專利名稱：海洋供冷自來(lái)水作冷媒的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋供冷的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，特別是一種海洋供冷、以自來(lái)水作冷媒的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，屬于制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)，絕大多數(shù)是利用制冷劑為工質(zhì)，以電力為能源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行昂貴，不能經(jīng)濟(jì)地用于大面積的建筑區(qū)域。少數(shù)利用海洋冷量的空調(diào)系統(tǒng)，其所提供的冷量有限，不適于遠(yuǎn)距離傳送。已有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?00510036661.0的“深層海水冷卻的海風(fēng)(空氣)空調(diào)管道系統(tǒng)”發(fā)明專利，是將海面上的空氣凈化冷卻后輸入城市管網(wǎng)加以利用，由于空氣的熱容量偏小，以致攜帶冷量微小，驅(qū)動(dòng)氣流的電機(jī)功率耗費(fèi)浩大；專利號(hào)為200410024766.6的“船舶節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)”發(fā)明專利，是將空氣吸入到由船底艙外部海水冷卻的雙層隔艙內(nèi)進(jìn)行冷卻，再送到各艙室進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)作業(yè)的，所能提供的冷量十分有限，不能用于建筑區(qū)域空調(diào)；專利號(hào)為200410024765.6的“用冷卻水制取純水和冷氣技術(shù)”發(fā)明專利，是利用冷海水對(duì)空氣進(jìn)氣加濕來(lái)制取冷空氣的，不能適用于遠(yuǎn)距離輸送和大面積耗用冷量；專利號(hào)為00123905.8的“利用海水制作空調(diào)的技術(shù)工藝”發(fā)明專利，首先需要遠(yuǎn)距離輸送海水，再直接以海水與空氣熱交換的方法提取海水冷量，對(duì)于距離海洋較遠(yuǎn)的區(qū)域，將面臨管道腐蝕、海洋生物阻塞管道以及海水釋冷后遠(yuǎn)距離回排入大海的諸多困難，技術(shù)難度大，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種海洋供冷、自來(lái)水作冷媒的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)除了海水的抽取和冷媒的流動(dòng)需要耗費(fèi)少量電能外，不需要為冷源消耗大量電能；只需將海水輸送到近海海岸，免除了管道的腐蝕和阻塞問(wèn)題，是一種經(jīng)濟(jì)高效的空調(diào)系統(tǒng)。在中國(guó)，沿海次表層海水深度介于10-300米之間，水溫都低達(dá)12-20℃，大部分海域低達(dá)6-12℃，與人工溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)生產(chǎn)的冷媒水溫度相當(dāng)。它的深度有限，取用方便，本身可直接作為大規(guī)?？照{(diào)的天然冷源。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明包括海水過(guò)濾器、汲水管道、流量傳感器、截止閥、海水多級(jí)離心泵、三通閥、快濾池、絮凝池、二次快濾池、地下海水庫(kù)、海水泵、板式換熱器、輸水泵、地下冷水庫(kù)、配水泵、空氣冷卻處理器、凈水箱、蝶閥和回流管。其中，海水過(guò)濾器是海水的吸入口，布置在海面下10-300米之間的深度，視海水溫度而定，應(yīng)使吸取海水的溫度長(zhǎng)期保持在6-15℃之間?？鞛V池、絮凝池、二次快濾池和地下海水庫(kù)都設(shè)置在近海岸邊的地下，以保持熱絕緣良好以免海水冷量的散失。板式換熱器是由多個(gè)板式換熱單元并聯(lián)組成，輸水泵和地下冷水庫(kù)布置在地下，接近建筑區(qū)域。
