[發明專利]住宅地道風降溫系統及其運行控制方法

無效

• 申請號: 201110385602.X
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102425833A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 譚洪衛;雷勇;張靜紅;倪璇
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F7/08;F24F11/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于建筑通風降溫節能技術領域，具體涉及的是地道風降溫系統及其運行控制方法，特別是一種低投資、高能效提高住宅建筑舒適性的降溫系統及其運行方式。

背景技術

地道風降溫技術是一種通過地埋管道將空氣與土壤進行熱交換進而達到降溫目的的建筑節能技術。一方面，利用土壤的蓄冷特性，將土壤作為天然冷源為住宅供冷；另一方面，與傳統空調相比，系統能效系數(COP)大大提高。基于低投入、高能效的特點，地道風降溫系統應用于住宅空調領域中具有較高的節能潛力和經濟效益，有其研究推廣的現實意義。

另一方面，現有地道風降溫技術在應用過程中存在一系列的問題，例如：(1)凝結水排除問題。空氣在地道中的降溫處理過程是干工況和濕工況相結合的過程，勢必在地道內形成凝結水。少量的凝結水是有助于空氣和土壤的換熱，但是長期積蓄過多，地道內易生菌、發霉，影響空氣品質；(2)地道清掃問題。開式的地道易招引蟲、鼠，地道長期使用易積灰積塵，影響空氣品質；(3)地道埋管選址問題；對于既有建筑，在建筑周圍空余地埋設地埋管道，增加了埋管成本；(4)地道風降溫系統運行控制方式。

為降低系統能耗、實現更好的節能，開發合理的地道風降溫系統及其運行控制方式成為客觀存在的迫切需求。

發明內容

本發明的目的在于一種住宅地道風降溫系統及其運行控制方法，解決現有技術中存在的上述問題。

為達到以上目的，本發明所采用的解決方案是：

一種住宅地道風降溫系統，包括室內側和室外側兩部分，

室外側是指新鮮空氣、部分新風+回風的混合空氣從土壤中取冷過程中涉及的系統結構，

室內側是指經地道處理后的空氣在室內釋冷過程中涉及的系統結構，室內側和室外側相連形成流通的地道風降溫系統。其中：

室外側主要包括混風井、進風風機、進風段豎直埋管、土壤-空氣換熱埋管、出風段豎直埋管和送風井等，其依次連通構成了室外側，涉及空氣經地道降溫處理的全過程。

室內側主要包括送風口和回風口。末端送風形式采用置換通風，即送風口出風速度不高于0.5m/s，送風口安裝高度距地面不高于1.2m，通過擴大送風面積，來實現降低風速，均勻送風的目的。利用置換通風這種高舒適性的空調系統形式不僅提高室內空氣品質，還在滿足人體舒適性要求下降低系統能耗。回風口設置于室內高處，優選設置于室內最高點。

同時可在新風管末端安裝防蟲罩，避免蟲、鼠進入地道，保持地道內整潔以提高送風品質。

室內側送風管和清掃管接進送風井內，通過調節清掃管上的插板閥的開或閉以控制清掃模式。

當地道由于長期運行或長期停滯，在開啟地道風通風降溫系統前需對地道進行清理。關閉室內側的送風蝶閥和回風蝶閥，打開吹掃管上的插板閥，開啟進風風機進行吹掃，待清掃完畢后關閉插板閥，再開啟地道風降溫系統，保持地道的整潔以提高送風空氣品質。

土壤-空氣換熱埋管的埋管方式可采用直埋管或是U型盤管方式。水平埋管以1％的坡度坡向最低點的積水槽，可設置水位探頭測試積水槽內水位，槽頂焊接的抽水管連接至送風井，便于利用水泵定期排除地道內冷凝水。

室內側的回風管和新風管接進混風井內，新風和回風在混風井內混合，實現了全新風和部分新風兩種運行控制模式，有效降低了系統運行能耗。

根據室外氣溫的變化，通過轉換地道風降溫系統的運行控制方法，減少系統的運行能耗，以此來提高系統的性能系數(COP)。

所述的運行控制方法包括全新風和部分新風兩種運行模式：

A：全新風運行模式

當室外氣溫低于32℃且室內有降溫需求時，采用全新風地道風降溫模式，關閉室內回風，即關閉回風管上蝶閥，地道處理的空氣全部來自室外空氣，處理后經置換風口送入室內，同時開啟室內門窗排出。

B：部分新風運行模式

當室外氣溫高于32℃時，室內需要降溫，采用部分新風+回風的地道風降溫模式，即將10～15％的新風與85～90％室內回風混合后送入地道內，冷卻降溫后經由置換風口送入室內，同時關閉室內門窗。

兩種模式的切換都可通過手動控制，用戶可以根據自身熱舒適感調節運行模式。從控制手段上減少該系統的能耗，實現系統的節能控制。

運用本發明時，為盡可能減少投入成本，對于新建建筑可采用與建筑地基相結合的方式；對于既有建筑為減少地道的施工工程量，需要優化地道降溫系統的設計，采用合理的地道截面尺寸、埋管方式、選材材質和風速，減少地道長度，有效降低投入成本，擴大地道風降溫系統的應用范圍。