專利名稱：水冷式空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空調(diào)裝置，尤其是以水作為熱交換介質(zhì)的空調(diào)系 統(tǒng)，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，各種家用空調(diào)大多采用分體式，熱交換方式采用風冷式，即 在室外機中設(shè)置壓縮機、蒸發(fā)器(冷凝器)和風扇，以避免對室內(nèi)產(chǎn)生噪 音，并由風扇運轉(zhuǎn)形成風流與蒸發(fā)器(冷凝器)發(fā)生熱交換。但其熱交換 溫差較小，熱交換不充分，特別是在極冷的冬天和極熱的夏天時，效率非 常低，導(dǎo)致能耗相當大；尤其在冬季，除熱效率低外，因室外機結(jié)霜不能 發(fā)生熱交換制熱，需對室外機除霜；另外雖然噪聲對室內(nèi)的影響減小了， 但由于受室外安裝條件的限制，室外機的噪聲和熱效應(yīng)(冬冷夏熱)對周 圍環(huán)境和鄰里的影響依然存在，并且需占用室外空間。 實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的風冷式空調(diào)效率低，能耗大，噪聲和熱效應(yīng)對環(huán)境 影響的不足，本實用新型提供一種用水作為傳熱介質(zhì)的室內(nèi)一體式水冷式 空調(diào)系統(tǒng)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是水冷式空調(diào)系統(tǒng)， 包括由冷凝器l、壓縮機5和熱交換單元4構(gòu)成的空調(diào)主機；空調(diào)主機為一體式結(jié)構(gòu)；熱交換單元4包括熱交換室4. 1，熱交換室4. 1中設(shè)有熱交 換管4. 4，壓縮機5置于熱交換室4. 1中；壓縮機5依次與四通換向閥4. 6、 熱交換管4.4、冷凝器l、四通換向閥4.6連接，四通換向閥4.6再與壓 縮機5連接；還包括水循環(huán)系統(tǒng)2，水循環(huán)系統(tǒng)出水口 2.9與熱交換單元 進水口 4. 10相連，熱交換單元出水口 4. 11與水循環(huán)系統(tǒng)進水口 2. 11相 連。熱交換室4. 1由隔板4. 5分為2_16個分室，分室之間設(shè)有通道，采 用串聯(lián)的方式連接；熱交換管4.4的主體走向沿著分室及通道的走向排 列；熱交換室4. l設(shè)有清洗進水口4.7、清洗出水口4.8、熱交換進水閥
門4. 2、熱交換出水閥門4. 3;熱交換進水閥門4. 2前端經(jīng)分戶計量表4. 9 與熱交換單元進水口 4. 10相連，熱交換出水閥門4. 3后端與熱交換單元 出水口4. ll相連。制熱(冷)劑由密封壓縮機出口 5.2出來后經(jīng)四通換向閥4.6換向 后進入置于熱交換室4. 1中的熱交換管4. 4中，完成熱交換之后經(jīng)冷凝器 入口 1.1到冷凝器(蒸發(fā)器)1中，對居室制熱(冷)，然后經(jīng)冷凝器出 口1.2、到四通換向閥4.6，經(jīng)密封壓縮機入口5.1，回到壓縮機5中， 由壓縮機出口 5.2到四通換向閥4.6，完成一個制熱(冷)循環(huán)。熱交換室4.1在經(jīng)過一段時間的運行后，需要除垢清洗，以保證金 屬換熱片與水流的充分接觸，使得熱交換充分，以提高空調(diào)效率。將熱交 換出水閥門4. 3和熱交換溫差開關(guān)4. 2關(guān)閉，由清洗進水口 4. 7處加入除 垢劑和自來水，對熱交換室4. 1進行浸泡沖洗，清洗水經(jīng)清洗出水口 4. 8 排出，清洗進水口 4. 7的水平高度高于清洗出水口 4. 8的水平高度。熱交換管4.4上加裝散熱片，使熱交換更加充分；熱交換管4.4的 走向和長度沿著熱交換室4. 