專利名稱：空中取氣空調(diào)供冷設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)供冷設(shè)備系統(tǒng)。尤其是該設(shè)備系統(tǒng)由空中取氣柔性裝置(以下簡稱柔性裝置)，空調(diào)地面控制站(以下簡稱控制站)，入戶輸氣管網(wǎng)(以下簡稱管網(wǎng))組成。屬于組合技術(shù)在天然冷源利用和空調(diào)供冷技術(shù)中的應(yīng)用。本發(fā)明在現(xiàn)有天然冷源利用和空調(diào)技術(shù)中尚未發(fā)現(xiàn)。
目前，空調(diào)制冷技術(shù)中主要應(yīng)用蒸氣壓縮式制冷和吸收式制冷兩種類型，它們都是利用液體氣化吸熱這一規(guī)律實現(xiàn)制冷的，分別靠消耗電能和低品位熱能使熱量由低溫熱源轉(zhuǎn)移到高溫熱源。吸收式制冷空調(diào)(包括吸附式空調(diào))是環(huán)境友好型空調(diào)，受有余熱可供利用條件的限制。專利申請?zhí)枮?9124022.7的太陽能蓄冷轉(zhuǎn)換家用空調(diào)，20米2空調(diào)房吸收太陽能要占地8米2，應(yīng)用受此約束。這就使得蒸氣壓縮式空調(diào)(包括蓄冷空調(diào))在市場上占絕對優(yōu)勢，因此夏季我國城鎮(zhèn)40％的電能供居民空調(diào)制冷消耗，引發(fā)電、煤、運緊張，CO2排放造成溫室效應(yīng)，城市熱島效應(yīng)和酸雨，氯、氟碳化物破壞臭氧層等問題。在天然冷源利用方面，深井水供冷已得到應(yīng)用，這有利于可持續(xù)發(fā)展，但干旱缺水與此時空調(diào)利用率高是一對矛盾，城市過量開采地下水會造成地面下沉，應(yīng)用也有制約。
本發(fā)明的目的是提供一種空中取氣空調(diào)供冷設(shè)備系統(tǒng)，將空中空氣作為天然冷源利用，解決蒸氣壓縮式制冷空調(diào)耗電量大，使用成本高，造成電、煤、運緊張和環(huán)境污染等不利于可持續(xù)發(fā)展的問題，還可與深井水供冷及太陽能利用或其它形式空調(diào)組成復合空調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。
本發(fā)明技術(shù)方案如下空調(diào)供冷設(shè)備系統(tǒng)由柔性裝置、控制站、主操縱繩、輔操縱繩、管網(wǎng)組成。柔性裝置分成若干段，這便于調(diào)節(jié)柔性裝置上端高度，每一段由一個浮升艇和一段柔性管道構(gòu)成。整個裝置是這樣連接的柔性裝置取氣、輸氣管道的貫通靠浮升艇的連通管道及兩端的陽接頭和柔性管道及兩端的陰接頭連接實現(xiàn)；柔性裝置的受力連接通過浮升艇承力框架上的固定卡和柔性管道橫截面定型支架上的固定卡與主、輔操縱繩的固定連接來實現(xiàn)，對流線型管道而言，主繩在前，輔繩在后，主操縱繩不分段，其下端連接纏繞在收放機構(gòu)的卷筒上。輔操縱繩在浮升艇承力框架后端上、下固定卡中間分段，其下端一般情況下不固定。頂部浮升艇連通管道上端是上進氣口，前進氣口、這有利于減小輸氣阻力。根據(jù)空氣溫度隨高度上升而下降的氣象學知識，利用浮升艇產(chǎn)生向上的浮力和升力，控制站收放機構(gòu)的卷筒向下的拉力，調(diào)節(jié)柔性裝置的上端高度，可獲取合適溫度的空氣，作為空調(diào)清新空氣來源。無風時，整個柔性裝置浮力大于重力，裝置垂直于地面，有風時浮升艇升力略大于風對裝置的作用力(不考慮方向)，柔性裝置傾斜偏離地垂線。
