新型浅层地能与太阳能一体化供热制冷通风技术

1、新型浅层地能与太阳能风能一体化供热制冷通风系统研究 作者：张宗楼 邯郸县宗楼建筑有限公司摘要：自然而无组织的换气在冬季必然会排出热空气，纳入冷空气，而夏季则相反，从而降低建筑的舒适性。如何能在换气的同时，不改变室温，不浪费热能，就是本系统想要解决的主要目的之一。关键词： 再生能源 节能 太阳能一体化 健康通风随着门窗技术的升级，越来越严密的密封性，在保持室温的同时，降低了室内的自然通风和换气率。然而建筑物的舒适度不仅仅是温度所决定的，风速和湿度，也起关键作用，所以健康换气问题对人体的健康来说有着极重要的意义，是建筑物设计不可忽略的一个问题。 人是需要消耗氧气的，所以在绝对密封的房间里，人无法正

2、常居住。所以发明一种可以在密封环境下即不损耗热能，又能满足换气通风要求的方法是很有必要的。本文所介绍的这个系统的原理是：在组织室内通风的设计上，依靠阳光为能源，利用太阳能风筒的烟筒效应中产生的抽力作动力，以热空气上升冷空气下沉的物理特性为气体管理的突破口，来组织空气有组织流动，来达到在损失最小热能的基础上，达到健康换气的目的。 本系统的独创性在于，利用设置在建筑外部的太阳能风筒的烟筒效应作动力，来达到建筑物内部的强制换气目的。首次尝试将建筑内部打通为互通的整体来进行空气管理。首次提出了一种有效改善密封房屋内空气质量和解决换气问题的妥善方法。 该方法的太阳能风筒为总高度超过建筑物屋顶适当高度的深

3、色筒状物体，截面形状以利于吸收阳光为易。在其外围有透明的保护罩，以利于保温和防腐。在可能的技术条件下，将保护罩内处理为真空，可大大提高其性能。该风筒与建筑顶高联接处和与建筑物底部联接处设置共两个进风口，进风口进入室内后安装阀门，用来调整空气流动方向。风筒顶部有一个出风口，出风口外可安装风力发电机和防水罩。该风筒的高度一般为8-9米，是安装微型风力发电机的绝佳位置，一物多用成本低，既能提供一部分房屋的动力，还有利于风电的迅速普及发展。太阳能辅助加温管道是冬季用来对已经过井水加热的空气进行二次升温的装置。其本身材质与太阳能风筒相同，但截面稍小，只有底部一个与进风道相通的进风口，一个伸入顶层阁楼的出

4、风口。出风口安装阀门。进风道与安装在井里的热交换器的出风口相连接，将处理过的空气传送到建筑物地下室和太阳能辅助加热管道之内。在伸进地下室的出风口处安装阀门。 该发明在夏冬两季采用两种不同的通风方式来实现其目的。 夏季制冷建立在房屋的高隔热率之上，在日照渐强后，太阳能风筒将风筒内部空气加热，密度降低而上升，形成烟筒效应，从而产生动力，促使与之联接的，密封的室内上部的热空气不断被抽走，而室外阴凉处的空气经过净化器净化后，由井水进行冷却后进入室内地下室的最低部位，对室内空气进行补充，从而形成一种强制冷通风效果。 由于上方的热空气被不断抽出，而底部不断有冷空气进来补充，最终达到整个室内充满新鲜干净的冷

5、空气。并且保持着一定的风速和湿度，给人们一个适宜的环境。另外屋顶的集热器不仅提供辅助加热，加速循环，还起到遮阳降温的目的。在窗外设置遮阳防风百页护网，进行遮阳降温。另外，此模式的通风系统有利于发生火灾时，强制排出浓烟，降低人员发生事故的几率。并可以为人员的疏散和救治提供方便。 到了冬季，建筑的采暖依靠有效的保温方式，减少热量损失，之后由门窗等采集太阳能提高室温。节能保暖窗帘与百页遮阳护网的互补，可以预防玻璃窗冷却的冷空气进入室内。而百页护网则除在夏季遮阳时期，即满足室内采光，又遮挡阳光的热能进入室内外。在冬季加设毛毡后，在白天不妨碍采集阳光，在夜晚则关闭严密，即防风防盗，还保温节能。 与夏季不

