专利名称：地能地板冷暖空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中温地能地板冷暖空调系统，是一种节能又环保的中央空调系统，适用于民用住宅、公用建筑的集中供热供冷(也可兼供生活热水)。
背景技术：
1、多数城市居民目前只能享受“传统三供”燃煤集中供热+分体空调供冷+电热水器供生活热水，投资大、耗电多、耗水多、费用高、污染重，社会负担和居民负担重。
2、公共建筑目前使用的中央空调(如溴化锂机组、冷水机组等)投资更高、运行费更高、寿命短，还要耗油、耗气。公共建筑耗能比民用建筑要高几倍。
3、由于投资等原因，目前的建筑外墙保温大都达不到国家要求50％的节能水平，甚至只达到10％～20％，采暖空调时造成高耗能、高污染、高运行费。
4、目前的地源热泵供热供冷系统是一种投资不高、运行费低的节能中央空调，新近执行的国家标准(GB50189-2005)确定的建筑冷热源设备选择原则“具有天然水资源或地热源可供利用时，宜选择地源热泵供热供冷技术”。但是它的末端设备风机盘管所占投资比例大，夏天吹冷风的方式对病人和中老年人也不利。同时，冬天要供50℃以上的高温水取暖，夏天要供应7℃的低温水制冷，加重了电耗。
5、发明专利“地板冷暖空调系统”(CN1374480A)在投资上有优势，但它是用传统锅炉供热，在煤价、油价上涨、污染治理方面不利。同时夏天抽地下水直接供冷，进水温度和室温不好调节。不节能建筑用地板供冷有困难。没有地下水的地方也不好办。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于避免上述现有技术中的不足，而提出一种地能地板冷暖空调系统，该系统是用系统设计和优化组合的方法把冷热量需求系统(建筑)充分保温节能，把冷热量需求尽量降低，以便实现地板辐射供热又供冷，并实现冷热量供应系统由地源热泵提供中温水供冷暖，以达到成倍降低投资和运行费的目的。
本发明所提供的技术方案是一种地能地板冷暖空调系统，包括地源热泵系统，供回水系统，分水器，地埋管，其特征在于所述地源热泵系统包括地下水井，水泵，地下水管路，除砂器，地下水回灌井，压缩机，蒸发器，冷凝器，水泵的进水口伸入地下水井中，水泵的出水口与地下水管路的进水端相连通，地下水管路的出水端伸入地下水回灌井中，地下水管路上从进水端至出水端依次设有除砂器，进水阀门，蒸发器或冷凝器，出水阀门；所述供回水系统的回水管进水端与分水器相连通，回水管的出水端与蒸发器或冷凝器相连通，供水管的出水端与分水器的进水口相连通，供水管的进水端与蒸发器或冷凝器相连通；所述地埋管与分水器连通。
进一步地，所述回水管上从进水端至出水端依次设有分水器出水阀门，过滤器进水阀门，过滤器，循环泵进水阀门，循环泵，三通阀，冷暖水切换阀，三通阀与供水管相连通，供水管上设有冷暖水切换阀、分水器进水阀门。
进一步地，所述回水管上在分水器出水阀门与过滤器进水阀门之间设有回水温度计，在过滤器与循环泵进水阀门之间设有压力表；所述供水管上还设有进水温度计，压力表。
进一步地，所述地下水管路上在除砂器与进水阀门之间设有电子水处理仪。
进一步地，所述地埋管为“回”形，管径20mm，管间距150-200mm，材料为聚乙烯PEX或PEK。地埋管材料用聚乙烯PEX，地埋管周边材料和地板材料用高吸收率、高辐射力的“灰体”材料，如混凝土、砂浆、瓷砖、大理石等，以加强冷、热辐射能力。
作为本发明的必要条件之一，该冷暖空调系统还包括有建筑墙外保温系统，通过一种高分子聚合物粘结材料和保温苯板对建筑外墙进行充分保温，以便实现地板辐射供热兼供冷，使建筑外墙传热系数降至0.6～0.5，并与中空玻璃窗配合使建筑冷指标降至45-30W/m2，热指标降至30-15W/m2，从而大大降低冷热量释放系统和生产系统的负担，所述保温系统设在建筑基层墙体与饰面层之间，从基层墙体至饰面层之间依次设有粘结层，保温苯板，内防护层，耐碱玻纤网，外防护层。所述保温苯板的厚度为4cm～6cm。
