第四回水管道與地下蓄水箱頂部相連，所述太陽(yáng)能電池板所發(fā)電量?jī)?chǔ)存在蓄電池內(nèi)給半導(dǎo)體制冷片組提供電力。

作為改進(jìn)，所述新風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)管設(shè)有70℃防火閥和過(guò)濾裝置。

本發(fā)明具有的積極效果：本發(fā)明無(wú)需制冷劑，充分利用自然界的天然冷源和可再生能源以達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的效果，夏季利用天然冷源制冷以及利用太陽(yáng)能制備熱水供生活使用，冬天利用太陽(yáng)能熱水器制備的熱水來(lái)進(jìn)行采暖。并且均采用輻射式系統(tǒng)，保證了房間溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的均勻性。系統(tǒng)內(nèi)水資源得到充分循環(huán)，其余熱也能得到利用，節(jié)約水資源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的回水總管和進(jìn)水總管部分局部放大示意圖。

附圖標(biāo)記，1-太陽(yáng)能電池板，2-蓄電池，3-第五截止閥，4-第四循環(huán)水泵，5-熱管散熱片，6-半導(dǎo)體制冷片組，7-第六截止閥，8-第七截止閥，9-進(jìn)風(fēng)管，10-新風(fēng)機(jī)，11a-供水閥三，11b-回水閥五，12-散流器，13-頂板換熱裝置，14a-供水閥四，14b-回水閥六，15-地板輻射換熱裝置，16-第一補(bǔ)水泵，17-第一補(bǔ)水閥，18-保溫水箱，19-第一水位儀，20-第一循環(huán)水泵，21-供水閥一，22-回水閥一，23-回水閥二，24-回水閥三，25-第三循環(huán)水泵，26-供水閥二，27-第三補(bǔ)水泵，28-第三補(bǔ)水閥，29-第二循環(huán)水泵，30-第二截止閥，31-太陽(yáng)能熱水器，32-地下蓄水箱，33-蓄熱水箱，34-第二水位儀，35-第三截止閥，36-換熱器，37-第二補(bǔ)水泵，38-第二補(bǔ)水閥，39-生活用水閥，40-第四截止閥，41-電加熱器，42-建筑墻體，43-熱水泵，44-進(jìn)水總管，45-回水總管，46-第二回水管道，47-入口管道，48-第三回水管道，49-第四供水管道，50-第四回水管道。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利的原理和特征進(jìn)行描述，所舉例子只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1和圖2所示，一種基于太陽(yáng)能和地冷的空調(diào)系統(tǒng)，包括地下冷水循環(huán)系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水器循環(huán)系統(tǒng)和室內(nèi)換熱系統(tǒng)，所述地下冷水循環(huán)系統(tǒng)包括保溫水箱18、地下蓄水箱32以及進(jìn)水總管44和回水總管45，所述保溫水箱18一側(cè)設(shè)有與低溫地下水相連的補(bǔ)水管，補(bǔ)水管上設(shè)有第一補(bǔ)水泵16和第一補(bǔ)水閥17，保溫水箱18另一側(cè)設(shè)有第一循環(huán)水泵20，第一循環(huán)水泵20通過(guò)供水閥一21與進(jìn)水總管44相連，進(jìn)水總管44另一端與室內(nèi)換熱系統(tǒng)的供水口相連，所述回水總管45一端與室內(nèi)換熱系統(tǒng)的回水口相連，回水總管45另一端通過(guò)回水閥一22與地下蓄水箱32頂部相連，地下蓄水箱32底部通過(guò)第二循環(huán)水泵29與保溫水箱18相連，第二循環(huán)水泵29出口與保溫水箱18之間設(shè)有第二截止閥30；所述太陽(yáng)能熱水器循環(huán)系統(tǒng)包括太陽(yáng)能熱水器31、蓄熱水箱33和換熱器36，所述換熱器36為板式換熱器，所述太陽(yáng)能熱水器31出口通過(guò)熱水管道與蓄熱水箱33相連，蓄熱水箱33通過(guò)熱水泵43與換熱器36熱水側(cè)的入口相連，熱水泵43與換熱器36熱水側(cè)的入口之間設(shè)有第三截止閥35，換熱器36熱水側(cè)的出口通過(guò)第二回水管道46與太陽(yáng)能熱水器31的入口管道47相連，第二回水管道46上設(shè)有第四截止閥40，回水總管45還通過(guò)回水閥二23與太陽(yáng)能熱水器31的入口管道47相連，換熱器36冷水側(cè)的出口通過(guò)供水閥二26與進(jìn)水總管44相連，換熱器36冷水側(cè)的入口通過(guò)第三回水管道48與回水總管45相連，第三回水管道48上依次設(shè)有回水閥三24和第三循環(huán)水泵25。