1中水流方向和長度布置；熱交換單元出水口 4. 11的水平高度高于熱交換單元進水口 4. 10的水平高度，以此保證熱交 換室4. 1中水的充盈。由水循環(huán)系統(tǒng)出水口 2.9出來的水分送到某單臺空調(diào)主機的熱交換 單元進水口 4. 10，經(jīng)分戶計量表4. 9、熱交換進水閥門4. 2到熱交換室 4. 1的分室中，經(jīng)通道流經(jīng)另外的分室，然后通過熱交換出水閥門4. 3到 熱交換單元出水口 4. 11,再到水循環(huán)系統(tǒng)進水口 2. 11，回到水循環(huán)系統(tǒng) 2中，完成熱交換后又到水循環(huán)系統(tǒng)出水口 2.9，形成循環(huán)。由于用水冷(熱)替代風冷(熱)，密封壓縮機5置于冷卻水中，極 大降低了噪音，效果基本達到靜音；且在壓縮機段即開始熱交換，使熱交 換更為充分；壓縮機處于常溫，有利于其運行和延長壽命。本實用新型的水冷(熱)式空調(diào)系統(tǒng)在使用時，最好用淺層地下水， 因為淺層地下水的溫度恒定適中， 一般較當?shù)啬昶骄鶜鉁馗? 2°C，非 常接近于人體需要的最佳溫度。本實用新型的有益效果是，由于采用水作為傳熱介質(zhì)，水的比熱大， 水的導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的導(dǎo)熱系數(shù)的19.83倍，其熱交換迅速、充分，可以
大大減少熱交換介質(zhì)用量和熱交換管的長度。與風冷式空調(diào)相比，水溫與 制冷劑存在較大的溫差，熱交換的條件更為充裕，且在冬季制熱時不需要 除霜，可大大提高熱效率。將壓縮機置于循環(huán)冷卻水中，極大降低了壓縮 機的噪音；通過以水冷代替風冷，并取消了室外風機，即消除了噪音。本實用新型將常規(guī)空調(diào)的室外機替換為水冷(熱)式熱交換裝置， 并置于空調(diào)主機內(nèi)，實現(xiàn)室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置與熱交換裝置的一體化。由此 大大減少了銅管、散熱片和制熱(冷)劑等材料的消耗，不再占用室外空 間，達到了美觀的目的。因淺層地下水通常保持一個恒定且接近于人體需 要的舒適溫度，因其溫度恒定，以此作為傳熱介質(zhì)大大提高了制熱(冷) 效率，特別是在極冷冬天和極熱夏天時效果更為明顯；并降低了能耗，一 般節(jié)能在1/3 1/2以上。大地作為一個巨大的儲能體，其中的地熱能是 一種可再生的循環(huán)能量，對環(huán)境保護的作用顯著。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、 外形美觀、體積小巧，靜音環(huán)保，自動化程度高，安裝簡單，使用方便。

圖1是本實用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施方式一結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型實施方式二結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。實施方式一以淺層地下水作為熱交換介質(zhì)。如圖2，水冷式空調(diào)系統(tǒng)，包括由冷凝器l、壓縮機5和熱交換單元 4構(gòu)成的空調(diào)主機；空調(diào)主機為一體式結(jié)構(gòu)；熱交換單元4包括熱交換室4. 1，熱交換室4. 1中設(shè)有熱交換管4. 4，壓縮機5置于熱交換室4. 1中； 壓縮機5依次與四通換向閥4.6、熱交換管4.4、冷凝器l、四通換向閥 4.6連接，四通換向閥4.6再與壓縮機5連接；還包括地下水循環(huán)系統(tǒng)2 和過濾單元3，地下水循環(huán)系統(tǒng)出水口 2. 