海水過(guò)濾器通過(guò)汲水管道和截止閥與海水多級(jí)離心泵進(jìn)口相連，海水多級(jí)離心泵的出口與三通閥的進(jìn)口相連，三通閥向上垂直布置，其一個(gè)出口與快濾池的進(jìn)口相連，三通閥的另一個(gè)出口通過(guò)回流管與截止閥的進(jìn)口相連，快濾池的出口通過(guò)絮凝池、二次快濾池與地下海水庫(kù)的進(jìn)口相連，地下海水庫(kù)的出口通過(guò)海水泵與板式換熱器中各板式換熱單元海水進(jìn)口相連，其海水出口與大海相通；板式換熱器中各個(gè)板式換熱單元自來(lái)水進(jìn)口與市政自來(lái)水系統(tǒng)的管道相通，其自來(lái)水出口通過(guò)輸水泵和地下冷水庫(kù)的進(jìn)口相連，地下冷水庫(kù)的出口通過(guò)配水泵分別與各用戶的空氣冷卻處理器進(jìn)口相連，空氣冷卻處理器的出口分別與各用戶自用的凈水箱的進(jìn)口相連，凈水箱的出口通過(guò)蝶閥供生活用水。流量傳感器的輸入端連接在汲水管道上，其輸出端分別與截止閥和三通閥的控制端電連接。
海水經(jīng)海水過(guò)濾器過(guò)濾后經(jīng)截止閥被海水多級(jí)離心泵抽吸經(jīng)三通閥提升高度，排入快濾池，當(dāng)汲水管道被海洋生物阻塞時(shí)，流量傳感器將發(fā)出信號(hào)，控制截止閥關(guān)閉，同時(shí)控制三通閥動(dòng)作，使海水經(jīng)三通閥后進(jìn)入回流管，以沖刷汲水管道，待到阻塞消除，流量傳感器感受的流量信號(hào)恢復(fù)正常后，再發(fā)出信號(hào)指令控制截止閥和三通閥復(fù)位，繼續(xù)進(jìn)入正常汲水工況。經(jīng)快濾池過(guò)濾后的冷海水進(jìn)入機(jī)械式絮凝池，在池中使海水中的微粒與混凝劑的水解膠體相互凝聚，生成較大的絮凝體，并依靠重力下沉，沉淀后使冷海水變清，然后冷海水再進(jìn)入二次快濾池，進(jìn)一步除去海水中的雜質(zhì)。凈化后的冷海水經(jīng)海水泵進(jìn)入板式換熱器中各個(gè)并聯(lián)板式換熱單元的海水進(jìn)口，充分放出冷量后，由板式換熱器的海水出口流出，排入大海。由自來(lái)水總管引入的自來(lái)水，經(jīng)管道分別進(jìn)入板式換熱器中各并聯(lián)板式換熱單元的自來(lái)水進(jìn)口，充分吸收冷海水的冷量后成為冷媒水，經(jīng)管道匯流，再經(jīng)輸水泵抽吸，送入遠(yuǎn)距離外的地下冷水庫(kù)，以供給建筑區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)使用。
地下冷水庫(kù)中儲(chǔ)存的冷媒水，經(jīng)配水泵抽吸，分別進(jìn)入各建筑物、各用戶內(nèi)的空氣冷卻處理器，冷媒水對(duì)空氣充分放熱，使空氣冷卻，用于空氣調(diào)節(jié)。冷媒水自身放熱后恢復(fù)到室溫，再流入各用戶的凈水箱，經(jīng)蝶閥人為控制，供應(yīng)各用戶的日常生活使用。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明直接采用市政自來(lái)水作冷媒水，事先不必再經(jīng)過(guò)特殊處理；空調(diào)系統(tǒng)使用后的冷媒水也不需再回排到冷媒水制作工段，節(jié)省了能源耗費(fèi)，冷媒水發(fā)揮空調(diào)作用后又可以供日常生活使用，減少了水的浪費(fèi)和消耗；輸送冷媒水的長(zhǎng)距離管道可以利用市政原有的地下管網(wǎng)，不需另行專門(mén)敷設(shè)，節(jié)省了投資，使原有管網(wǎng)一物多用，同時(shí)發(fā)揮輸水、輸冷雙重功能；海水只需抽吸到臨近海岸的位置，海水管道短，減輕了管道腐蝕和阻塞的負(fù)擔(dān)；充分利用了次表層海水的冷量，不必再消耗電能以維持空調(diào)系統(tǒng)的冷源，達(dá)到大幅度節(jié)省電力耗費(fèi)的目標(biāo)，又徹底克服了制冷工質(zhì)氟利昂對(duì)大氣臭氧層的破壞作用，有利于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖中1是海水過(guò)濾器，2是汲水管道，3是流量傳感器，4是截止閥，5是海水多級(jí)離心泵，6是三通閥，7是快濾池，8是絮凝池，9是二次快濾池，10是地下海水庫(kù)，11是海水泵，12是板式換熱器，13是輸水泵，14是地下冷水庫(kù)，15是配水泵，16是空氣冷卻處理器，17是凈水箱，18是蝶閥，19是回流管，20是海岸，21是地面。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明包括海水過(guò)濾器1、汲水管道2、流量傳感器3、截止閥4、海水多級(jí)離心泵5、三通閥6、快濾池7、絮凝池8、二次快濾池9、地下海水庫(kù)10、海水泵11、板式換熱器12、輸水泵13、地下冷水庫(kù)14、配水泵15、空氣冷卻處理器16、凈水箱17、蝶閥18和回流管19。其中，海水過(guò)濾器1是海水的吸入口，布置在海面下10-300米之間的深度，視海水溫度而定，應(yīng)使吸取海水的溫度長(zhǎng)期保持在6-15℃之間。快濾池7、絮凝池8、二次快濾池9和地下海水庫(kù)10都設(shè)置在近海岸邊的地下，以保持熱絕緣良好以免海水冷量的散失。板式換熱器12是由多個(gè)并聯(lián)板式換熱單元組成的組件，輸水泵13和地下冷水庫(kù)14布置在地下，接近建筑區(qū)域。