所述室內(nèi)換熱系統(tǒng)包括設(shè)于室內(nèi)頂部的頂板換熱裝置13和設(shè)于室內(nèi)地面的地板輻射換熱裝置15，所述頂板換熱裝置13從上至下依次包括蓋板、保溫材料、銅制的換熱盤(pán)管、導(dǎo)熱墊、下部金屬蓋板，所述導(dǎo)熱墊為納米熱超導(dǎo)材料；所述地板輻射換熱裝置15從上至下依次包括地板、水泥砂漿層、地暖盤(pán)管、導(dǎo)熱輻射層、保溫層、以及結(jié)構(gòu)層。所述地暖盤(pán)管管材為耐高溫，耐腐蝕，耐高壓且易彎曲的pe管，所述導(dǎo)熱輻射層為為納米熱超導(dǎo)材料，所述納米熱超導(dǎo)材料為碳晶硅或碳晶硅和活性炭的混合體，當(dāng)納米熱超導(dǎo)材料為碳晶硅和活性炭的混合體時(shí)，碳晶硅與活性炭的比例為2.5:1-3.5:1，最佳比例為3:1。所述換熱盤(pán)管和地暖盤(pán)管的入口端分別通過(guò)供水閥三11a和供水閥四14a與進(jìn)水總管44相連，所述換熱盤(pán)管和地暖盤(pán)管的出口端分別通過(guò)回水閥五11b和回水閥六14b與回水總管45相連。

所述保溫水箱18設(shè)有第一液位控制器和第一水位儀19，所述第一水位儀19和第一補(bǔ)水閥17與第一液位控制器串級(jí)相連，第一液位控制器通過(guò)控制第一補(bǔ)水閥17開(kāi)度調(diào)節(jié)保溫水箱18水位；所述蓄熱水箱33設(shè)有第二水位儀34和第二液位控制器，回水閥一22和回水閥二23為自動(dòng)控制閥，當(dāng)?shù)诙粌x34檢測(cè)到蓄熱水箱33水位已滿時(shí)，通過(guò)第二液位控制器控制關(guān)閉回水閥二23，并打開(kāi)回水閥一22，否則打開(kāi)回水閥二23，并關(guān)閉回水閥一22。

所述蓄熱水箱33內(nèi)還設(shè)有電加熱器41，當(dāng)陽(yáng)光不足時(shí)，開(kāi)啟電加熱器41進(jìn)行加熱替代太陽(yáng)能熱水器31的功能。蓄熱水箱33底部還設(shè)有生活用水管，所述生活用水管上設(shè)有生活用水閥39。

所述太陽(yáng)能熱水器31的入口管道47上設(shè)有第二補(bǔ)水泵37和第二補(bǔ)水閥38，所述換熱器36冷水側(cè)入口的第三回水管道48上設(shè)有第三補(bǔ)水泵27和第三補(bǔ)水閥28，所述第二補(bǔ)水泵37和第三補(bǔ)水泵27的入口均連接地下水或者自來(lái)水。

所述第一補(bǔ)水泵16、第二補(bǔ)水泵37和第三補(bǔ)水泵27的入口均設(shè)有防止堵塞和損壞泵體的過(guò)濾裝置。

所述一種基于太陽(yáng)能和地冷的空調(diào)系統(tǒng)還包括太陽(yáng)能新風(fēng)降溫除濕系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能新風(fēng)降溫除濕系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板1、第四循環(huán)水泵4、蓄電池2、半導(dǎo)體制冷片組6和新風(fēng)機(jī)10，所述新風(fēng)機(jī)10為可調(diào)濕度的新風(fēng)機(jī)10，新風(fēng)機(jī)10設(shè)于室內(nèi)頂部，新風(fēng)機(jī)10的出風(fēng)口在室內(nèi)頂部設(shè)有散流器12，所述第四循環(huán)水泵4入口通過(guò)管道與保溫水箱18底部相連，第四循環(huán)水泵4入口與保溫水箱18底部之間設(shè)有第五截止閥3，第四循環(huán)水泵4出口連接半導(dǎo)體制冷片組6的冷端入口，半導(dǎo)體制冷片組6的冷端出口通過(guò)第四供水管道49與新風(fēng)機(jī)10的循環(huán)水入口相連，半導(dǎo)體制冷片組6的熱端設(shè)有熱管散熱片5，所述太陽(yáng)能電池板1所發(fā)電量?jī)?chǔ)存在蓄電池2內(nèi)為半導(dǎo)體制冷片組6供電，新風(fēng)機(jī)10的循環(huán)水出口通過(guò)第四回水管道50與地下蓄水箱32頂部相連，第四供水管道49和第四回水管道50上分別設(shè)有第六截止閥7和第七截止閥8。

