一种土壤-空气换热系统的制作方法

一种土壤-空气换热系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于室内通风领域，具体涉及一种土壤-空气换热系统。
【背景技术】
[0002]随着人口的增长和气候条件的恶化，人们对于建筑中能源消耗的需求越来越大。自然能源的充分利用是建筑节能的重要手段。土壤是良好的蓄热体，在夏季，利用储存于土壤中的地热能来冷却室内空气；在冬季，利用储存于土壤中的地热能来加热室内的空气，这具有良好的节能效果和环保意义。在整个一年内，室外空气的温度在-15?40°C范围内变化，而土壤中的温度只在4?18°C范围内变化，如果土壤中包含的热量能够被捕获并通过管道传到室内，这将大大减低建筑内的电力能耗。因此需要设计一种利用地热能来降低建筑内能耗的换热系统。
[0003]目前，土壤与空气进行热交换的系统中，室外新风中的水蒸气容易在地下管道内冷凝成冷凝水，冷凝水的存在使得地下管道中容易滋生细菌和真菌，从而降低经土壤与空气热交换后进入室内的空气的质量。另外，现有土壤与空气换热系统中由于地下管道设置不合理，其存在空气与土壤换热效率低、安装成本高等缺点。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种能够降低建筑物内能耗的土壤-空气换热系统。
[0005]本实用新型所采用的技术方案为:一种土壤-空气换热系统，它包括新风进风口、若干新风主管、若干层地下通风管道、若干出风主管、新风处理机、旁通进风管道、电动换向阀和温度感应执行器，所述新风进风口与新风主管的进口连接，所述新风主管的出口与所述地下通风管道的一端连接，所述地下通风管道的另一端与所述出风主管的进口连接；所述出风主管的出口与所述新风处理机的进口连接；所述旁通进风管道设置在所述新风处理机的进口处，并通过所述电动换向阀与所述新风处理机的进口连接，所述温度感应执行器与所述电动换向阀连接并控制其动作。
[0006]所述土壤-空气换热系统中还设置冷凝水排水系统，所述冷凝水排水系统包括液位感应执行器、排水管和排水泵，所述液位感应执行器设置在所述新风主管底端，所述排水泵设置在地面上，所述液位感应执行器通过所述排水管与所述排水泵连接；所述液位感应执行器检测所述新风主管中冷凝水的液位，并控制所述排水泵开启将所述新风主管底端的冷凝水排出。
[0007]所述新风主管的数量和所述出风主管的数量均与所述地下通风管道的层数相同。
[0008]所述地下通风管道设置为两层，其包括第一层和第二层地下通风管道，每一层所述地下通风管道均包括一分配管、若干分支管和一汇合管，所述分配管与汇合管平行设置，若干所述分支管平行设置在所述分配管与汇合管之间，所述分配管的进口与所述新风主管的出口连接，所述分配管的出口与所述分支管的进口连接，所述分支管的出口与所述汇合管的进口连接，所述汇合管的出口与所述出风主管的进口连接。
[0009]所述分配管与新风主管之间的夹角小于或等于89.997°。
[0010]所述第一层地下通风管道埋设在地面下1.2?2m处，所述第二层地下通风管道埋设在所述第一层地下通风管道下方0.5?Im处。
[0011]所述分支管的长度设置为35?75m。
[0012]所述新风主管进口处的地面上设置一混凝土支座，所述混凝土支座采用一两端开口的圆柱筒，其一端与所述新风主管的进口套接，并固定在所述混凝土支座上，其另一端为所述新风进口，所述新风进风口处设置防水帽或过滤保护装置。
[0013]所述新风主管、地下通风管道和出风主管均由混凝土、铸铁、聚乙烯或聚丙烯制成。
[0014]所述新风主管与地下通风管道之间的连接处、所述地下通风管道与出风主管的连接处，以及所述地下通风管道中所述分支管与分配管、所述分支管与汇合管之间的连接处均采用热熔连接。
[0015]由于采用以上技术方案，本实用新型的有益效果为:1、本实用新型由于设置了新风进风口、若干新风主管、若干层地下通风管道、若干出风主管、新风处理机、旁通进风管道、电动换向阀和温度感应执行器，室外新风通过新风进风口和新风主管进入地下通风管道中，在地下通风管道中与土壤进行换热后进入出风主管；温度感应执行器检测室外温度并控制电动换向阀开启旁通进风管道，关闭出风主管；室外新风经换热后或直接进入新风处理机，由新风处理机处理后进入室内；因此本实用新型能够利用地热能夏季向室内输入冷空气，冬季向室内输入热空气，从而降低建筑内能耗。2、本实用新型由于设置了冷凝水排水系统，利用冷凝水排水系统能够将新风主管底端的冷凝水排出，因此本实用新型能够减少管道中滋生的细菌和真菌，提高空气质量。3、本实用新型由于在新风主管与出风主管之间并联设置两层地下通风管道，因此本实用新型在保证平等分配新风、确保最佳换热效果的同时能够最大限度地降低安装成本。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型土壤-空气换热系统的剖面结构示意图；
[0017]图2是本实用新型土壤-空气换热系统中部分管道布置示意图。