9經(jīng)過濾單元3與熱交換單元進 水口 4. 10相連，熱交換單元出水口 4. 11與地下水循環(huán)系統(tǒng)進水口 2. 11 相連。地下水循環(huán)系統(tǒng)；包括取水單元2. l和回灌單元2.2;取水單元2. 1由取水井2. 3、取水泵2. 5和封堵塞2. 7組成；回灌單元2. 2由回灌井2. 4、 回灌泵2.6、回灌止水塞2.8和回灌篩管2. IO組成；取水泵2.5為潛水 泵，置于取水井2. 3中，取水泵2. 5經(jīng)封堵塞2. 7與地下水循環(huán)系統(tǒng)出水 口 2. 9相連；回灌泵2. 6前端與地下水循環(huán)系統(tǒng)進水口 2. 11相連，其后 端經(jīng)回灌止水塞2. 8與回灌篩管2. 10相連，回灌篩管2. 10置于回灌井2. 4中。過濾單元3由過濾舉3.2、過濾器進水閥門3. 1和過濾器出水閥門3. 3、儲水箱3. 4及液位控制開關(guān)3. 10組成；在過濾器進水閥門3. 1以上 部分設(shè)有濾芯3.9，其上部設(shè)有濾芯取出口 3.6;在過濾器進水閥門3. 1 以下部分設(shè)有沉渣閥門3. 5，其下部設(shè)有沉渣排出口 3. 7;過濾器出水閥 門3. 3經(jīng)儲水箱進水管3. 8與儲水箱3. 4相連；儲水箱出水管3. 11與熱 交換單元進水口 4. 10相連；過濾器進水閥門3. 1前端與地下水循環(huán)系統(tǒng) 出水口2.9相連，后端與過濾器3.2相連；儲水箱3.4為夾層結(jié)構(gòu)，其內(nèi) 由閉孔橡膠海綿或聚氨脂泡沫填充，或采用真空;儲水箱3. 4底部為斜面， 斜面底部與儲水箱沉渣閥門3. 12和儲水箱沉渣排出口 3. 13相連。在熱交換室4. 1的中間水平方向設(shè)有隔板4. 5，將其分成兩個分室， 以充分加強熱交換，并控制水的流向。熱交換室4. 1的進出水溫度因與制 熱(冷)劑發(fā)生熱交換而導(dǎo)致溫度差，熱交換溫差開關(guān)4. 2根據(jù)熱交換單 元進、出水口4. 10、 4. 11的水流溫差控制水的流量，當溫差大時，增大 給水量，溫差小時減小給水量，以尋求最佳的能效比，達到最佳的制熱(冷) 效果。取水井2. 3中的地下水由儲水箱3. 4的液位控制開關(guān)3. 10控制，由 潛水泵2. 5抽取到地下水循環(huán)系統(tǒng)出水口 2. 9，通過過濾器進水閥門3. 1 進入過濾器3.2中，經(jīng)濾芯3.9過濾后，到過濾器出水閥門3. 3，經(jīng)儲水 箱進水管3. 8到儲水箱3. 4中，由儲水箱3. 4經(jīng)儲水箱出水管3. 11分送 至熱交換單元進水口4. 10，再送至分戶計量表4.9至溫差開關(guān)4.2，進入 熱交換室4. 1，與熱交換管4.4完成熱交換后，經(jīng)熱交換出水閥門4.3到 熱交換單元出水口4. 11，進入地下水循環(huán)系統(tǒng)進水口 (回灌管)2. ll到 回灌泵2.6、回灌篩管2.10到回灌井2.4進入地層，完成地下水的循環(huán)。 回灌篩管2. IO壁面布滿篩孔，以加速循環(huán)水的滲透。 在儲水箱3. 4水位低于預(yù)設(shè)液位時，控制開關(guān)3. 10開啟，潛水泵2. 5 取水，當達到預(yù)設(shè)液位時控制開關(guān)3. 10關(guān)閉，潛水泵2. 5停止取水。在取水井2. 3上設(shè)封堵塞2. 7，在回灌井2. 4上設(shè)回灌止水塞2. 8以 隔斷空氣，避免地下水受到空氣污染，在回灌水量較大或地層滲透速度較 小，靠自流回灌不能滿足回灌要求時，開啟回灌泵2.6以加強地下水的回過濾單元3中沉渣閥門3. 5關(guān)閉時可開啟沉渣排出口 3. 