上述半導(dǎo)體制冷片組6包括多個(gè)半導(dǎo)體制冷片，保證足夠的制冷功率。

上述附在半導(dǎo)體制冷片組6的熱管散熱片5應(yīng)為多組。

所述新風(fēng)機(jī)10的進(jìn)風(fēng)管9上設(shè)有70℃防火閥和過(guò)濾裝置。

本發(fā)明具有以下三種工作模式：

工作模式一：

如圖1所示，夏季時(shí)，地下水的溫度在19℃左右，通過(guò)第一補(bǔ)水泵16進(jìn)入保溫水箱18，保溫水箱18頂部設(shè)有第一水位儀19，第一水位儀19與第一補(bǔ)水閥17產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，當(dāng)保溫水箱18內(nèi)水位達(dá)到上限時(shí)，通過(guò)第一控制器關(guān)閉第一補(bǔ)水閥17和第一補(bǔ)水泵16，保溫水箱18內(nèi)低溫的水經(jīng)第一循環(huán)水泵20進(jìn)入室內(nèi)的頂板換熱裝置13，供水溫度為19-20℃，經(jīng)過(guò)頂板換熱裝置13的整個(gè)換熱盤(pán)管后，頂板換熱裝置13的回水溫度為22-23℃。運(yùn)行一段時(shí)間后能在室內(nèi)形成穩(wěn)定的溫度場(chǎng)。回水先經(jīng)回水閥二23到達(dá)太陽(yáng)能熱水器31，經(jīng)太陽(yáng)能熱水器31加熱后進(jìn)入蓄熱水箱33，蓄熱水箱33內(nèi)部含電加熱器41，在雨天可替代太陽(yáng)能熱水器31，蓄熱水箱33的熱水可作為生活用水。當(dāng)蓄熱水箱33的第二水位儀34監(jiān)測(cè)到水位已滿時(shí)通過(guò)第二控制器聯(lián)動(dòng)控制關(guān)閉回水閥二23，打回水閥一22，頂板換熱裝置13的回水經(jīng)管路進(jìn)入地下蓄水箱32與地下恒溫的冷源熱交換，降至18-19℃，后經(jīng)第二循環(huán)水泵29和第二截止閥30后進(jìn)入保溫水箱18，完成一個(gè)完整的循環(huán)，利用地下較低的恒溫環(huán)境，源源不斷的給室內(nèi)降溫。整個(gè)系統(tǒng)采用天然冷水作為冷源，水資源得到充分利用，節(jié)能環(huán)保。

工作模式二

冬季陽(yáng)光充足時(shí)，自來(lái)水或地下水經(jīng)第二補(bǔ)水閥38和第二補(bǔ)水泵37進(jìn)入太陽(yáng)能熱水器31，經(jīng)加熱后保存至蓄熱水箱33，在后經(jīng)熱水泵43和第三截止閥35進(jìn)入板式換熱器熱水端的入口，板式換熱器的冷水端與地板輻射換熱裝置15通過(guò)管路循環(huán)相連，地下低溫水或者自來(lái)水經(jīng)第三補(bǔ)水閥28和第三補(bǔ)水泵27進(jìn)入板式換熱器冷水端，與太陽(yáng)能熱水器31來(lái)的高溫?zé)崴M(jìn)行換熱，將水溫加熱至40-50℃，后經(jīng)供水閥二26和供水閥四14a進(jìn)入室內(nèi)的地板輻射換熱裝置15。地板輻射換熱裝置15的導(dǎo)熱輻射層為納米熱超導(dǎo)材料，上述納米熱超導(dǎo)材料為碳晶硅，也可為碳晶硅和活性炭的混合體，其中碳晶硅占總量的75％，活性炭占總量的25％，基于其熱超導(dǎo)性能，可以很好的將地暖盤(pán)管的熱量傳到整個(gè)材料表面上，使線輻射變

為面輻射。地暖盤(pán)管回水端經(jīng)回水閥三24和第三循環(huán)水泵25進(jìn)入板式換熱器36，如此循環(huán)。當(dāng)陽(yáng)光不充足時(shí)，利用電加熱器41輔助加熱給蓄熱水箱33升溫。

工作模式三

基于太陽(yáng)能和地冷的空調(diào)系統(tǒng)還包括太陽(yáng)能新風(fēng)降溫除濕系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能新風(fēng)降溫除濕系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板1、第四循環(huán)水泵4、蓄電池2、半導(dǎo)體制冷片組6和新風(fēng)機(jī)10，在夏季時(shí)，19℃的高溫冷水經(jīng)第五截止閥3和第四循環(huán)水泵4進(jìn)入半導(dǎo)體制冷片組6的冷端，經(jīng)半導(dǎo)體制冷片組6的冷端降溫后，降至7℃，通過(guò)第四供水管道49送入新風(fēng)機(jī)10的循環(huán)水入口，供應(yīng)新風(fēng)機(jī)10處理空氣。處理后的新風(fēng)經(jīng)風(fēng)管和散流器12送入室內(nèi)。新風(fēng)機(jī)10承擔(dān)室內(nèi)的全部濕負(fù)荷和部分冷負(fù)荷，頂部設(shè)有排風(fēng)口，排風(fēng)口通過(guò)風(fēng)管與室外相連。空氣在室內(nèi)循環(huán)后經(jīng)排風(fēng)口排除。新風(fēng)機(jī)10的回水經(jīng)第四回水管道50進(jìn)入地下蓄水箱32降溫后再次進(jìn)入保溫水箱18，如此循環(huán)，達(dá)到給室內(nèi)降溫和除濕效果。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施案例僅僅是為了清楚說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)所。在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或者變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。