[0018]图中:1、新风进风口 ；2、新风主管；3、地下通风管道；4、出风主管；5、新风处理机；6、旁通进风管道；7、电动换向阀；8、温度感应执行器；9、冷凝水排水系统；10、混凝土支座；11、建筑物；21、第一新风主管；22、第二新风主管；31、分配管；32、分支管；33、汇合管；34、第一层地下通风管道；35、第二层地下通风管道；41、第一出风主管；42、第二出风主管。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本实用新型提供了一种土壤-空气换热系统，其包括新风进风口 1、若干新风主管2、若干层地下通风管道3、若干出风主管4、新风处理机5、旁通进风管道6、电动换向阀7、温度感应执行器8和冷凝水排水系统9。新风主管2的数量和出风主管4的数量均与地下通风管道3的层数相同。
[0020]新风进风口 I与新风主管2的进口连接，新风主管2的出口与地下通风管道3的一端连接，地下通风管道3的另一端与出风主管4的进口连接。出风主管4的出口与新风处理机5的进口连接。旁通进风管道6设置在新风处理机5的进口处，并通过电动换向阀7与新风处理机5的进口连接，温度感应执行器8与电动换向阀7连接并控制其动作。
[0021]冷凝水排水系统9包括液位感应执行器、排水管和排水泵。液位感应执行器设置在新风主管2底端，排水泵设置在地面上，液位感应执行器通过排水管与排水泵连接。当液位感应执行器检测到新风主管2中冷凝水的液位超过预设的液位高度时，液位感应执行器控制排水泵开启，将冷凝水从新风主管2底端排出。
[0022]在一个优选的实施例中，根据管道表面积的大小，地下通风管道3的层数可以设置为一层或多层。每层地下通风管道3均包括一分配管31、若干分支管32和一汇合管33。分配管31与汇合管33平行设置，若干分支管32平行设置在分配管31与汇合管33之间，分配管31的进口与新风主管2的出口连接，分配管31的出口与分支管32的进口连接，分支管32的出口与汇合管33的进口连接，汇合管33的出口与出风主管4的进口连接。当管道中有冷凝水产生时，为便于冷凝水流向新风主管2的底端，分配管31与新风主管2之间的夹角小于或等于89.997° ο
[0023]当地下通风管道3采用两层时，新风主管2和出风主管4均采用两根。室外新风通过新风进风口 I进入新风主管2后，一部分新风通过第一新风主管21进入第一层地下通风管道34，另一部分通过第一、第二新风主管21、22进入第二层地下通风管道3 5。进入第一层地下通风管道34的新风经过该层的分配管31进入分支管32中，进入第二层地下通风管道35的新风经过该层的分配管31进入分支管32中，每层地下通风管道3中的新风均在该层的分支管32中与土壤进行换热。第一层地下通风管道34中换热后的新风依次通过汇合管33和第一出风主管41后进入新风处理机5，第二层地下通风管道35中换热后的新风依次通过汇合管33、第二出风主管42和第一出风主管41后进入新风处理机5中，新风处理机5将换热后的新风处理后送入室内。
[0024]过渡季节或者夏季，当温度感应执行器检测到的室外温度低于进入新风处理机5的新风的温度时，或者冬季当温度感应执行器检测到的室外温度高于进入新风处理机5的新风的温度时，温度感应执行器控制电动换向阀7开启旁通进风管道6并关闭第一出风主管41，室外新风直接通过旁通进风管道6进入新风处理机5中，新风处理机5将室外新风处理后送入室内。通过地下通风管道3中的新风与地下土壤之间的热交换，夏季时本实用新型能够向室内输入冷空气，冬季时本实用新型能够向室内输入热空气。
[0025]当室外新风进入本实用新型土壤-空气换热系统中时，室外新风中的水蒸气容易在管道内壁上凝结形成冷凝水，管道中冷凝水的存在容易滋生细菌和真菌，从而影响空气质量。当液位感应执行器检测到新风主管2中的冷凝水超过预设的液位高度时，液位感应执行器控制冷凝水排水泵开启，将冷凝水从管道中排出。
[0026]在一个优选的实施例中，为尽可能减少室外环境的影响，确保室外新风与和土壤的热交换，第一层地下通风管道34埋设在地面下1.2?2m处。
[0027]在一个优选的实施例中，为减小两层地下通风管道3之间的传热影响并降低施工成本，第二层地下通风管道35埋设在第一层地下通风管道34下方0.5?Im处。
[0028]在一个优选的实施例中，根据管道长度与热效率之间的关系，将分支管32的长度设置为35?75m，该长度的分支管32的换热效率最高，可以达到89%?99%。
[0029]在一个优选的实施例中，在新风主管2进口处的地面上设置一混凝土支座10，其高度为10cm，并采用一两端开口的圆柱筒，其一端与新风主管2的进口套接，并固定在混凝土支座10上，其另一端为新风进风口 I。
[0030]在一个优选的实施例中，为防止昆虫、鸟和老鼠等进入新风主管2中，圆柱筒的高度设置为lm，新风进风口 I处设置过滤保护装置。为进一步防止雨水进入新风主管2中，在新风进风口I处设置防水帽。
[0031 ] 在一个优选的实施例中，新风主管2、地下通风管道3和出风主管4均由混凝土、铸铁、聚乙烯或聚丙烯制成。为减少微生物的生长，对新风主管2、地下通风管道3和出风主管4的内壁做平滑处理，从而能够避免进入新风主管2、地下通风管道3和出风主管4的室外新风被污染。
