专利名称：地热辐射供冷供暖全新风中央空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空调系统，尤其涉及一种地热辐射供冷供暖全新风中央空调系统，属于制冷空调技术领域。
为达到上述目的，本发明可以通过如下措施达到一种地热辐射供冷供暖全新风中央空调系统，包括土壤热交换液体循环系统、两套制冷剂循环系统、空调水循环系统、新风系统和排风系统。土壤热交换液体循环系统由土壤热交换器、液体泵、液体与制冷剂的换热器及管路组成；两套制冷剂循环系统各自分别由压缩机、四通换向阀、冷凝器、蒸发器、双向干燥过滤器、双向节流膨胀装置、气液分离器及管路组成；空调水循环系统由水泵、辐射空调末端、水与制冷剂的换热器及管路组成；新风系统由新风口、空气过滤器、空气降温除湿装置、加湿器、空气热交换器、新风机、进风口及风道组成；排风系统由出风口、三通阀、空气热交换器、排风机、排风口及风道组成。
其工作原理为在夏季，本发明由处于制冷工作模式的两套制冷剂循环系统的其中的一个蒸发器和空调水循环系统的辐射空调末端从新风和空调区域中吸取冷负荷，热量通过制冷剂循环系统转移，由土壤热交换液体循环系统散入土壤中，新风系统供给空调区域经过过滤及降温除湿的室外新鲜空气，排风系统排出室内的污浊空气，空气热交换器可以让新风回收排风中的冷量，起节能效果，从而达到了调整夏季空调区域温湿度和空气品质的目的。在冬季，本发明由土壤热交换液体循环系统和处于制热工作模式的两套制冷剂循环系统从土壤中吸收热量，热量通过制冷剂循环系统和空调水系统转移至新风和辐射空调末端，供新风和空调区域升温使用，新风系统供给空调区域经过过滤及加温加湿的室外新鲜空气，排风系统排出室内的污浊空气，从而达到了调整冬季空调区域温湿度和空气品质的目的。在过渡季节，本发明通过新风系统供给空调区域经过过滤的室外新鲜空气，通过排风系统排出室内的污浊空气，从而达到了调整过渡季节空调区域空气品质的目的。本发明所讲的辐射空调末端可以是吊顶安装，也可以是地板安装。
本发明由于采用上述连接结构，使其具有节能、环保、健康、舒适等现有空调设备的综合优点，其主要特点如下A、健康舒适水平高解决了“怕吹冷风”和“怕吹热风”的问题，辐射供冷供暖可提高空调区域的热舒适水平；充足的新风供给，保证了足够的新鲜空气；低噪音；空间整体感好，视觉效果好。
B、节能效果明显利用辐射空调末端和低品质的地热能源，提高了空调机组的效率。
C、环保空调区域的废热排入地下，没有环境热污染。
D、适应范围广适用于不同地域、各种气候类型下的建筑物，尤其适用于别墅类建筑物。
图中标记排风口1，排风机2，空气热交换器3，三通阀4，出风口5，新风机6，进风口7，水泵8，板式换热器9，双向节流膨胀装置10，双向干燥过滤器11，板式换热器12，双向干燥过滤器13，双向节流膨胀装置14，加湿器15，翅片管式换热器16，空气过滤器17，新风口18，四通换向阀19，压缩机20，气液分离器21，液体泵22，四通换向阀23，土壤热交换器24，压缩机25，气液分离器26，辐射空调末端27。
本发明的系统结构如附
图1所示，包括土壤热交换液体循环系统、两套制冷剂循环系统、空调水循环系统、新风系统和排风系统。土壤热交换液体循环系统的连接关系为土壤热交换器24的出口通过管路与液体泵22的进口相连，液体泵22的出口通过管路与板式换热器12的液体进口相连，板式换热器12的液体出口通过管路与土壤热交换器24的进口相连；一套制冷剂循环系统的连接结构为压缩机20的出口通过管路与四通换向阀19的一个进口相连，四通换向阀19的一个出口通过管路与板式换热器12的一个制冷剂进口相连，板式换热器12的一个制冷剂的出口通过管路与双向干燥过滤器13的进口相连，双向干燥过滤器13的出口通过管路与双向节流膨胀装置14的进口相连，双向节流膨胀装置14的出口通过管路与翅片管式换热器16的进口相连，翅片管式换热器16的出口通过管路与四通换向阀19的另一个进口相连，四通换向阀19的另一个出口通过管路与气液分离器21的进口相连，气液分离器21的出口通过管路与压缩机20的进口相连。