海水過(guò)濾器1通過(guò)汲水管道2和截止閥4與海水多級(jí)離心泵5進(jìn)口相連，海水多級(jí)離心泵5的出口與三通閥6的進(jìn)口相連，三通閥6向上垂直布置，其一個(gè)出口與快濾池7的進(jìn)口相連，三通閥6的另一個(gè)出口通過(guò)回流管19與截止閥4的進(jìn)口相連，快濾池7的出口通過(guò)絮凝池8、二次快濾池9與地下海水庫(kù)10的進(jìn)口相連，地下海水庫(kù)10的出口通過(guò)海水泵11與板式換熱器12中各板式換熱單元海水進(jìn)口相連，其海水出口與大海相通；板式換熱器12中各板式換熱單元自來(lái)水進(jìn)口與市政自來(lái)水系統(tǒng)的管道相通，其自來(lái)水出口通過(guò)輸水泵13和地下冷水庫(kù)14的進(jìn)口相連，地下冷水庫(kù)14的出口通過(guò)配水泵15與各用戶的空氣冷卻處理器16進(jìn)口相連，空氣冷卻器16的出口分別與各用戶自用的凈水箱17的進(jìn)口相連，凈水箱17的出口通過(guò)蝶閥18供生活用水。流量傳感器3的輸入端連接在汲水管道2上，其輸出端分別與截止閥4和三通閥6的控制端電連接。
海水經(jīng)海水過(guò)濾器1過(guò)濾后經(jīng)截止閥4被海水多級(jí)離心泵5抽吸經(jīng)三通閥6提升高度，排入快濾池7，當(dāng)汲水管道2被海洋生物阻塞時(shí)，流量傳感器3將發(fā)出信號(hào)，控制截止閥4關(guān)閉，同時(shí)控制三通閥6動(dòng)作，使海水經(jīng)三通閥6后進(jìn)入回流管19，以沖刷汲水管道，待到阻塞消除，流量傳感器3感受的流量信號(hào)恢復(fù)正常后，再發(fā)出信號(hào)指令控制截止閥4和三通閥6復(fù)位，繼續(xù)進(jìn)入正常汲水工況。
快濾池7內(nèi)的濾料層為粒狀，由無(wú)煙煤屑組成，以截留海水中的雜質(zhì)，降低濁度，初步除去水中的有機(jī)物和細(xì)菌。過(guò)濾后的冷海水進(jìn)入機(jī)械式絮凝池8，在池中使海水中的微粒與混凝劑的水解膠體相互凝聚，生成較大的絮凝體，并依靠重力下沉，沉淀后使冷海水變清，然后冷海水再進(jìn)入二次快凝池，進(jìn)一步除去海水中的雜質(zhì)。
凈化后的冷海水經(jīng)海水泵11進(jìn)入板式換熱器12中各并聯(lián)板式換熱單元的海水進(jìn)口，充分放出冷量后，由板式換熱器12的海水出口流出，排入大海。板式換熱器12中各板式換熱單元的換熱板由鈦合金板制作，可以抵御海水的腐蝕。由自來(lái)水總管引入的自來(lái)水流，經(jīng)管道分別進(jìn)入板式換熱器12中各板式換熱單元的自來(lái)水進(jìn)口，充分吸收冷海水的冷量后成為冷媒水，經(jīng)管道匯流，再經(jīng)輸水泵13抽吸，送入遠(yuǎn)距離外的地下冷水庫(kù)14，以供給建筑區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)使用。地下冷水庫(kù)14中儲(chǔ)存的冷媒水，經(jīng)配水泵15抽吸，分別進(jìn)入各建筑物、各用戶內(nèi)的空氣冷卻處理器16，冷媒水對(duì)空氣充分放熱，使空氣冷卻，用于空氣調(diào)節(jié)。冷媒水自身放熱后恢復(fù)到室溫，再流入各用戶的凈水箱17，經(jīng)蝶閥18人為控制，供應(yīng)各用戶的日常生活使用。
為了防止冷量的浪費(fèi)，與板式換熱器12各并聯(lián)板式換熱單元的海水進(jìn)口相連的所有管道的地上裸露部分，與板式換熱器12各并聯(lián)板式換熱單元自來(lái)水出口相連的所有管道的地上裸露部分，以及地下冷水庫(kù)14經(jīng)配水泵15到各用戶的空氣冷卻處理器16的所有管道的地上裸露部分，都需以石棉材料包敷嚴(yán)密，以達(dá)到良好熱絕緣。
權(quán)利要求