下面描述設(shè)備系統(tǒng)各組成部分附加技術(shù)特征(1)浮升艇，由連通管道、承力框架、翼、浮力構(gòu)件、風標、固定卡組成。連通管道位于浮升艇中間位置，連通管道兩端是陽接頭。承力框架將連通管道、翼、浮力構(gòu)件聯(lián)成一體。承力框架受力作用點連線呈倒置等腰三角形，對稱浮力和對稱升力作用點位于底邊上，主、輔操縱繩拉力、柔性裝置重力作用點是倒置三角形的頂點。對稱兩翼在連通管道兩側(cè)，翼上有配重和調(diào)整片，用于調(diào)整重心和升力平衡。對稱兩浮力構(gòu)件位于兩翼上方，風標位于兩浮力構(gòu)件的尾部。在連通管道前后兩端的承力框架上，各有上下兩個固定卡，固定卡除用于與主、輔操縱繩的連接固定外，還用于浮升艇在控制站柔性裝置收放室運動車上的固定。
(2)柔性管道，由管道壁、橫截面定型支架、經(jīng)帶、緯帶組成。管道壁是纖維織物，有涂層，不透氣，無橫截面定型支架支撐時，呈筒形，兩端有陰接頭。與管道橫截面平行和垂直兩個方向，每間隔一段距離，有一經(jīng)帶和緯帶與管道壁織為一體，增強管道壁受力作用，便于固定橫截面定型支架和與主、輔操縱繩相連接。橫截面定型支架為流線型，靠經(jīng)帶與管道壁連成一體，由此管道橫截面也為流線型，可減小風對管道作用力。
(3)控制站，由螺紋管道，輸氣通道，空氣分配與動力室，信息控制室、柔性裝置收放室、收放機構(gòu)車、軌道等建筑設(shè)施和設(shè)備組成。輸氣通道指從與柔性裝置下端陰接頭相連的螺紋管道的陽接頭起至空氣分配與動力室出口止的輸氣道。螺紋管道是一段彈性、韌性極好的可扭轉(zhuǎn)、可伸縮、可彎曲的管道，便于在連接處實現(xiàn)圓弧過渡?？諝夥峙渑c動力室、信息控制室在建筑物下部。信息控制室收集、顯示下述信息來氣溫度、濕度、最遠端及最近端用戶供氣溫度、風向、風力常規(guī)天氣預(yù)報、中小尺度災(zāi)害天氣警報，并根據(jù)風向、風力變化、溫度變化、災(zāi)害天氣等信息發(fā)出相關(guān)控制指令。在建筑物上部與輸氣通道一墻之隔，有柔性裝置收放室，呈環(huán)形，室內(nèi)有放置固定柔性裝置的運動車，運動車可在室內(nèi)運動，以便收放機構(gòu)車因風向改變位置變化時，不影響柔性裝置收放。在收放室內(nèi)、外墻上面，安裝了收放機構(gòu)車運動的內(nèi)、外圈軌道，軌道用鐵軌加工彎曲成圓形，焊接在柔性裝置收放室內(nèi)、外墻承重鋼筋水泥立柱鋼筋上端，收放機構(gòu)車兩個外圈輪子上面的底盤上，裝有控制主操縱繩收放的卷筒，卷筒固定座有兩個下伸連桿，連桿下端有鉗形卡卡在軌道的工字梁上，鉗形卡不影響收放機構(gòu)車沿軌道運動，卷筒受到主操縱繩向上拉力時，收放機構(gòu)不脫軌。
(4)管網(wǎng)。是指從控制站空氣分配與動力室出口至用戶的供氣裝置。根據(jù)實際情況可分為從控制站——居民樓——用戶的三級供氣方式或從控制站——居民小區(qū)——居民樓——用戶的四級供氣方式，前二級或前三級設(shè)空氣分配及動力室。用戶可根據(jù)實際情況，改善空調(diào)房圍護結(jié)構(gòu)，安裝小功率吸氣、排氣風扇。
應(yīng)用新的空調(diào)供冷設(shè)備系統(tǒng)，將空中空氣作為空調(diào)新鮮空氣來源，與目前市場占絕對優(yōu)勢的蒸氣壓縮式制冷空調(diào)相比，沒有壓縮機、制冷劑、換熱器(蒸發(fā)器和冷凝器)、節(jié)流閥等組成的制冷系統(tǒng)，具有以下積極效果①節(jié)省電能，降低使用成本。一臺1.5匹馬力能效比為2.6，供18m2房間用的普通家用空調(diào)，平均每小時耗電為1.36度，若每天工作20小時，日耗電為27.2度，若每戶安裝2臺這樣的空調(diào)，日耗電54.4度。采用該技術(shù)，工程一次投入費用平均到每戶與每戶購買普通空調(diào)費用大致相等。