6、同的是，在冬季，太阳能风筒抽取的不是房屋顶部阁楼内的热空气，而是房屋底部地下室的冷空气。而室外空气通过井口上方的玻璃太阳房加热后，进入井水中进行二次加热，抽出的经井水加热过的空气经过独立的太阳能风筒进行第三次加热进入到房屋的阁楼，由屋顶安装的太阳能集热器进行第四次加热后，进入室内。与此同时底部冷空气均匀抽走，上部热空气及时补充，最终热空气充满整个房屋。到夜晚时，则打开风机缓慢使井水加温后的空气持续进入室内阁楼进行换气。 该方法首次利用太阳能风筒的烟筒效应作动力，实现了在密封的房屋内，即不损失冷热能，又能有全面彻底的通风。该方法首次利用地热的恒温做冷热源，通过空气作介质，在不消耗任何人工能源的基

7、础上，实现了密封室内的采暖和制冷。 该方法首次以相对密封的房屋为管理对象，进行有组织的室内强制通风，彻底有效地改善了室内的空气质量。 该方法是一种具有独立进风口的封闭式通风系统，这就为室内空气质量的控制和提高，提供了实施的可能。在作为进风口和冷热源的井水上方井口处，设置空气净化器，可以降低空气中的浮尘及细菌，大大改善室内空气质量。彻底地消灭浮尘、飞虫和细菌的入侵，其次，可以通过有效的手段提高室内空气的质量和特性。比如可以在进风口外种植鲜花绿树，或在进风口定量投放居住者喜欢的香水或檀香，都可以改善空气品质，提高生活乐趣。另外在净化器上方设遮阳棚或种植鲜花树木来达到夏季降温，冬季安装太阳房即挡风又

8、能采集热能，对进入室内的空气进行预热。 本方法所具有的又一好处是，它可以自动开启和停止工作。在阳光充足时，太阳能风筒内空气温度升高到比室内温度高过一定程度时，整个系统具有采暖能力时，才会开始通风循环，而夜晚则自动停止，不会损失白天吸取的热能。 另外通过高科技的空气监测系统控制，可以对室内空气进行检测管理，在室内氧气含量低时，自动增加风量，而在监测到有害气体时及时关闭阀门，并及时报警。为居住环境的安全提供保证，提高建筑的智能化设计水平。另外本系统为提高井水的热能循环效率，首次结合了地源热泵的进排水设置提高了空调系统的地能利用效率。系统的空调热交换器的作用是在冬季将井水和大地中的热能传递给内部的空

9、气，在夏季则将空气中的热能传递给井水和大地。该系统通过放置在空调热交换器之内的潜水泵不断地抽取主井水，来提高空气交换器的热交换效果，而抽出的水，通过设置在墙壁内外的管道或散热器，在对房屋的温度进行调节后，排入副井内，达到使主井不断吸取大地热能的目的，进而达到提高空调系统效率的目的。而布置在具有良好保温效果的外墙体内侧孔的温控水管，可以截断外墙的冷热交换，可以使室内墙体冬暖夏凉，极为舒适。 驱动水源流动的是低速节能水泵，在两口井之间的管道要密封严密，促使虹吸现象的形成，从而进一步降低能源消耗。甚至可以在管路中，设置外墙太阳能加热墙，在日照强烈时，加热的水上升也可节约动力。 该供暖、制冷、通风一体化系统在采暖热量的获取、计算和使用上，是如此设计的：以利用井水地能加工后的空气所含恒温能源为基础，以太阳能加热为温度提高的手段，以建筑物