7進行清渣， 以減小運行過程中地下水的損失和與空氣的接觸，減少地下水中雜物對整 個系統(tǒng)的磨損和污染，保證運行回路的封閉，以確保地下水的封閉循環(huán)， 保證其環(huán)保性；清渣時不影響地下水的過濾，整個系統(tǒng)可照常運行。儲水箱3. 4清渣時關(guān)閉儲水箱沉渣閥門3. 12，由儲水箱沉渣排出口 3. 13清渣，清渣時不影響地下水的過濾，整個系統(tǒng)可照常運行。如濾芯3.9需要更換清洗，可關(guān)閉過濾器進水閥門3. 1和過濾器出 水閥門3.3，打開濾芯取出口3.6，更換濾芯3.9，當儲水箱儲有足夠的 水時，此過程也不影響空調(diào)主機的運行。圖2中只給出了單臺空調(diào)主機的結(jié)構(gòu)示意圖，實際實施中為多臺空 調(diào)主機并用一套地下水循環(huán)系統(tǒng)2。整個地下水的循環(huán)過程中，在冬季不結(jié)冰的地區(qū)，在熱交換出水閥 門4. 3前的管道均采取保溫措施；在冬季結(jié)冰的地區(qū)，所有管道均釆取保 溫措施。水箱的保溫夾層采用閉孔橡膠海綿或聚氨脂泡沫填充，也可采用 真空；各段管道為復(fù)壁保溫管，其夾層采用聚氨脂泡沫填充或采用真空， 具有良好的保溫性能。由于熱交換室4. 1內(nèi)的熱交換介質(zhì)為基本恒溫的淺層地下水，水的比 熱大，與金屬接觸傳熱迅速，因此整個熱交換單元4可以做得很小巧；因 不用室外機，空調(diào)主機為一體式，由此冷凝管、散熱片、制熱(冷)劑的 用量將大幅度降低，使得其結(jié)構(gòu)更為緊湊且外形美觀。設(shè)除垢裝置以提高地溫熱交換裝置即熱交換單元4的效率，采用溫差 開關(guān)控制水流量可提高空調(diào)的熱效率，降低能源消耗；以液位控制開關(guān) 3. 10控制潛水泵2.5的開閉，減少電力消耗。實施方式二 以密閉水作為熱交換介質(zhì)，通過海水、湖水、池塘水、地窖藏水、游 泳池、工業(yè)廢水池或地下地層間接進行熱交換。如圖3，水冷式空調(diào)系統(tǒng)，包括由冷凝器l、壓縮機5和熱交換單元 4構(gòu)成的空調(diào)主機；空調(diào)主機為一體式結(jié)構(gòu)；熱交換單元4包括熱交換室4.1，熱交換室4. 1中設(shè)有熱交換管4.4，壓縮機5置于充滿水的熱交換 室4. l中；壓縮機5依次與四通換向閥4.6、熱交換管4.4、冷凝器l、 四通換向閥4. 6連接，四通換向閥4. 6再與壓縮機5連接；還包括密閉水 循環(huán)系統(tǒng)2，密閉水循環(huán)系統(tǒng)出水口 2. 9與熱交換單元進水口 4. 10相連， 熱交換單元出水口 4. 11與密閉水循環(huán)系統(tǒng)進水口 2. 11相連。密閉水循環(huán)系統(tǒng)2，包括循環(huán)水泵2. 13和密閉水熱交換管2. 12，由 循環(huán)水泵2. 13將密閉水熱交換管2. 12中經(jīng)熱交換后的循環(huán)水泵入熱交換 單元進水口4. 10，經(jīng)熱交換單元4中循環(huán)后，由熱交換單元出水口 4. 11 排出到密閉水循環(huán)系統(tǒng)進水口 2. 11，再到密閉水熱交換管2. 12中，完成 熱交換后，又到循環(huán)水泵2. 13;完成一次密閉水的循環(huán)。密閉水熱交換管2.12根據(jù)所處的環(huán)境不同，可置于海水、湖水、池 塘水、游泳池、工業(yè)廢水池中或埋在地層中，與之進行熱交換。圖3中只給出了單機空調(diào)主機的結(jié)構(gòu)示意圖，實際實施中為多臺空調(diào) 主機并用一套密閉水循環(huán)系統(tǒng)2。密閉水循環(huán)系統(tǒng)出水口 2. 9與熱交換單元進水口 4. 10之間管道采取 保溫措施，管道為復(fù)壁保溫管，其夾層采用聚氨脂泡沫填充，或采用真空， 具有良好的保溫性能。