[0032]在一个优选的实施例中，为防止土壤中的辐射性气体进入新风主管2、地下通风管道3和出风主管4中，新风主管2与地下通风管道3之间的连接处、地下通风管道3与出风主管4的连接处，以及地下通风管道3中分支管32与分配管31、分支管32与汇合管33之间的连接处均采用热熔连接。
[0033]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种土壤-空气换热系统，其特征在于:它包括新风进风口、若干新风主管、若干层地下通风管道、若干出风主管、新风处理机、旁通进风管道、电动换向阀和温度感应执行器，所述新风进风口与新风主管的进口连接，所述新风主管的出口与所述地下通风管道的一端连接，所述地下通风管道的另一端与所述出风主管的进口连接；所述出风主管的出口与所述新风处理机的进口连接；所述旁通进风管道设置在所述新风处理机的进口处，并通过所述电动换向阀与所述新风处理机的进口连接，所述温度感应执行器与所述电动换向阀连接并控制其动作。
2.如权利要求1所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:还设置冷凝水排水系统，所述冷凝水排水系统包括液位感应执行器、排水管和排水泵，所述液位感应执行器设置在所述新风主管底端，所述排水泵设置在地面上，所述液位感应执行器通过所述排水管与所述排水泵连接；所述液位感应执行器检测所述新风主管中冷凝水的液位，并控制所述排水泵开启将所述新风主管底端的冷凝水排出。
3.如权利要求1或2所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:所述新风主管的数量和所述出风主管的数量均与所述地下通风管道的层数相同。
4.如权利要求3所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:所述地下通风管道设置为两层，其包括第一层和第二层地下通风管道，每一层所述地下通风管道均包括一分配管、若干分支管和一汇合管，所述分配管与汇合管平行设置，若干所述分支管平行设置在所述分配管与汇合管之间，所述分配管的进口与所述新风主管的出口连接，所述分配管的出口与所述分支管的进口连接，所述分支管的出口与所述汇合管的进口连接，所述汇合管的出口与所述出风主管的进口连接。
5.如权利要求4所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:所述分配管与新风主管之间的夹角小于或等于89.997°。
6.如权利要求4所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:所述第一层地下通风管道埋设在地面下1.2?2m处，所述第二层地下通风管道埋设在所述第一层地下通风管道下方0.5?Im处。
7.如权利要求4所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:所述分支管的长度设置为35?75m。
8.如权利要求1或2所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:所述新风主管进口处的地面上设置一混凝土支座，所述混凝土支座采用一两端开口的圆柱筒，其一端与所述新风主管的进口套接，并固定在所述混凝土支座上，其另一端为所述新风进口，所述新风进风口处设置防水帽或过滤保护装置。
9.如权利要求1或2所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:所述新风主管、地下通风管道和出风主管均由混凝土、砂岩、铸铁、聚乙烯或聚丙烯制成。
10.如权利要求4所述的一种土壤-空气换热系统，其特征在于:所述新风主管与地下通风管道之间的连接处、所述地下通风管道与出风主管的连接处，以及所述地下通风管道中所述分支管与分配管、所述分支管与汇合管之间的连接处均采用热熔连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种土壤-空气换热系统，它包括新风进风口、若干新风主管、若干层地下通风管道、若干出风主管、新风处理机、旁通进风管道、电动换向阀、温度感应执行器和冷凝水排水系统，新风进风口与新风主管的进口连接，新风主管的出口与地下通风管道的一端连接，地下通风管道的另一端与出风主管的进口连接；出风主管的出口与新风处理机的进口连接；旁通进风管道设置在新风处理机的进口处，并通过电动换向阀与新风处理机的进口连接，温度感应执行器与电动换向阀连接并控制其动作。冷凝水排水系统检测新风主管中冷凝水的液位，并控制排水泵开启将新风主管底端的冷凝水排出。本实用新型的有益效果为：能够降低建筑物内新风能耗。
【IPC分类】F24F5-00, F24F13-22, F24F13-02
【公开号】CN204612043
【申请号】CN201520265539
【发明人】张 杰
【申请人】张 杰
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月28日