大大低于購買中央空調(diào)一次性投入，24小時連續(xù)輸送新鮮清潔空氣至用戶，平均每戶日耗電在5度左右，節(jié)約電能80％-90％。根據(jù)統(tǒng)計資料“全國空調(diào)年耗電量在400億度以上，占總電量的百分之十幾，若空調(diào)效率提高百分之十，全國每年可節(jié)約160億元?！?新晚報，2004年2月19日消費文摘版)據(jù)此推算，全國六分之一空調(diào)普及該發(fā)明技術(shù)，每年可節(jié)約人民幣200億元以上。
②節(jié)約資源，有利于可持續(xù)發(fā)展。我國是以火力發(fā)電為主的國家，節(jié)電等于節(jié)煤，不用壓縮機、換熱器、節(jié)流閥等，節(jié)省了大量銅、鐵金屬材料。
③有利于環(huán)境保護。節(jié)電省煤，減少CO2排放，減輕溫室效應(yīng)、熱島效應(yīng)和酸雨造成的危害，不使用制冷劑(氯、氟碳化物)不破壞臭氧層。
④不用回氣技術(shù)，24小時連續(xù)輸送新鮮空氣，并采用排氣技術(shù)，解決了空氣不新鮮所致的空調(diào)病。與吸收式(吸附式)空調(diào)相比，不受使用低品位熱能應(yīng)用條件的限制。與太陽能吸附式空調(diào)相比，不使用太陽能吸附集熱器，不受利用太陽能占地面積大應(yīng)用條件的約束。


圖1是本發(fā)明柔性裝置連接關(guān)系示意圖。
圖2是本發(fā)明浮升艇結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明柔性管道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明控制站建筑物頂部設(shè)施及部分設(shè)備位置示意圖。
下面是本發(fā)明一個實施例，內(nèi)陸某城夏季長、冬季短，六、七、八、九四個月平均風速分別為1.1米/秒、1.1米/秒、1.2米/秒、1.2米/秒，日振幅變化為1-2米/秒，夏季空中1000米以下8米/秒以上風速次數(shù)少，氣象臺有多普勒雷達，對災(zāi)害天氣能提前1至2小時作出準確預(yù)報，城市人口密度較大，實施地不在機場附近，實施地上空不屬低空飛行航線，也不是部隊和民航低空飛行訓練的空域，經(jīng)空中交通管理部門審批，符合實施條件。
下面結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明的實施方式
如圖1所示柔性裝置由主操縱繩1、輔操縱繩2、浮升艇3、柔性裝置4組成。柔性裝置分成若干段，這便于調(diào)節(jié)柔性裝置上端高度，每一段由一個浮升艇3和一段柔性管道4構(gòu)成。柔性裝置是這樣連接的柔性裝置取氣、輸氣管道的貫通靠浮升艇3的連通管道5及兩端陽接頭6和柔性管道4及兩端陰接頭7連接實現(xiàn)；柔性裝置的受力連接通過浮升艇3的承力框架8上的固定卡9和柔性管道4的橫截面定型支架10上的固定卡11與主、輔操縱繩1、2的固定連接來實現(xiàn)，對流線型管道而言，主繩1在前，輔繩2在后，主操縱繩1不分段，其下端連接纏繞在收放機構(gòu)的卷筒12上。輔操縱繩2在浮升艇3的承力框架8的后端上、下固定卡9之間分段，其下端一般情況下不固定。頂部浮升艇3連通管道5上端是上進氣口13和前進氣口14，這有利于在下沉氣流或有風時減小輸氣阻力。根據(jù)空氣溫度隨高度上升而下降的氣象學知識，利用浮升艇3產(chǎn)生向上的浮力和升力，控制站收放機構(gòu)的卷筒12向下的拉力，調(diào)節(jié)柔性裝置的上端高度，可獲取合適溫度的空氣，作為空調(diào)清新空氣來源。