本发明有如下优点1、用每建筑平米20元左右的外墙保温投资即可使空心砖370mm墙多层砖混结构住宅外墙传热系数从1.15降至0.6-0.5，从而使地板辐射制冷成为可能，并使地源热泵实现中温供冷暖。其它形式的外保温不容易达到这样的效果。
2、通过最优化设计和最佳配比参数，使冬、夏供水温度从远离地下水温的高、低温(50℃、7℃)双向大幅度靠近地下水自然温度，实现了最低电耗的“中温地源热泵系统”。
此时，全系统初投资降至现有技术的1/2-1/3，运行费降至现有技术的1/3～1/4，还省去了居民自购空调投资并将空调用电量降至现有分体空调1/3以下，实现显著节能、节省投资。不仅告别燃煤、燃油、燃气，告别传统中央空调和分体空调，告别空调病，还告别了昂贵的风机盘管。
3、地源热泵设备寿命比现有空调高1-2倍，比现有地源热泵高30％-50％。80％以上的输出能量依靠取之不尽的可再生能源，不怕能源涨价。
4、初投资的大幅度降低还为土壤源热泵的使用腾出了投资空间，减轻了对地下水的依赖。并使该系统兼供四季生活热水，进一步节能节省费用。
经过系统设计和优化组合了的外墙保温系统、地板辐射系统和地源热泵系统能同时轻松进入百姓家庭和宾馆、办公楼等建筑，从根本上节约能源和解决污染。
图1为本发明地能地板冷暖空调系统的墙外保温系统结构示意图；图2为本发明地能地板冷暖空调系统的结构示意图；其中，1-保温系统，2-地埋管，3-分水器，4-供回水系统，5-地源热泵系统，1-1-基层墙体，1-2-粘结层，1-3-保温苯板，1-4-内防护层，1-5-耐碱玻纤网，1-6-外防护层，1-7-饰面层，4-1-进水温度计，4-2-回水温度计，4-3-过滤器，4-4-回水压力表，4-5-循环泵，4-6-三通阀，4-7-分水器出水阀门，4-8-过滤器进水阀门，4-9-循环泵进水阀门，4-10-回水管，4-11-供水管，4-12-分水器进水阀门，4-13-进水压力表，5-1-压缩机，5-2-蒸发器，5-3-冷凝器，5-4-地下水泵，5-5-地下水回灌井，5-6-电子水处理仪，5-7-除砂器，5-8-冷暖水切换阀，5-9-冷暖水切换阀，5-10-冷暖水切换阀，5-11-冷暖水切换阀，5-12-地下水进水阀门，5-13-地下水进水阀门，5-14-地下水出水阀门，5-15-地下水出水阀门，5-16-地下水管路。
具体实施例方式
下面结合
本发明的具体实施方式
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参见图2，本发明地能地板冷暖空调系统，包括地源热泵系统5，供回水系统4，分水器3，地埋管2。地源热泵系统5包括地下水井，水泵5-4，地下水管路5-16，除砂器5-7，电子水处理仪5-6，地下水回灌井5-5，压缩机5-1，蒸发器5-2，冷凝器5-3，水泵5-4的进水口伸入地下水井中，水泵5-4的出水口与地下水管路5-16的进水端相连通，地下水管路5-16的出水端伸入地下水回灌井5-5中，地下水管路5-16上从进水端至出水端依次设有除砂器5-7，进水阀门5-12、5-13，蒸发器52或冷凝器5-3，出水阀门5-14、5-15；供回水系统4的回水管4-10进水端与分水器3相连通，回水管4-10的出水端与蒸发器5-2或冷凝器5-3相连通，回水管4-10上从进水端至出水端依次设有分水器出水阀门4-7，回水温度计4-2，过滤器进水阀门4-8，过滤器4-3，回水压力表4-4，循环泵进水阀门4-9，循环泵4-5，三通阀4-6，冷暖水切换阀5-8、5-9，三通阀4-6与供水管4-11相连通，供水管4-11的出水端与分水器3的进水口相连通，供水管4-11的进水端与蒸发器5-2或冷凝器5-3相连通，供水管4-11上设有冷暖水切换阀5-10、5-11、分水器进水阀门4-12，进水压力表4-13，进水温度计；地埋管2与分水器3连通。