另外，對現(xiàn)有空調(diào)的改造可將壓縮機密封改造后置于水中以降噪，因 此可以改造為一體機，也可仍保持分體式，可減小室外裝置的體積，消除 對室外造成的噪音和熱島效應(yīng)。而對于中央空調(diào)的改造，可將壓縮機密封改造，再置于熱交換單元內(nèi)， 通過循環(huán)水降噪，取消冷卻塔，減小噪音，消除熱島效應(yīng)。上面已結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了示例性的描述， 顯然本實用新型不限于此，在本實用新型范圍內(nèi)進行的各種改型均沒有超 出本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1、一種水冷式空調(diào)系統(tǒng)，包括由冷凝器(1)、壓縮機(5)和熱交換單元(4)構(gòu)成的空調(diào)主機，其特征在于，空調(diào)主機為一體式結(jié)構(gòu)；熱交換單元(4)包括熱交換室(4.1)，熱交換室(4.1)中設(shè)有熱交換管(4.4)，壓縮機(5)置于熱交換室(4.1)中；壓縮機(5)依次與四通換向閥(4.6)、熱交換管(4.4)、冷凝器(1)、四通換向閥(4.6)連接，四通換向閥(4.6)再與壓縮機(5)連接；還包括水循環(huán)系統(tǒng)(2)，水循環(huán)系統(tǒng)出水口(2.9)與熱交換單元進水口(4.10)相連，熱交換單元出水口(4.11)與水循環(huán)系統(tǒng)進水口(2.11)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的熱交換 室(4.1)由隔板(4.5)分為2—16個分室，分室之間設(shè)有通道，采 用串連的方式連接；熱交換管(4.4)的主體走向沿著分室及通道的走 向排列；熱交換室(4.1)設(shè)有清洗進水口 (4.7)、清洗出水口 (4.8)、 熱交換進水閥門(4.2)、熱交換出水閥門(4. 3);熱交換進水閥門(4. 2 ) 前端經(jīng)分戶計量表(4.9)與熱交換單元進水口 (4. 10)相連，熱交換 出水閥門(4.3)后端與熱交換單元出水口 (4.11)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的清洗進 水口 (4. 7)位于熱交換出水閥門(4. 3)前端附近，清洗出水口 (4.8) 位于熱交換進水閥門(4.2)后端附近，熱交換單元出水口 (4.11)的 水平高度高于熱交換單元進水口 (4.10)的水平高度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的熱 交換進水閥門(4.2)可用熱交換溫差開關(guān)替換。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的水循環(huán) 系統(tǒng)(2)為地下水循環(huán)系統(tǒng)；包括取水單元(2. 1)和回灌單元(2. 2); 取水單元(2.1)由取水井(2.3)、取水泵(2.5)和封堵塞(2.7)組 成；回灌單元(2. 2)由回灌井(2. 4)、回灌泵(2. 6)、回灌止水塞(2. 8) 和回灌篩管(2. 10)組成；取水泵(2. 5)為潛水泵，置于取水井(2. 3) 中，取水泵(2.5)經(jīng)封堵塞(2.7)與地下水循環(huán)系統(tǒng)出水口 (2.9) 相連；回灌泵(2.6)前端與地下水循環(huán)系統(tǒng)進水口 (2.11)相連，其 后端經(jīng)回灌止水塞(2.8)與回灌篩管(2. 10)相連，回灌篩管(2. 10) 置于回灌井(2.4)中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的地下水 循環(huán)系統(tǒng)出水口 (2.9)與熱交換單元進水口 (4. 