無風時，整個柔性裝置浮力大于重力，裝置垂直于地面，有風時浮升艇3升力略大于風對裝置的作用力(不考慮方向)，柔性裝置傾斜偏離地垂線。如圖2所示浮升艇3由連通管道5、承力框架8、翼15、浮力構(gòu)件16、風標17、固定卡9組成。連通管道5位于浮升艇3的中間位置，連通管道5兩端是陽接頭6。承力框架8將連通管道5、翼15、浮力構(gòu)件16聯(lián)成一體。承力框架8受力作用點連線呈倒置等腰三角形，對稱浮力和對稱升力作用點位于底邊上，主輔操縱繩1、2拉力、柔性裝置重力作用點是倒置三角形的頂點。對稱兩翼15在連通管道5兩側(cè)，翼上有配重18和調(diào)整片19，用于調(diào)整重心和升力平衡。對稱兩浮力構(gòu)件16位于兩翼15上方，風標17位于兩浮力構(gòu)件16的尾部。在連通管道5前后兩端的承力框架8上，各有上下兩個固定卡9，固定卡9除用于與主、輔操縱繩1、2的連接固定外，還用于浮升艇在控制站柔性裝置收放室運動車24上的固定。如圖3所示柔性管道4由管道壁18、橫截面定型支架10、經(jīng)帶19、緯帶20組成。管道壁18是纖維織物，有涂層，不透氣，無橫截面定型支架10支撐時，呈筒形，兩端是陰接頭7。與管道橫截面平行和垂直兩個方向，每間隔一段距離，有經(jīng)帶19和緯帶20與管道壁18織為一體，增強管道壁受力作用，便于固定橫截面定型支架10和與主、輔操縱繩1、2相連接。橫截面定型支架10為流線型，靠經(jīng)帶19與管道壁18連成一體，由此管道橫截面也為流線型，可減小風對管道作用力。如圖4所示控制站由螺紋管道21，輸氣通道22，空氣分配與動力室，信息控制室，柔性裝置收放室23，收放機構(gòu)車24，軌道25等建筑設(shè)施和設(shè)備組成。輸氣通道22指從與柔性裝置下端陰接頭7相連的螺紋管道21的陽接頭起至空氣分配與動力室出口止的輸氣道。螺紋管道21是一段彈性、韌性極好的可扭轉(zhuǎn)、可伸縮、可彎曲的管道，便于在連接處實現(xiàn)圓弧過渡?？諝夥峙渑c動力室、信息控制室在建筑物下部。信息控制室收集、顯示下述信息來氣溫度、濕度、最遠端及最近端用戶供氣溫度、風向、風力、常規(guī)天氣預(yù)報、中小尺度災(zāi)害天氣警報，并根據(jù)風向、風力變化、溫度變化、災(zāi)害天氣等信息發(fā)出相關(guān)控制指令。在建筑物上部與輸氣通道22一墻之隔，有柔性裝置收放室23，呈環(huán)形，室內(nèi)有放置固定柔性裝置的運動車26，運動車26可在室內(nèi)運動，以便收放機構(gòu)車24因風向改變位置變化時，不影響柔性裝置收放。在收放室內(nèi)、外墻上面，安裝了收放機構(gòu)車24運動的內(nèi)、外圈軌道25，軌道25用鐵軌加工彎曲成圓形，焊接在柔性裝置收放室23內(nèi)、外墻承重鋼筋水泥立柱鋼筋上端，收放機構(gòu)車24兩個外圈輪子上面的底盤上，裝有控制主操縱繩收放的卷筒12，卷筒12固定座有兩個下伸連桿27，連桿27下端有鉗形卡卡在軌道的工字梁上，鉗形卡不影響收放機構(gòu)車24沿軌道運動，當卷筒12受到主操縱繩向上拉力時，收放機構(gòu)車不脫軌。外圈墻28起保護作用。
從控制站空氣分配與動力室出口至用戶的供氣管網(wǎng)，采用從控制站——居民樓——用戶的三級供氣方式，運用現(xiàn)有空調(diào)的送風技術(shù)，用戶根據(jù)實際情況，改善空調(diào)房圍護結(jié)構(gòu)；安裝小功率吸氣、排氣風扇；還可配備小功率冰水電風扇，在災(zāi)害天氣造成系統(tǒng)停止運行時備用。
權(quán)利要求
