專利名稱：海洋供冷自來水作冷媒的建筑區(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，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運行昂貴，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?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)動氣流的電機功率耗費浩大；專利號為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，是利用冷海水對空氣進(jìn)氣加濕來制取冷空氣的，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需要耗費少量電能外，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題，是一種經(jīng)濟(jì)高效的空調(diào)系統(tǒng)。在中國，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)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明包括海水過濾器、汲水管道、流量傳感器、截止閥、海水多級離心泵、三通閥、快濾池、絮凝池、二次快濾池、地下海水庫、海水泵、板式換熱器、輸水泵、地下冷水庫、配水泵、空氣冷卻處理器、凈水箱、蝶閥和回流管。其中，海水過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板式換熱單元并聯(lián)組成，輸水泵和地下冷水庫布置在地下，接近建筑區(qū)域。
海水過濾器通過汲水管道和截止閥與海水多級離心泵進(jìn)口相連，海水多級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，其一個出口與快濾池的進(jìn)口相連，三通閥的另一個出口通過回流管與截止閥的進(jìn)口相連，快濾池的出口通過絮凝池、二次快濾池與地下海水庫的進(jìn)口相連，地下海水庫的出口通過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；板式換熱器中各個板式換熱單元自來水進(jìn)口與市政自來水系統(tǒng)的管道相通，其自來水出口通過輸水泵和地下冷水庫的進(jìn)口相連，地下冷水庫的出口通過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)海水過濾器過濾后經(jīng)截止閥被海水多級離心泵抽吸經(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，流量傳感器將發(fā)出信號，控制截止閥關(guān)閉，同時控制三通閥動作，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恢復(fù)正常后，再發(fā)出信號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)快濾池過濾后的冷海水進(jìn)入機械式絮凝池，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。由自來水總管引入的自來水，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，以供給建筑區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)使用。
地下冷水庫中儲存的冷媒水，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水作冷媒水，事先不必再經(jīng)過特殊處理；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，冷媒水發(fā)揮空調(diào)作用后又可以供日常生活使用，減少了水的浪費和消耗；輸送冷媒水的長距離管道可以利用市政原有的地下管網(wǎng)，不需另行專門敷設(shè)，節(jié)省了投資，使原有管網(wǎng)一物多用，同時發(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)省電力耗費的目標(biāo)，又徹底克服了制冷工質(zhì)氟利昂對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，11是海水泵，12是板式換熱器，13是輸水泵，14是地下冷水庫，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。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明包括海水過濾器1、汲水管道2、流量傳感器3、截止閥4、海水多級離心泵5、三通閥6、快濾池7、絮凝池8、二次快濾池9、地下海水庫10、海水泵11、板式換熱器12、輸水泵13、地下冷水庫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是由多個并聯(lián)板式換熱單元組成的組件，輸水泵13和地下冷水庫14布置在地下，接近建筑區(qū)域。
海水過濾器1通過汲水管道2和截止閥4與海水多級離心泵5進(jìn)口相連，海水多級離心泵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，其一個出口與快濾池7的進(jìn)口相連，三通閥6的另一個出口通過回流管19與截止閥4的進(jìn)口相連，快濾池7的出口通過絮凝池8、二次快濾池9與地下海水庫10的進(jìn)口相連，地下海水庫10的出口通過海水泵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水進(jìn)口與市政自來水系統(tǒng)的管道相通，其自來水出口通過輸水泵13和地下冷水庫14的進(jìn)口相連，地下冷水庫14的出口通過配水泵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)海水過濾器1過濾后經(jīng)截止閥4被海水多級離心泵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，流量傳感器3將發(fā)出信號，控制截止閥4關(guān)閉，同時控制三通閥6動作，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感受的流量信號恢復(fù)正常后，再發(fā)出信號指令控制截止閥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物和細(xì)菌。過濾后的冷海水進(jìn)入機械式絮凝池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。由自來水總管引入的自來水流，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14，以供給建筑區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)使用。地下冷水庫14中儲存的冷媒水，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，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)板式換熱單元自來水出口相連的所有管道的地上裸露部分，以及地下冷水庫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水作冷媒的建筑區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，包括海水過濾器(1)、汲水管道(2)、流量傳感器(3)、截止閥(4)、海水多級離心泵(5)、三通閥(6)、快濾池(7)、絮凝池(8)、二次快濾池(9)、地下海水庫(10)、海水泵(11)、板式換熱器(12)、輸水泵(13)、地下冷水庫(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(10)都設(shè)置在近海岸(20)的地下；板式換熱器(12)是由多個板式換熱單元并聯(lián)組成的組件；輸水泵(13)和地下冷水庫(14)布置在地下，接近建筑區(qū)域，海水過濾器(1)通過汲水管道(2)和截止閥(4)與海水多級離心泵(5)進(jìn)口相連，海水多級離心泵(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，其一個出口與快濾池(7)的進(jìn)口相連，另一出口通過回流管(19)與截止閥(4)的進(jìn)口相連，快濾池(7)的出口通過絮凝池(8)、二次快濾池(9)與地下海水庫(10)的進(jìn)口相連，地下海水庫(10)的出口通過海水泵(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水進(jìn)口與市政自來水系統(tǒng)的管道相通，其自來水出口通過輸水泵(13)和地下冷水庫(14)的進(jìn)口相連，地下冷水庫(14)的出口通過配水泵(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，由無煙煤屑組成，絮凝池(8)為機械式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋供冷自來水作冷媒的建筑區(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、自來水出口的所有管道的地上裸露部分以及地下冷水庫(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。包括海水過濾器、汲水管道、流量傳感器、截止閥、海水多級離心泵、三通閥、快濾池、絮凝池、二次快濾池、地下海水庫、海水泵、板式換熱器、輸水泵、地下冷水庫、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)與自來水換熱，利用市政原有地下管網(wǎng)為自來水輸送管道，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；克服了氟利昂對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)效益和社會效益。
文檔編號F24F5/00GK1963320SQ20061011889
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者馬捷, 杜樂樂, 倪園芳 申請人:上海交通大學(xué)