[发明专利]一种基于土壤源换热的围护结构

说明书

技术领域

本发明涉及换热设备，具体涉及一种基于土壤源换热的围护结构。

背景技术

目前建筑能耗约占我国总能耗的30％左右，通过围护结构的传热是构成建筑运行能耗的一个重要部分，尤其是墙体部分的传热。降低墙体传热、增强墙体的隔热保温性能对于降低建筑能耗具有重要的作用。常见的方法有：改变墙体的材料、直接加设保温层。

地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能，相当于人类每年利用能量的500多倍，且不受地域、资源等限制，这是储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，也是清洁能源。与地面上环境空气相比，地面5m以下土壤温度全年基本稳定且略低于年平均气温，可以分别在夏、冬季提供相对较低的冷源温度和较高的热源温度。所以从热力学原理上讲，土壤是一种比环境空气更好的冷热源，而且土壤源系统不会把热量、水蒸气及细菌等排人大气环境，符合当前可持续发展的战略要求。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种基于土壤源换热的围护结构，利用存贮在地下土壤中热源与室内进行换热，调节室内温度，提高换热效率，增加换热选择，降低运行此发明的设备成本。

为解决上述问题，本发明提供一种基于土壤源换热的围护结构，为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于土壤源换热的围护结构，其特征在于，包括：墙体换热器，其具备输水管路并内嵌在围护结构的墙体中；土壤源换热器，其具备输水管路并直埋在地下；过滤器，过滤墙体换热器、土壤源换热器中的水中杂质。水泵，驱动墙体换热器、土壤源换热器中的水循环达到换热的目的。

作为本发明的进一步改进，所述过滤器为Y形过滤器。

作为本发明的更进一步改进，所述墙体换热器材料为PE、PP-R、PVC或金属。

作为本发明的又进一步改进，所述土壤源换热器材料为PE、PP-R、或PVC。

作为本发明的又进一步改进，所述墙体换热器的输水管路走线路径为从下至上或从上至下，输水管路走线形状为若干个S形组成，输水管路的水平方向总走线长度大于竖直方向总走线长度。

作为本发明的又进一步改进，所述墙体换热器的输水管路连接有地下水取水管。

作为本发明的又进一步改进，所述地下水取水管与墙体换热器间设置有阀门，阀门具备连通墙体换热器与土壤源换热器以及连通墙体换热器与地下水取水管两个工作状态。

作为本发明的又进一步改进，所述土壤源换热器或墙体换热器上具备路径转换阀，路径转换阀改变水在土壤源换热器或墙体换热器中运行的输水管路长度。

作为本发明的又进一步改进，所述墙体由若干层不同隔热系数的墙体组成，且隔热系数由室内往室外方向依次增大。

作为本发明的又进一步改进，所述墙体换热器或土壤源换热器的输水管路为增加了外表面积的翅片管。

采用上述技术方案的有益效果是：

利用浅层土壤温度全年基本稳定，且略低于年平均气温的特性，循环水在土壤和建筑围护结构之间的换热，冬季提供墙体温度，夏季减低墙体温度，从而有效的实现围护结构的主动节能。这种主动节能技术，在消耗较少的水泵能耗的前提下，充分利用存贮在地下土壤中的太阳能，有效降低围护结构的供暖和空调能耗，降低化石能源的消耗，环保节能。

Y型过滤器是用来清除介质中的杂质，以保护阀门及设备的正常使用。

水泵既驱动墙体换热器、土壤源换热器管路中的水循环往复，同时也从地下水取水管驱动地下水进入墙体换热器管路，水泵两用，降低设备成本。

水泵正反转，冬天，土壤源换热器里较高温度的水从下至上在墙体换热器内运行，室内冷空气主要聚集在室内下半层，较高温度的水与冷空气温差大，换热效率高；夏日，土壤源换热器里较高温度的水从上至下在墙体换热器内运行，室内热空气主要聚集在室内上半层，较低温度的水与热空气温差大，换热效率高。

土壤源换热器材料采用PE、PP-R、或PVC，输送阻力小，使用寿命长。土壤源换热器的外环境较墙体中复杂潮湿，所以土壤源换热器不采用金属。

引入地下水进入墙体换热器，一方面也可以起到替换长久循环使用的换热所用水；一方面当土壤源换热器与墙体换热器之间的循环效果不足时，直接引入带有地下温度的地下水，直接对墙体进行降温或升温，达到快速调节室内温度的作用。