[發明專利]一種以二氧化碳為傳熱介質的地溫空調及其使用方法

有效

• 申請號: 201610267828.2
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105757859A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 宋維強;倪紅堅;王瑞和;霍洪俊;李木坤
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24J3/08;F24F13/30
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 黃曉敏;于正河

1.一種以二氧化碳為傳熱介質的地溫空調，其特征在于主體結構包括二氧化碳循環泵、入井管線、地下水、井下換熱器、地層、保溫層、第一節流閥、地面管線、第二節流閥、第三節流閥、第一空調器、第二空調器、二氧化碳儲罐和第四節流閥；地層內鉆有井筒，與地層溫度相同的地下水進入井筒底部，井下換熱器浸沒在地下水中，井下換熱器的一側通過入井管線與二氧化碳循環泵連接，另一側與第一節流閥連接，井下換熱器通過地下水將地層的溫度傳遞給二氧化碳；第一節流閥通過地面管線分別與第二節流閥和第三節流閥連接，第二節流閥和第三節流閥分別連接第一空調器和第二空調器，第二節流閥和第三節流閥分別用于調控第一空調器和第二空調器的流量，從而實現對傳熱量的調控；第一空調器和第二空調器并聯后與二氧化碳循環泵連接；二氧化碳循環泵和第二空調器之間的管線外層、井下換熱器和第一節流閥之間的管線外層均包覆有保溫層，保溫層減弱管線內二氧化碳與周圍環境的熱交換；第一節流閥與二氧化碳循環泵配合調控循環壓力和流量，實現對二氧化碳物性參數的調控；二氧化碳儲罐和二氧化碳循環泵之間安裝有第四節流閥，二氧化碳儲罐調節二氧化碳的含量，正常使用過程中第四節流閥處于關閉狀態，二氧化碳儲罐為可拆卸結構。

2.根據權利要求1所述以二氧化碳為傳熱介質的地溫空調，其特征在于所述第一空調器和第二空調器安裝在同一房間內增強換熱，或安裝在不同的房間/樓宇內，空調器的數量根據實際需求確定。

3.一種如權利要求2所述以二氧化碳為傳熱介質的地溫空調的使用方法，其特征在于以二氧化碳作為地溫空調循環傳熱介質，實現對地溫的開采和利用，具體步驟為：

(1)二氧化碳循環泵將二氧化碳加壓，加壓后的二氧化碳通過入井管線注入井下換熱器；

(2)井下換熱器中的二氧化碳與地下水進行充分的熱交換，獲得地層的溫度；

(3)第一節流閥調控整個地溫空調的循環壓力，實現對二氧化碳熱容的調節，保溫層減弱二氧化碳在輸運過程中與周圍環境的熱交換；

(4)第二節流閥和第三節流閥用于控制相應管線的流量，第一空調器和第二空調機將二氧化碳攜帶的熱量吹入室內，通過對風速和流量的調節，實現對室溫的調控；

(5)換熱后的二氧化碳經地面管線進入二氧化碳循環泵，實現對地溫的循環開采和利用。