另一套制冷剂循环系统的连接结构为压缩机25的出口通过管路与四通换向阀23的一个进口相连，四通换向阀23的一个出口通过管路与板式换热器12的另一个制冷剂进口相连，板式换热器12的另一个制冷剂的出口通过管路与双向干燥过滤器11的进口相连，双向干燥过滤器11的出口通过管路与双向节流膨胀装置10的进口相连，双向节流膨胀装置10的出口通过管路与板式换热器9的制冷剂进口相连，板式换热器9的制冷剂出口通过管路与四通换向阀23的另一个进口相连，四通换向阀23的另一个出口通过管路与气液分离器26的进口相连，气液分离器26的出口通过管路与压缩机25的进口相连。板式换热器12是单液体回路、双制冷剂回路的热交换器；空调水循环系统的连接结构为板式换热器9的水出口通过管路与水泵8的进口相连，水泵8出口通过管路与辐射空调末端27的进口相连，辐射空调末端27出口通过管路与板式换热器9的水进口相连；新风系统的连接结构为大气与新风口18的进口相通，新风口18出口通过风道与空气过滤器17的进口相连，空气过滤器17出口通过风道与翅片管式换热器16的空气进口相连，翅片管式换热器16的空气出口通过风道与加湿器15的进口相连，加湿器15出口通过风道与空气热交换器3的新风进口相连，空气热交换器3的新风出口通过风道与新风机6的进口相连，新风机6出口通过风道与进风口7的进口相连，进风口7的出口与空调区域相通；排风系统连接结构为空调区域与出风口5的进口相通，出风口5的出口通过风道与三通阀4的进口相连，三通阀4的一个出口通过风道与空气热交换器3的进口相连，另一个出口与空气热交换器3的出口相连，空气热交换器3的出口与排风机2的进口相连，同时也与三通阀4的出口相连，排风机2的出口通过风道与排风口1进口相连，排风口1的出口与大气相通。
本发明的工作过程为当空调区域在夏季具有冷负荷时，其潜热负荷和室内污浊空气由新风和排风消除，显热负荷由辐射空调末端消除。此时两套制冷系统均处于制冷工作模式，加湿器15不工作，三通阀4的ab开通，ac关闭。由压缩机20、四通换向阀19、翅片管式换热器16、双向干燥过滤器13、双向节流膨胀装置14、板式换热器12、气液分离器21组成制冷剂循环系统以及由压缩机25、四通换向阀23、板式换热器9、双向干燥过滤器11、双向节流膨胀装置10、板式换热器12、气液分离器26组成另一套制冷剂循环系统，此时单液体回路、双制冷剂回路的板式换热器12是两套制冷系统的冷凝器，翅片管式换热器16是为新风降温除湿的蒸发器，板式换热器9是为空调水降温的蒸发器。室外新鲜空气由新风机6从新风口18引入，经空气过滤器17，除去空气中的尘粒，再流经做制冷系统蒸发器的翅片管式换热器16冷却除湿，将热量释放至制冷系统后，流经空气热交换器3，被排风中的余热加热，温度接近空调区域的温度，再流经新风机6，通过进风口7，送往空调区域。空调区域中的污浊含湿空气，经出风口5流出，排风流经三通阀4的ab通路进入空气热交换器3，将其中的热量释放给新风后，由排风机2，经排风口1，排入大气。空调区域中的显热负荷，由辐射空调末端27中的空调水吸收，进辐射空调末端的空调水温高于空调区域露点温度1-2℃，供水温度范围为16-20℃，空调水由水泵8驱动，流经板式换热器9时，空调水降温，释放热量至制冷系统中，再流回辐射空调末端循环工作，新风及空调区域的热量被制冷系统吸收转移，通过板式换热器12，将所有热量转移至土壤热交换液体循环系统的液体中，该液体经液体泵22驱动循环，经土壤热交换器24，将热量排至土壤中降温，再流回板式换热器12循环工作。这样，空调区域和新风中的冷负荷就源源不断地通过本系统散入土壤中，新风不断地送往空调区域，从而保持空调区域的舒适环境；当空调区域在冬季需要供暖时，此时两套制冷系统均处于制热工作模式，加湿器15工作，三通阀4的ac开通，ab关闭。由压缩机20、四通换向阀19、翅片管式换热器16、双向干燥过滤器13、双向节流膨胀装置14、板式换热器12、气液分离器21组成制冷剂循环系统以及由压缩机25、四通换向阀23、板式换热器9、双向干燥过滤器11、双向节流膨胀装置10、板式换热器12、气液分离器26组成另一套制冷剂循环系统，此时单液体回路、双制冷剂回路的板式换热器12是两套制冷系统的蒸发器，翅片管式换热器16是为新风升温的冷凝器，板式换热器9是为空调水升温的冷凝器。室外新鲜空气由新风机6从新风口18引入，经空气过滤器17，除去空气中的尘粒，再流经做制冷系统冷凝器的翅片管式换热器16升温，加湿器15加湿后，流经空气热交换器3，新风机6，通过进风口7，送往空调区域。空调区域中的污浊干燥空气，经出风口5流出，排风经三通阀4的ac通路流经排风机2，经排风口1，排入大气。