[發(fā)明專利]一種基于土壤源換熱的圍護結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710406152.5
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107101301A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振宇;蔣斌;劉東;王新;沈久亮
• 申請（專利權(quán)）人: 同度能源科技(江蘇)股份有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24J3/08
• 代理公司: 蘇州華博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32232
• 代理人: 張芹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換熱設(shè)備，具體涉及一種基于土壤源換熱的圍護結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前建筑能耗約占我國總能耗的30％左右，通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱是構(gòu)成建筑運行能耗的一個重要部分，尤其是墻體部分的傳熱。降低墻體傳熱、增強墻體的隔熱保溫性能對于降低建筑能耗具有重要的作用。常見的方法有：改變墻體的材料、直接加設(shè)保溫層。

地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽能，相當于人類每年利用能量的500多倍，且不受地域、資源等限制，這是儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，也是清潔能源。與地面上環(huán)境空氣相比，地面5m以下土壤溫度全年基本穩(wěn)定且略低于年平均氣溫，可以分別在夏、冬季提供相對較低的冷源溫度和較高的熱源溫度。所以從熱力學原理上講，土壤是一種比環(huán)境空氣更好的冷熱源，而且土壤源系統(tǒng)不會把熱量、水蒸氣及細菌等排人大氣環(huán)境，符合當前可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題在于提供一種基于土壤源換熱的圍護結(jié)構(gòu)，利用存貯在地下土壤中熱源與室內(nèi)進行換熱，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，提高換熱效率，增加換熱選擇，降低運行此發(fā)明的設(shè)備成本。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于土壤源換熱的圍護結(jié)構(gòu)，為達到上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于土壤源換熱的圍護結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：墻體換熱器，其具備輸水管路并內(nèi)嵌在圍護結(jié)構(gòu)的墻體中；土壤源換熱器，其具備輸水管路并直埋在地下；過濾器，過濾墻體換熱器、土壤源換熱器中的水中雜質(zhì)。水泵，驅(qū)動墻體換熱器、土壤源換熱器中的水循環(huán)達到換熱的目的。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述過濾器為Y形過濾器。

作為本發(fā)明的更進一步改進，所述墻體換熱器材料為PE、PP-R、PVC或金屬。

作為本發(fā)明的又進一步改進，所述土壤源換熱器材料為PE、PP-R、或PVC。

作為本發(fā)明的又進一步改進，所述墻體換熱器的輸水管路走線路徑為從下至上或從上至下，輸水管路走線形狀為若干個S形組成，輸水管路的水平方向總走線長度大于豎直方向總走線長度。

作為本發(fā)明的又進一步改進，所述墻體換熱器的輸水管路連接有地下水取水管。

作為本發(fā)明的又進一步改進，所述地下水取水管與墻體換熱器間設(shè)置有閥門，閥門具備連通墻體換熱器與土壤源換熱器以及連通墻體換熱器與地下水取水管兩個工作狀態(tài)。

作為本發(fā)明的又進一步改進，所述土壤源換熱器或墻體換熱器上具備路徑轉(zhuǎn)換閥，路徑轉(zhuǎn)換閥改變水在土壤源換熱器或墻體換熱器中運行的輸水管路長度。

作為本發(fā)明的又進一步改進，所述墻體由若干層不同隔熱系數(shù)的墻體組成，且隔熱系數(shù)由室內(nèi)往室外方向依次增大。

作為本發(fā)明的又進一步改進，所述墻體換熱器或土壤源換熱器的輸水管路為增加了外表面積的翅片管。

采用上述技術(shù)方案的有益效果是：

利用淺層土壤溫度全年基本穩(wěn)定，且略低于年平均氣溫的特性，循環(huán)水在土壤和建筑圍護結(jié)構(gòu)之間的換熱，冬季提供墻體溫度，夏季減低墻體溫度，從而有效的實現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)的主動節(jié)能。這種主動節(jié)能技術(shù)，在消耗較少的水泵能耗的前提下，充分利用存貯在地下土壤中的太陽能，有效降低圍護結(jié)構(gòu)的供暖和空調(diào)能耗，降低化石能源的消耗，環(huán)保節(jié)能。

Y型過濾器是用來清除介質(zhì)中的雜質(zhì)，以保護閥門及設(shè)備的正常使用。

水泵既驅(qū)動墻體換熱器、土壤源換熱器管路中的水循環(huán)往復，同時也從地下水取水管驅(qū)動地下水進入墻體換熱器管路，水泵兩用，降低設(shè)備成本。

水泵正反轉(zhuǎn)，冬天，土壤源換熱器里較高溫度的水從下至上在墻體換熱器內(nèi)運行，室內(nèi)冷空氣主要聚集在室內(nèi)下半層，較高溫度的水與冷空氣溫差大，換熱效率高；夏日，土壤源換熱器里較高溫度的水從上至下在墻體換熱器內(nèi)運行，室內(nèi)熱空氣主要聚集在室內(nèi)上半層，較低溫度的水與熱空氣溫差大，換熱效率高。

土壤源換熱器材料采用PE、PP-R、或PVC，輸送阻力小，使用壽命長。土壤源換熱器的外環(huán)境較墻體中復雜潮濕，所以土壤源換熱器不采用金屬。

引入地下水進入墻體換熱器，一方面也可以起到替換長久循環(huán)使用的換熱所用水；一方面當土壤源換熱器與墻體換熱器之間的循環(huán)效果不足時，直接引入帶有地下溫度的地下水，直接對墻體進行降溫或升溫，達到快速調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的作用。