10)之間設(shè)有過濾單 元(3)，過濾單元(3)由過濾器(3.2)、過濾器進水閥門(3.1)和 過濾器出水閥門(3.3)、儲水箱(3.4)及液位控制開關(guān)(3. IO)組成; 在過濾器進水閥門(3.1)以上部分設(shè)有濾芯(3.9)，其上部設(shè)有濾芯 取出口 ( 3. 6 );在過濾器進水閥門(3. 1)以下部分設(shè)有沉渣閥門(3. 5)， 其下部設(shè)有沉渣排出口 (3.7);過濾器出水閥門(3.3)經(jīng)儲水箱進水 管(3.8)與儲水箱(3.4)相連；儲水箱出水管(3.11)與熱交換單 元進水口 (4. 10)相連；過濾器進水闊門(3. 1)前端與地下水循環(huán)系 統(tǒng)出水口 (2.9)相連，后端與過濾器(3.2)相連；儲水箱(3.4)為 夾層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)由閉孔橡膠海綿或聚氨脂泡沫填充，或采用真空；儲 水箱(3.4)底部為斜面，下部與儲水箱沉渣閥門(3. 12)和儲水箱沉 渣排出口 (3.13)相連；過濾單元(3)與地下水循環(huán)系統(tǒng)(2)之間 的水循環(huán)管道、過濾單元(3)與熱交換單元(4)之間的水循環(huán)管道 為夾層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)由聚氨脂泡沫填充，或采用真空。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的熱交換 室(4.1)中充滿水，壓縮機(5)浸于水中。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的水循環(huán) 系統(tǒng)(2)為密閉水循環(huán)系統(tǒng)，包括循環(huán)水泵(2. 13)和密閉水熱交換 管(2. 12)，密閉水循環(huán)系統(tǒng)進水口 (2. 11)前端與熱交換單元出水口(4. 11)相連，其后端依次與密閉水熱交換管(2. 12)、循環(huán)水泵(2. 13)、 密閉水循環(huán)系統(tǒng)出水口 (2.9)、熱交換單元進水口 (4.10)相連。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的密閉水 熱交換管(2.12)置于天然地表水、人工水池或地層中。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的空調(diào)主 機中的熱交換單元(4)和壓縮機(5)與冷凝器(1)也可以分離為兩 部分，為分體式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種水冷式空調(diào)系統(tǒng)，旨在提供一種以水作為熱交換介質(zhì)的空調(diào)裝置。它包括由冷凝器、壓縮機和水冷式熱交換單元構(gòu)成的一體式空調(diào)主機；采用壓縮機置于水中以消除噪音；還包括水循環(huán)系統(tǒng)及過濾單元；通過淺層地下水、海水、湖水、池塘水、地窖藏水、游泳池、工業(yè)廢水池或地層直接或間接進行熱交換。本實用新型效率高、能耗低，結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、體積小巧，靜音環(huán)保，自動化程度高，安裝簡單，使用方便，適合作為家庭和其他場所的冷暖空調(diào)裝置使用。
文檔編號F25B13/00GK201045544SQ20072007966
公開日2008年4月9日 申請日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者李束為 申請人:李束為