一種被動式建筑的淺層地熱應用技術制造技術

本發明專利技術公開了提供一種被動式建筑的淺層地熱應用技術，主要包括預熱和冷卻兩方面應用方向；預熱工序和冷卻工序主要包括三步：第一步，將室外空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行過濾處理；第二步，將處理過的空氣送入被動式建筑內部深埋于地下的通風管道，利用地層深處與空氣溫差進行預熱或冷卻處理；第三步，將處理后的空氣送入分布在被動式建筑內部的送風管道，在所述送風管道內部設置有熱水加熱盤管或直接蒸發冷卻器，對空氣進行再次處理；本發明專利技術結構簡單，提供淺層地熱應用技術，不僅實現了房間換氣，也調節了新風的溫度，節約了能耗，在使用過程中，具有成本低，耗能量低，應用廣泛等優點。

【技術實現步驟摘要】
一種被動式建筑的淺層地熱應用技術
本專利技術涉及建筑
，特別是被動式建筑的淺層地熱應用技術。
技術介紹
新疆屬于嚴寒寒冷地區，其冬季供暖期長達6個月(10月10日至4月10日)，而夏季供冷期僅2個月。就嚴寒地區常規建筑而言，其冬季供暖能耗(含新風能耗)是夏季供冷能耗的7倍之多，且冬季新風能耗占總供暖能耗的60％。被動式建筑又稱為被動式低能耗建筑或被動房，是目前唯一獲得官方與民間廣泛公認的最先進建筑節能模式，其嚴格的保溫及氣密性要求，大幅度降低了建筑外圍護結構及門窗系統的傳熱系數，同時采用零熱橋、高性能熱回收技術，使得建筑的年供暖需求不大于15kWh/(㎡·a)，是常規建筑年供暖需求的1/4。但是目前結合各地獨特的干熱氣候，主要依靠機械制熱或冷卻的方式來對建筑物內送風溫度進行調整，甚至是繼續利用空調及供暖能耗等方式，增加能源消耗，與現在提倡的降低建筑能耗，鼓勵綠色建筑的理念相違背。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是為解決被動式建筑物內供熱耗能大的問題，在不采用機械制熱或制冷的情況下，依靠地道通風、新風熱回收及直接蒸發冷卻等技術便可滿足建筑物冬夏季室內25℃的要求，實現室內熱舒適環境，同時能節約大量建筑供暖或供冷能耗；被動式建筑的淺層地熱應用技術是在被動式建筑的基礎上，利用淺層地道，將室外新風引入地道，吸收淺層土壤中的地熱加熱新風，并將預熱過后的新風送入建筑物內。對于被動式建筑，通過淺層地熱加熱后的新風，能將室外新風提高5℃左右，節能率達10％，進一步降低被動式建筑的供暖需求。同時，該淺層地熱應用技術亦可用于常規建筑，不僅降低建筑新風供暖能耗，也改善了室內空氣質量。該技術與國家倡導的綠色、節能、環保的政策遙相呼應，積極響應綠色建筑的理念。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：提供一種被動式建筑的淺層地熱應用技術，該技術包括預熱和冷卻兩方面應用方向：預熱工序主要流程內容為：第一步，將室外冷空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行過濾處理；第二步，將處理過的冷空氣送入被動式建筑內部深埋于地下的通風管道，利用地層深處與冷空氣溫差進行預熱處理；第三步，將初步預熱的冷空氣送入分布在被動式建筑內部的送風管道，在所述送風管道內部設置有熱水加熱盤管，對冷空氣進行二次預熱。冷卻工序主要流程內容為：第一步，將室外熱空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行過濾處理；第二步，將處理過的冷空氣送入被動式建筑內部深埋于地下的通風管道，利用地層深處與熱空氣溫差進行冷卻處理；第三步，將初步冷卻的熱空氣送入分布在被動式建筑內部的送風管道，在所述送風管道內部設置有直接蒸發冷卻器，對熱空氣進行二次冷卻。本專利技術的有益效果在于：本專利技術結構簡單，提供新型淺層地能地道通風系統，在不利于機械制冷或制熱的情況下，實現了調節房間新風的溫度，大幅降低了冬季空調供暖系統的能耗及運行成本，節約了能耗，在使用過程中，具有成本低，耗能量低，應用廣泛等優點。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進：進一步的，所述的預熱工序或冷卻工序的第三步中，在所述的送風管道空氣輸入端口設置有板翅式全熱回收機組，對進風通道的空氣可以進行熱濕交換。采用上述進一步方案的有益效果是：室外新風可率先通過地道夏季預冷或冬季預熱后進入板翅式全熱回收機組進行空氣熱量交換，成本較低，板翅式熱回收器未采用金屬材質，而是使用了一種可滲透水蒸氣分子的膜材料。使得進排風通道之間的空氣可以進行熱濕交換，從而實現了全熱回收的功能，并且全熱回收效率≥75％；在加熱空氣和冷卻空氣方面都有很好的效果，它在當前的工礦企業，各大型建筑物的采暖通風系統中得到廣泛地應用。進一步的，所述的被動式建筑的排風系統穿過所述的板翅式全熱回收機組，對排風系統中的熱能進行交換。采用上述進一步方案的有益效果是：可以對排風的熱能進行收集并有效利用，充分減少能源流失，達到節能減排的效果。進一步的，所述的通風管道采用混凝土材質，長度大于104米，覆土厚度大于4米。采用上述進一步方案的有益效果是：混泥土材質的熱傳遞性強，密封性好，有效的達到被動式建筑的自然轉化熱能的效果，并且經過試驗數據，至少長度大于102米，覆土厚度＞4米的通風管道才能達到預期效果。進一步的，所述的過濾處理包括粗效過濾和中效過濾兩個環節，粗效過濾采用纖維材料，過濾大型顆粒物，中效過濾采用CHF化學過濾器，對空氣中的氣體污染物進行清除。采用上述進一步方案的有益效果是：通過粗效過濾和中效過濾兩個環節，有效的對空氣中的大型顆粒物和化學物質進行清除，特別是粗效過濾采用纖維材料，在過濾過程中，對空氣的阻力降到最低；CHF化學過濾器在通風和空調領域，CHF化學過濾器使用活性炭作為主要過濾材料，成本較低，過濾效果好，對空氣中的化學成分、細菌等可以進行吸附和消滅。進一步的，所述的送風管道內設置有電動密閉閥門與送風機連鎖，實現風量自動調節功能。采用上述進一步方案的有益效果是：被動式建筑對密閉性要求很高，電動密閉閥門密閉性能強，同時與送風機連鎖，可以實現風量自動調節的功能，使得室內空氣流量達到智能化控制的效果。具體實施方式以下對本專利技術的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。提供一種被動式建筑的淺層地熱應用技術，該技術包括預熱和冷卻兩方面應用方向，預熱工序主要是發生在冬季，冷卻工序主要是發生在夏季：冬季室內輸入空氣預熱工序主要流程內容為：第一步，室外冷空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行第一階段預熱，并且通過粗效過濾和中效過濾兩個環節，對冷空氣進行過濾處理；粗效過濾是對空氣中的大型顆粒物進行過濾，采用纖維材料，在過濾過程中，對空氣的阻力降到最低；中效過濾對化學物質進行清除，采用CHF化學過濾器，在通風和空調領域，CHF化學過濾器使用活性炭作為主要過濾材料，成本較低，過濾效果好，對空氣中的化學成分、細菌等可以進行吸附和消滅；第二步，將處理過的冷空氣送入被動式建筑內部深埋于地下的通風管道，利用地層深處與冷空氣溫差進行預熱處理；通風管道采用混凝土材質，混泥土材質的熱傳遞性強，密封性好，有效的達到被動式建筑的自然轉化熱能的效果，通風管道全長設置為104米，埋深地下4米，經過試驗數據，通風管道全長設置至少為104米，埋深地下4米；第三步，將初步預熱的冷空氣送入分布在被動式建筑內部的送風管道，所述的送風管道空氣輸入端口設置有板翅式全熱回收機組，對進風通道的空氣可以進行熱濕交換，室外新風可率先通過地道夏季預冷或冬季預熱后進入板翅式全熱回收機組進行空氣熱量交換，成本較低，板翅式熱回收器未采用金屬材質，而是使用了一種可滲透水蒸氣分子的膜材料。使得進排風通道之間的空氣可以進行熱濕交換，從而實現了全熱回收的功能，并且全熱回收效率≥75％；在加熱空氣和冷卻空氣方面都有很好的效果，它在當前的工礦企業，各大型建筑物的采暖通風系統中得到廣泛地應用；在所述送風管道內部設置有熱水加熱盤管，對冷空氣進行再次預熱，熱水加熱盤管應用率比較高，成本造價低，加熱費用較電加熱大幅下降，可以實現多種控制選擇。夏季室內輸入空氣冷卻工序主要流程內容為：第一步，將室外熱空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行第一階段冷卻，并且通過粗效過濾和中效過濾兩個環節，對熱空氣進行過濾處本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種被動式建筑的淺層地熱應用技術，其特征在于：所述的被動式建筑的淺層地熱應用技術包括預熱和冷卻兩方面應用方向；所述的預熱工序主要包括：第一步，將室外冷空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行過濾處理；第二步，將處理過的冷空氣送入被動式建筑內部深埋于地下的通風管道，利用地層深處與冷空氣溫差進行預熱處理；第三步，將初步預熱的冷空氣送入分布在被動式建筑內部的送風管道，在所述送風管道內部設置有熱水加熱盤管，對冷空氣進行二次預熱。所述的冷卻工序主要包括：第一步，將室外熱空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行過濾處理；第二步，將處理過的冷空氣送入被動式建筑內部深埋于地下的通風管道，利用地層深處與熱空氣溫差進行冷卻處理；第三步，將初步冷卻的熱空氣送入分布在被動式建筑內部的送風管道，在所述送風管道內部設置有直接蒸發冷卻器，對熱空氣進行二次冷卻。