1.一種海洋供冷自來(lái)水作冷媒的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，包括海水過(guò)濾器(1)、汲水管道(2)、流量傳感器(3)、截止閥(4)、海水多級(jí)離心泵(5)、三通閥(6)、快濾池(7)、絮凝池(8)、二次快濾池(9)、地下海水庫(kù)(10)、海水泵(11)、板式換熱器(12)、輸水泵(13)、地下冷水庫(kù)(14)、配水泵(15)、空氣冷卻處理器(16)、凈水箱(17)、蝶閥(18)和回流管(19)，其特征在于，海水過(guò)濾器(1)是海水的吸入口，布置在海面下10-300米之間的深度；快濾池(7)、絮凝池(8)、二次快濾池(9)和地下海水庫(kù)(10)都設(shè)置在近海岸(20)的地下；板式換熱器(12)是由多個(gè)板式換熱單元并聯(lián)組成的組件；輸水泵(13)和地下冷水庫(kù)(14)布置在地下，接近建筑區(qū)域，海水過(guò)濾器(1)通過(guò)汲水管道(2)和截止閥(4)與海水多級(jí)離心泵(5)進(jìn)口相連，海水多級(jí)離心泵(5)的出口與三通閥(6)的進(jìn)口相連，三通閥(6)向上垂直布置，其一個(gè)出口與快濾池(7)的進(jìn)口相連，另一出口通過(guò)回流管(19)與截止閥(4)的進(jìn)口相連，快濾池(7)的出口通過(guò)絮凝池(8)、二次快濾池(9)與地下海水庫(kù)(10)的進(jìn)口相連，地下海水庫(kù)(10)的出口通過(guò)海水泵(11)與板式換熱器(12)中各板式換熱單元海水進(jìn)口相連，其海水出口與大海相通；板式換熱器(12)中各板式換熱單元自來(lái)水進(jìn)口與市政自來(lái)水系統(tǒng)的管道相通，其自來(lái)水出口通過(guò)輸水泵(13)和地下冷水庫(kù)(14)的進(jìn)口相連，地下冷水庫(kù)(14)的出口通過(guò)配水泵(15)與各用戶的空氣冷卻處理器(16)進(jìn)口相連，空氣冷卻處理器(16)的出口分別與各用戶的凈水箱(17)的進(jìn)口相連，凈水箱(17)的出口通過(guò)蝶閥(18)供生活用水，流量傳感器(3)的輸入端連接在汲水管道(2)上，其輸出端分別與截止閥(4)和三通閥(6)的控制端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋供冷自來(lái)水作冷媒的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，其特征是所述的快濾池(7)內(nèi)的濾料層為粒狀，由無(wú)煙煤屑組成，絮凝池(8)為機(jī)械式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋供冷自來(lái)水作冷媒的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，其特征是所述的板式換熱器(12)中各板式換熱單元的換熱板由鈦合金板制作，其各板式換熱單元海水進(jìn)口的所有管道的地上裸露部分、自來(lái)水出口的所有管道的地上裸露部分以及地下冷水庫(kù)(14)經(jīng)配水泵(15)到各用戶的空氣冷卻處理器(16)的所有管道的地上裸露部分，都用石棉材料包敷。
全文摘要
海洋供冷自來(lái)水作冷媒的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，屬于制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。包括海水過(guò)濾器、汲水管道、流量傳感器、截止閥、海水多級(jí)離心泵、三通閥、快濾池、絮凝池、二次快濾池、地下海水庫(kù)、海水泵、板式換熱器、輸水泵、地下冷水庫(kù)、配水泵、空氣冷卻處理器、凈水箱、蝶閥和回流管。本發(fā)明將經(jīng)過(guò)快濾池、絮凝池、二次快濾池處理后的冷海水在板式換熱器內(nèi)與自來(lái)水換熱，利用市政原有地下管網(wǎng)為自來(lái)水輸送管道，使其發(fā)揮輸水、輸冷雙重功能。充分利用次表層海水的冷量，不必再消耗電能以維持空調(diào)系統(tǒng)的冷源，大幅度節(jié)省電力耗費(fèi)；克服了氟利昂對(duì)大氣臭氧層的破壞作用，有利于環(huán)境保護(hù)。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)F24F5/00GK1963320SQ20061011889
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者馬捷, 杜樂(lè)樂(lè), 倪園芳 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)