参见图1，该冷暖空调系统还包括有建筑墙外保温系统1，使建筑外墙传热系数降至0.6～0.5，并与中空玻璃窗配合使建筑冷指标降至45-30W/m2，热指标降至30-15W/m2，从而大大降低冷热量释放系统和生产系统的负担，该保温系统1设在建筑基层墙体1-1与饰面层1-7之间，从基层墙体1-1至饰面层1-7之间依次设有粘结层1-2，保温苯板1-3，内防护层1-4，耐碱玻纤网1-5，外防护层1-6，其中，粘结层材料由高分子聚合物、共聚物、无机胶凝材料及添加剂构成的浓缩胶粉为核心成分、级配细砂和普通硅酸盐水泥为基础配制而成，保温苯板的厚度在空心粘土砖370mm砖混结构时为5cm，在其它墙体时要具体计算，以达到外墙传热系数0.6-0.5为准。
地埋管2为“回”形，管径20mm，管间距150-200mm，材料为聚乙烯PEX。地埋管2材料用聚乙烯PEX，地埋管2周边材料和地板材料用高吸收率、高辐射力的“灰体”材料，如混凝土、砂浆、瓷砖、大理石等，以加强冷、热辐射能力。
施工时，外墙保温按国家《外墙外保温工程技术规程》(2005)、建设部批准的A型保温方式，由基层墙体1-1从里到外一层层施工，以高分子聚合物、共聚物、无机胶凝材料及添加剂构成的浓缩胶粉为核心成分、级配细砂和普通硅酸盐水泥为基础成分的粘结干粉材料完全达到了国家规定技术标准，具有可靠而安全的粘结强度和抗裂性。地板辐射系统按《地面辐射供暖技术规程》(2004)。地源热泵按国家标准《水源热泵机组》(GB19409-2003)。
本发明的工作过程如下冬天制热时，先关掉阀门5-8，阀门5-13，阀门5-14，阀门5-11，打开其余阀门，地下水为吸热源，地下水通过水泵5-4、除砂器5-7、电子水处理仪5-6和阀门5-12，进入蒸发器5-2与制冷剂进行热交换，制冷剂在蒸发器5-2内吸收地下水热量而蒸发，地下水经阀门5-15进入地下水回灌井5-5内。制冷剂再经压缩机5-1压缩成高温高压过热蒸汽进入冷凝器5-3，空调水在此得到加热，制取28～35℃的热水，热的空调水经过供水管4-11，并通过分水器3进入房间的“回”形地埋管2，为建筑供热。在循环泵4-5的作用下，地埋管2的空调水经分水器3进入回水管4-10经过滤器4-3过滤、三通阀4-6、阀门5-9进入下一轮循环。
夏天制冷时，先关掉阀门5-9、阀门5-12、阀门5-10、阀门5-15，打开其余阀门，地下水5-4为排热源，地下水通过水泵5-4、除砂器5-7、电子水处理仪5-6和阀门5-13，进入冷凝器5-3与制冷剂进行热交换，制冷剂在蒸发器5-2内蒸发，制取14-20℃的冷水，冷的空调水经阀门5-11、供水管4-11、分水器3等进入地埋管2，供房间制冷。华北东北地区地下水温度基本在此范围，因此大部分时间可以不开主机直接把地下水送入房间供冷，实现显著节能。
空调水温、流量可通过查看进水温度计4-1、回水温度计4-2、回水压力表4-4、供水压力表4-13，三通阀4-6等进行调节。
本发明地能地板冷暖空调系统应用实施例如下采用外墙保温+地板辐射+地源热泵的最佳组合系统，实现“地能三供”(供冷、供热、供热水)，达到大幅度降低初投资，大幅度节煤、节电、节水、节省使用费的目的。
一、建筑围护结构1、屋顶按保温标准做。
2、楼梯、隔墙、地下室顶板按保温标准做。
3、外窗中空12mm的塑钢窗。
4、外墙按建设部推广的A型(外贴式)做。
二、地板辐射系统1、PE×管径Ф20mm。
2、PE×管距150-200mm。
3、冬季进水温度30～35℃，达到室内18℃左右；夏季进水温度12～18℃，达到室温26℃左右。
