专利名称：一种喀斯特地貌城市的整体空调系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及城市制冷工程领域。
背景技术：
空调系统消耗大量的能源。工业发达国家空调所耗的能量约占总耗能量的三分之一，如美国和日本；如果加上冬季空调的耗费，有的甚至达到总耗能量的45%，如瑞典。夏季，常规空调耗费的能量，大部分用于冷源耗能，小部分用于动力耗能。空调耗费的能源最后都生成废热，进一步提高城市环境的温度。联合国气候变化专门委员会(IPCC)公布了第四次评估报告，在21世纪，随着人为制作的变暖，会导致夏天极热，冬天极冷的厄尔尼诺现象，而且地球表面的气温还会不断地升高，甚至不可逆转，受这种气候的影响，未来的建筑需要耗费大量的能源，排放更多的二氧化碳，来满足人体舒适度的需要。作城市区域空调冷源系统，现行的有两种:第一种是利用岩石圈为冷源的地埋管与地源热泵空气调节系统，第二种是利用水圈为冷源的城市区域空气调节系统，但这两种系统存在以下缺点:①地埋管与地源热泵空气调节系统:是通过地埋水管与与地源热，在岩石圈进行热交换后，形成一个城市与岩石圈的循环系统，因此岩石层的结构分布，温度分布，地下水温度，径流方向和流速决定了该系统是否可行性和经济的投入，而且地埋水管一旦泄漏会造成地下水源的污染，地埋管与地源热泵空气调节系统只能调节城市建筑室内的空气，而无法净化室内的空气的大气污染物质(TSP)。②利用水圈为冷源的城市区域空气调节系统:就是在不同的深度设置伸入海中的汲水口，大径量抽取温度足够低的次表层海水，经前处理工序后，由绝热的通道输入城市的。海水的循环冷却技术，由于严重的腐蚀、结垢、污损生物附着和盐沉积，推广应用存在较大难度，而且也是只能调节城市建筑室内的空气，而无法净化室内的空气的大气污染物质(TSP )。上述①、②说明了它们的技术系统是引入大气圈空气进入城市建筑室内的基础上，改善城市建筑室内环境而设计的，只能算一种改善热工的环保系统，不能彻底的净化大气圈的空气或者作为低功耗节能系统来使用，由于两个系统的技术缺陷，导致了它们无法应对气温不断升高的21世纪气候变化和城市大规模的使用。溶洞存在于喀斯特岩溶地区，中国有世界上最大的喀斯特岩溶连续带，发育了地球上最多的喀斯特溶洞群，由于碳酸盐溶洞在地下，那里没有太阳直接辐射和天空散射辐射的变化，所以洞穴气候与洞穴外部气候有实质性的差别。洞穴外部气候属于大气圈，洞穴气候属于岩石圈，岩石圈的温度受大气圈温度影响较小，所以溶洞空气温度和湿度稳定，而且洞穴里形成的次生碳酸盐(石钟乳、石笋、石柱)对大气的污染物(TSP)有净化的作用，因此溶洞空气纯度高，还弥漫着有助于健康的负电荷微粒，属于可再生的岩石圈能源，因此可以利用机械排风的方式，将热舒适度好，空气品质高的溶洞风，引入到城市建筑中。
发明内容本实用新型要解决的技术问题:针对现在的城市空调系统存在的耗能大、破坏大气温度的问题，提供了一种将溶洞中空气引入到建筑中调节温度的方法和装置。本实用新型技术方案:一种喀斯特地貌城市的整体空调系统，包括地下溶洞空气抽风泵，地下溶洞空气抽风泵和溶洞空气过滤除湿处理装置连接，溶洞空气过滤除湿处理装置和城市绝热溶洞空气总库连接，城市绝热溶洞空气总库通过地面溶洞空气分流泵分别和民用建筑溶洞空气分库、公共建筑溶洞空气分库、工业溶洞空气分库连接，各空气分库和各建筑中的使用设备连接。地下溶洞空气抽风泵安装在溶洞中。本实用新型有益效果:溶洞存在于喀斯特岩溶地区，中国有世界上最大的喀斯特岩溶连续带，发育了地球上最多的喀斯特溶洞群，由于碳酸盐溶洞在地下，那里没有太阳直接辐射和天空散射辐射的变化，所以洞穴气候与洞穴外部气候有实质性的差别。洞穴外部气候属于大气圈，洞穴气候属于岩石圈，岩石圈的温度受大气圈温度影响较小，所以溶洞空气温度和湿度稳定，而且洞穴里形成的次生碳酸盐(石钟乳、石笋、石柱)对大气的污染物(TSP)有净化的作用，因此溶洞空气纯度高，还弥漫着有助于健康的负电荷微粒，属于可再生的岩石圈能源。据中国洞穴数据库的报道，在中国喀斯特地区，溶洞总数在50万个以上，每一平方公里就有0.8组溶洞群，开发前景十分可观，对于气温不断升高的大气圈来说，溶洞处于一个相对恒温或恒湿环境，溶洞气候舒适度较好，对于被不断污染的大气圈空气来说，利用机械排风的方式，将热舒适度好，空气品质高的溶洞风，引入到城市建筑中，具有以下的潜力:1、溶洞的空气是净化的:这是因为洞穴里形成的次生碳酸盐(石钟乳、石笋、石柱)对大气的污染物(TSP)有净化的作用，大气的污染物质(TSP)遇见次生碳酸盐液体介质时，污染物(TSP)被液膜加湿后凝聚。