【技術特征摘要】
1.一種被動式建筑的淺層地熱應用技術，其特征在于：所述的被動式建筑的淺層地熱應用技術包括預熱和冷卻兩方面應用方向；所述的預熱工序主要包括：第一步，將室外冷空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行過濾處理；第二步，將處理過的冷空氣送入被動式建筑內部深埋于地下的通風管道，利用地層深處與冷空氣溫差進行預熱處理；第三步，將初步預熱的冷空氣送入分布在被動式建筑內部的送風管道，在所述送風管道內部設置有熱水加熱盤管，對冷空氣進行二次預熱。所述的冷卻工序主要包括：第一步，將室外熱空氣收集到所述的被動式建筑中的進風管道，進行過濾處理；第二步，將處理過的冷空氣送入被動式建筑內部深埋于地下的通風管道，利用地層深處與熱空氣溫差進行冷卻處理；第三步，將初步冷卻的熱空氣送入分布在被動式建筑內部的送風管道，在所述送風管道內部設置有直接蒸發冷卻器，對熱空氣進行二次冷卻。2.根據權利要求1所述的被...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王亮，曾婷婷，劉鳴，王紹瑞，彭小燕，
申請(專利權)人：新疆維吾爾自治區建筑設計研究院，
類型：發明
國別省市：新疆,65