1.一種空中取氣空調(diào)供冷設(shè)備系統(tǒng)，有從控制站至用戶的空調(diào)供氣管網(wǎng)，將起重機械應(yīng)用于空中取氣柔性裝置的收放調(diào)節(jié)，其特征在于還包括空中取氣柔性裝置，空調(diào)控制站，主、輔操縱繩組成，空中取氣柔性裝分成若干段，每一段由一個浮升艇和一段柔性管道構(gòu)成，頂部浮升艇連通管道上端是上進氣和前進氣口，柔性裝置是這樣連接的柔性裝置取氣、輸氣管道的貫通靠浮升艇的連通管道及兩端的陽接頭和柔性管道及兩端的陰接頭連接實現(xiàn)；柔性裝置的受力連接通過浮升艇承力框架上的固定卡和柔性管道橫截面定型支架上的固定卡與主、輔操縱繩的固定連接來實現(xiàn)，對流線型管道而言，主繩在前，輔繩在后，主操縱繩不分段，其下端連接纏繞在收放機構(gòu)的卷筒上，輔操縱繩在浮升艇承力框架后端上、下固定卡中間分段，其下端一般不固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于浮升艇由連通管道、承力框架、翼、風標、固定卡組成，連通管道位于浮升艇的中間位置，連通管道兩端是陽接頭，承力框架將連通管道、翼、浮力構(gòu)件聯(lián)成一體，對稱兩翼在連通管道兩側(cè)，翼上有配重和調(diào)整片，對稱兩浮力構(gòu)件位于兩翼上方，風標位于兩浮力構(gòu)件的尾部，連通管道前、后兩端的承力框架上，各有上、下兩個固定卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述設(shè)備系統(tǒng)，其特征還在于柔性管道由管道壁，橫截面定型支架，經(jīng)帶、緯帶組成，管道壁是纖維織物，有涂層，不透氣，無橫截面定型支架支撐時，是筒形，兩端是陰接頭，與管道橫截面平行和垂直兩個方向，每間隔一段距離，有經(jīng)帶和緯帶，橫截面定型支架為流線型，靠經(jīng)帶與管道壁連成一體，橫截面定型支架前后兩端有固定卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于控制站由螺紋管道、輸氣通道，空氣分配與動力室，信息控制室，柔性裝置收放室，收放機構(gòu)車，軌道等建筑設(shè)施和設(shè)備組成。螺紋管道上連柔性管道，下連輸氣通道，輸氣通道末端連接管網(wǎng)，輸氣通道位于建筑物中央，空氣分配與動力室、信息控制室在建筑物下部，在建筑物上部，與輸氣通道一墻之隔，是環(huán)形柔性裝置收放室，室內(nèi)有放置固定柔性裝置的運動車，運動車可在室內(nèi)運動，收放室內(nèi)、外墻上面，是收放機構(gòu)車運動的內(nèi)、外軌道，軌道是園形，焊接在墻體鋼筋水泥立柱鋼筋上端，收放機構(gòu)的卷筒安裝在收放機構(gòu)車兩外圈輪子上面的底盤上，卷筒固定座有兩個下伸連桿，連桿下端有兩個鉗形卡卡在軌道的工字梁上，不影響收放機構(gòu)車運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空中取氣空調(diào)供冷設(shè)備系統(tǒng)，它由空中取氣柔性裝置、空調(diào)控制站、主操縱繩、輔操縱繩、入戶管網(wǎng)組成，利用浮升艇產(chǎn)生向上的力，收放機構(gòu)產(chǎn)生向下的力，通過主、輔操縱繩的收放來調(diào)節(jié)空中取氣柔性裝置上端的高度，獲取合適溫度的空氣作為空調(diào)清新空氣來源，該設(shè)備還可與深井水供冷、太陽能利用或其它形式的空調(diào)組成復合空調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。
文檔編號F24F5/00GK1769799SQ20041004400
公開日2006年5月10日 申請日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者游善宗 申請人:游善宗