同时次生碳酸盐也形成液冲洗了污染物(TSP)。2、溶洞空气温度和湿度是稳定的:溶洞的空气是运动和替换的:溶洞的形成喀斯特地域的地质成分碳酸盐有关，碳酸盐被溶解往往形成一个溶洞群系统，只有一个进口的溶洞几乎没有，如果溶洞由两个或两个以上进口，就会形成高度差，造成洞穴内外气温和气柱压力之不同，从而在低进口处形成气压差，并形成相应的洞穴气流，不断与洞外空气进行交换。通常在冬季空气从低进口流入；而夏季与冬季正好相反，就种现象叫“烟囱效应”。只要存在洞内外的空气环流，洞穴内部的温度和湿度就可以产生变化，但只要洞穴有足够的长度，那么温度与湿度就会向深处改变，直达常年温度不变带和湿度饱和带。由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，不需要使用太多的能源，就可实现城市的使用单元空气交换，因此能有效的节约能源，保护环境，减缓电网压力，本实用新型为具有碳酸盐溶洞的喀斯特地区提供清洁廉价的供冷源，具有显著的社会效益和经济效益。本实用新型的方法简单，所采用的装置成本低廉，而且利用喀斯特溶洞空气，作为天然冷热源来构筑城市大空调系统的先例，更是前所未见。
:图1为本实用新型示意图。
具体实施方式
:实施例:贵州省86个县(市)中，就有69个属于喀斯特石山县’，是世界上最大的喀斯特连续带，碳酸盐岩石出露面积达130000平方公里，每一平方公里有0.8个溶洞，这些溶洞几乎处于岩石圈恒温层范围内，珠联璧合，形成许许多多的溶洞群，这些溶洞群长度之和相当于一条黄河，溶洞构成了一个157000000m 喀斯特恒温层气候空间，是最合适实施本实用新型的地区。洞穴空气交换热量有下列几种方式〉传导、辐射、对流、乱流、蒸发和凝结。只要空气进入溶洞的距离为X =X=IOOcj512Vci 2, 为通道平均直径(米)，V是截面空气平均流速，那么空气就是恒温和恒湿的，只要溶洞有足够的长度，空气就能保持常年温度和湿度不变带。贵州喀斯特溶洞空气是一种低温度，高湿度纯度好的舒适度空气，溶洞的恒温为20。C左右，恒湿度为50%-105%。贵州的许多城镇地下或周边都有溶洞，可以利用这些溶洞来实施本实用新型，如图1所示，本实用新型包括:溶洞1、地下溶洞空气抽风泵2、溶洞空气过滤除湿处理装置3、城市绝热溶洞空气总库4、溶洞空气分流泵5、民用建筑溶洞空气分库6及其使用单元、公共建筑溶洞空气分库7及其使用单元、工业溶洞空气分库8及其使用单元、大气层9。地下溶洞空气抽风泵2的进口与溶洞I相通，地下溶洞空气抽风泵2出口通过绝热管与溶洞空气过滤除湿处理装置3的进口相通。溶洞空气过滤除湿处理装置3的出口通过绝热管与城市绝热溶洞空气总库4的进口相通。城市绝热溶洞空气总库4的出口通过绝热管与地面的溶洞空气分流泵5的进口相通。溶洞空气分流泵5分别通过绝热管与民用建筑溶洞空气分库6、公共建筑溶洞空气分库7、工业溶洞空气分库8的进口相通。各个分库中的溶洞空气经过管道 和输送装置进入各个对应建筑物中的使用单元使用后排入大气层9。
权利要求1.一种喀斯特地貌城市的整体空调系统，包括地下溶洞空气抽风泵(2)，其特征在于:地下溶洞空气抽风泵(2)和溶洞空气过滤除湿处理装置(3)连接，溶洞空气过滤除湿处理装置(3)和城市绝热溶洞空气总库(4)连接，城市溶洞绝热空气总库(4)通过地面溶洞空气分流泵(5 )分别和民用建筑溶洞空气分库(6 )、公共建筑溶洞空气分库(7 )、工业溶洞空气分库(8 )连接，各分库和各建筑中的使用设备连接。
2.根据权利要求1所述喀斯特地貌城市的整体空调系统，其特征在于:地下溶洞空气抽风泵(2)安装在溶洞(I)中。
专利摘要本实用新型公开了一种喀斯特地貌城市的整体空调系统，在喀斯特溶洞的上方地域范围内修建城市，从溶洞中抽取溶洞空气，经溶洞空气过滤除湿处理装置处理工序，由绝热的通道输入城市绝热溶洞空气总库，然后再经地面溶洞空气分流泵，分别输送到分布在各处的溶洞空气分库与建筑物使用单元，吸取建筑物内环境的热量后，进入大气层。本实用新型利用机械排风的方式，将热舒适度好，空气品质高的溶洞风，引入到城市建筑中调节建筑中的温度，并改善空气质量，对环境几乎没有污染。
文档编号F24F5/00GK202938437SQ20122065616
公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者王红 申请人:贵州大学