4、地面层构造(材质与厚度)瓷砖，传热系数1.1W/m2·℃，厚度10mm左右。
5、隔热层、混凝土填充层、找平层照常施工，但层厚尽量小。隔热层传热系数尽量小，其它层传热系数尽量大。
三、地能三供效益(建筑外墙复合传热系数达到0.6-0.5的节能住宅)与传统三供(集中供暖+分体空调供冷+电热水器)对比达到如下效果
四、系统造价130元/m2(外墙保温30元/m2+地板辐射40元/m2+地源热泵系统60元/m2)。
比外墙保温+风机盘管+地源热泵系统省初投资50元/m2以上；比传统三供投资省105元/m2，(与建设单位外保温+供暖投资相当)，年运行费省21.4元/m2；比溴化锂机组、冷水机组省110元/m2以上，年运行费省30元/m2以上，极具市场优势。
权利要求
1.一种地能地板冷暖空调系统，包括地源热泵系统，供回水系统，分水器，地埋管，其特征在于所述地源热泵系统包括地下水井，水泵，地下水管路，除砂器，地下水回灌井，压缩机，蒸发器，冷凝器，水泵的进水口伸入地下水井中，水泵的出水口与地下水管路的进水端相连通，地下水管路的出水端伸入地下水回灌井中，地下水管路上从进水端至出水端依次设有除砂器，进水阀门，蒸发器或冷凝器，出水阀门；所述供回水系统的回水管进水端与分水器相连通，回水管的出水端与蒸发器或冷凝器相连通，供水管的出水端与分水器的进水口相连通，供水管的进水端与蒸发器或冷凝器相连通；所述地埋管与分水器连通。
2.根据权利要求1所述的地能地板冷暖空调系统，其特征在于所述同水管上从进水端至出水端依次设有分水器出水阀门，过滤器进水阀门，过滤器，循环泵进水阀门，循环泵，三通阀，冷暖水切换阀，三通阀与供水管相连通，供水管上设有冷暖水切换阀、分水器进水阀门。
3.根据权利要求2所述的地能地板冷暖空调系统，其特征在于所述回水管上在分水器阀门与过滤器进水阀门之间设有回水温度计，在过滤器与循环泵进水阀门之间设有压力表；所述供水管上还设有进水温度计，压力表。
4.根据权利要求1所述的地能地板冷暖空调系统，其特征在于所述地下水管路上在除砂器与进水阀门之间设有电子水处理仪。
5.根据权利要求1所述的地能地板冷暖空调系统，其特征在于所述地埋管为“回”形，管径20mm，管间距150-200mm，材料为聚乙烯PEX或PEK；地埋管周边材料为具有强冷、热辐射能力的“灰体”材料。
6.根据权利要求1所述的地能地板冷暖空调系统，其特征在于该冷暖空调系统还包括有建筑墙外保温系统，该保温系统设在建筑基层墙体与饰面层之间，从基层墙体至饰面层之间依次设有粘结层，保温苯板，内防护层，耐碱玻纤网，外防护层。
7.根据权利要求6所述的地能地板冷暖空调系统，其特征在于通过一种高分子聚合物粘结材料和保温苯板对建筑外墙进行充分保温，以便实现地板辐射供热兼供冷，所述保温苯板的厚度为4cm～6cm。
全文摘要
本发明公开了一种地能地板冷暖空调系统，包括地源热泵系统，供回水系统，分水器，地埋管，所述地源热泵系统包括地下水井，水泵，地下水管路，除砂器，地下水回灌井，压缩机，蒸发器，冷凝器，水泵的进水口伸入地下水井中，水泵的出水口与地下水管路的进水端相连通，地下水管路的出水端伸入地下水回灌井中；供回水系统的回水管进水端与分水器相连通，回水管的出水端与蒸发器或冷凝器相连通，供水管的出水端与分水器的进水口相连通，供水管的进水端与蒸发器或冷凝器相连通；地埋管与分水器连通。本发明实现地板辐射供热又供冷，并实现冷热量供应系统由地源热泵提供中温水供冷暖，成倍降低投资和运行费用。
文档编号F24F5/00GK1807996SQ20051010795
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者田建学, 任锡志 申请人:田建学, 任锡志