土壤热交换器24从土壤中吸取热量转移至土壤热交换液体循环系统的液体中，液体经液体泵2驱动流经做两套制冷剂系统蒸发器的板式换热器12降温，热量转移入两套制冷剂系统，液体再流回土壤热交换器24从土壤中吸热升温，如此循环工作。处于制热循环工作模式的制冷剂系统，通过翅片管式换热器16加热新风，通过板式换热器9加热空调水，空调水流出板式换热器9的温度范围为30-40℃，空调水由水泵13驱动循环，流经辐射空调末端12时，将热量排入空调区域，空调水水温降低，返回板式换热器9再加热，如此循环工作。这样，土壤中的热量以及新风就源源不断地通过本发明送入空调区域，从而保持了空调区域的舒适环境；当空调区域在过渡季节需要通风时，两套制冷系统不工作，所有的水泵不工作，三通阀4的ab开通，ac关闭。室外新鲜空气由新风机6从新风口18引入，经空气过滤器17，除去空气中的尘粒，流过翅片管式换热器16，进入加湿器15后，视空气的湿度大小，加湿器15可工作对新风加湿，也可不工作，空气再流经空气热交换器3，在其中与排风进行热交换后，流经新风机6，通过进风口7，送往空调区域。空调区域中的污浊空气，经出风口5流出，排风经三通阀4的ab通路流经空气热交换器3，与新风热交换后，流经排风机2，通过排风口1，排入大气。这样，新鲜的空气就源源不断地供空调区域使用，保证了空调区域的空气品质。
本发明由于采用了上述结构和技术措施，具有构思新颖，运行安静，节能，舒适，环保，健康，经济高效，易于安装、管理，使用方便等优点，克服了现有空调技术的诸多不足，综合发展了现有空调技术的综合优点，是一种全新意义上的“节能、健康、舒适、环保”的新型中央空调系统。
权利要求
1.一种地热辐射供冷供暖全新风中央空调系统，其特征在于包括土壤热交换液体循环系统、两套制冷剂循环系统、空调水循环系统、新风系统和排风系统，土壤热交换器(24)通过液体泵(22)与板式换热器(12)的液体进口相连，板式换热器(12)的液体出口与土壤热交换器(24)相连，压缩机(20)的出口经四通换向阀(19)与板式换热器(12)的一个制冷剂进口相连，板式换热器(12)的一个制冷剂的出口经双向干燥过滤器(13)、双向节流膨胀装置(14)与翅片管式换热器(16)的进口相连，翅片管式换热器(16)的出口经四通换向阀(19)、气液分离器(21)与压缩机(20)的进口相连，压缩机(25)的出口经四通换向阀(23)与板式换热器(12)的另一个制冷剂进口相连，板式换热器(12)的另一个制冷剂出口经双向干燥过滤器(11)、双向节流膨胀装置(10)与板式换热器(9)的制冷剂进口相连，板式换热器(9)的制冷剂出口经四通换向阀(23)、气液分离器(26)与压缩机(25)的进口相连，板式换热器(9)的水出口经水泵(8)与辐射空调末端(27)的进口相连，辐射空调末端(27)出口与板式换热器(9)的水进口相连，新风口(18)经空气过滤器(17)与翅片管式换热器(16)的空气进口相连，翅片管式换热器(16)的空气出口经加湿器(15)与空气热交换器(3)的新风进口相连，空气热交换器(3)的新风出口经新风机(6)与空调区域的进风口(7)相连，空调区域的出风口(5)经三通阀(4)与空气热交换器(3)和排风机(2)相连，排风机(2)与排风口(1)相连。
2.如权利要求1所述的地热辐射供冷供暖全新风中央空调系统，其特征在于所说的辐射空调末端(27)的进水温度夏季为16-20℃，比空调区域的空气露点温度高1-2℃，冬季进水温度为30-40℃。
全文摘要
一种地热辐射供冷供暖全新风中央空调系统，包括土壤热交换液体循环系统、两套制冷剂循环系统、空调水循环系统、新风系统和排风系统。在夏季，由蒸发器和辐射空调末端从新风和空调区域中吸取冷负荷，通过制冷剂循环系统转移，由土壤热交换液体循环系统散入土壤中，新风系统供给空调区域经过过滤及降温除湿的室外新鲜空气，排风系统排出室内的污浊空气。在冬季，由土壤热交换器从土壤中吸收热量，通过制冷剂循环系统和空调水系统转移至新风和辐射空调末端，供新风和空调区域升温使用。在过渡季节，通过新风系统和排风系统调节空气品质。本发明具有节能、健康、舒适、环保的特点，适用于各种气候类型下的建筑物，尤其适用于别墅。
文档编号F24J3/08GK1421649SQ0215773
公开日2003年6月4日 申请日期2002年12月25日 优先权日2002年12月25日
发明者刘洪胜, 陈江平, 陈芝久 申请人:上海交通大学