地能吸收预埋器及建筑新风地能利用系统的制作方法

本发明属于建筑节能设计，具体涉及一种地能吸收预埋器及建筑新风地能利用系统。

背景技术：

1、我国建筑能耗占全社会总能耗的25％以上，而建筑能耗的一半来自于采暖、通风、空气调节以及相关系统，因此空调的能耗问题已经成为当前建筑节能领域的热点问题。当今几乎所有的建筑采用空调系统进行空气调节以及通风制冷，其较高的能耗已经成为建筑能耗的大户。此外，空调新风系统在创造良好室内环境的同时却对外部环境带来了一定的破坏，如何利用再生能源降低室内温度，成为一个新风热点问题。

2、根据地下温度变化，常把地壳划分为以下4个地温带：(1)温度日变化带：该带温度受每天气温的影响，其变化深度范围一般不超过1m；(2)温度年变化带：此带温度受季节性的气温变化影响，其深度范围一般不超过20m；(3)恒温带：在20m以下的深度，不受季节性的气温变化影响；(4)地热增温带：在恒温带以下，因受地球内部热力的影响，地层温度随埋藏深度的增加而升高。从地温带分布看，在夏季利用预埋至一定深度的埋管周围的土壤能作为冷源对新风进行冷却降温，在冬季利用预埋至一定深度的埋管周围的土壤能作为热源对新风进行预热，可以减少使用空调的能源消耗。

3、现有的地能利用方式尚没有适合于高层建筑的较为成熟的方案，如公开号为cn1415910a的专利文献中公开了一种地埋管供热空调系统及其应用，它是由热泵机组、热水制备换热器、直接供冷式换热器、热水蓄水池、地板采暖盘管、室内换热器、地埋管换热器组成，上述各组件通过连接管道连接，地埋管换热器地下部分采用地埋式u形管结构，地上部分通过管道分别与热泵机组和直接供冷式换热器相连接，可形成各自分别独立的封闭循环管道，管内充有循环工质，循环管道中安装有循环泵和管道开关。该方案中，不仅结构设计复杂，建筑成本较高，而且由于地埋管换热器地下部分采用地埋式u形管结构，利用管内循环工质与土壤能进行热交换，这样一方面客观上决定了u型管预埋深度有限，实则土壤能利用有限，另一方面长期使用后，管内循环介质存在泄露安全隐患，一旦循环介质泄露，很难进行修复维护。

4、公开号为cn107449075的专利文献中公开了一种地下埋管新风系统，通过在地下土壤蛇形埋管，空气从户外处进气口通入地下埋管，通过管壁与土壤进行热交换，降低能源消耗，运行费用低，系统结构简单，故障维护小，投资小。然而该方案中，蛇形埋管受其结构设计影响，地下埋管的预埋深度有限(最多为地下5米处)，土坑深度限制了埋管的预埋深度，且埋管内空气与土壤热交换效率低，造成土壤能利用有限；而蛇形埋管方式在施工深挖土坑后，需要增设大量管桩并加厚筏板基础，以保证地基强度，这样不但将极大增加施工难度和建筑施工成本，实用性差，而且受地质条件影响较大，实则无法进行推广应用。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计巧妙、能够方便实现较大预埋深度、便于高效吸收利用深层土壤能且可有效起到基础抗浮作用的地能吸收预埋器。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：地能吸收预埋器，包括下端封闭而上端开口的外套管，所述外套管内套设有内芯管，所述内芯管的管体延伸至所述外套管的底部，所述外套管的管体内壁与所述内芯管的管体外壁之间形成进气室，所述内芯管的管腔形成出气室，所述进气室和出气室的顶部相隔绝，所述进气室和出气室的底部相连通；所述外套管上端的开口形成与进气室相连通的进气口，所述进气口处设置有透气盖板；所述内芯管设置有与出气室相连通的出气口。

3、作为优选的技术方案，所述外套管的外周侧设置有若干导热翅片。

4、作为优选的技术方案，所述导热翅片为片状或螺旋状设计。

5、作为优选的技术方案，所述外套管的下端呈锥状。

6、作为优选的技术方案，所述外套管的长度为8～25米。

7、作为优选的技术方案，所述内芯管的下部管壁上开设有若干进气孔。

8、作为优选的技术方案，所述透气盖板采用自发光材料制作。

9、本发明还提供了一种建筑新风地能利用系统，包括：

10、若干地能吸收预埋器，分别沿纵向向下埋设于地基内，所述地能吸收预埋器为以上所述的地能吸收预埋器；所述地能吸收预埋器的顶端穿过筏板基础伸至建筑的地下室，所述地能吸收预埋器的进气口与建筑的地下室相连通；

11、若干地能输风支管，与所述地能吸收预埋器对应设置，所述地能输风支管的一端与相应地能吸收预埋器上的出气口相连接，所述地能输风支管的另一端通过地能输风总管连接风机，所述风机连接新风输送管。

12、作为优选的技术方案，所述地能吸收预埋器呈阵列分布。

13、作为优选的技术方案，所述地能吸收预埋器分布于建筑的基础结构柱之间的地下区域。

14、由于采用了上述技术方案，本发明具有至少以下有益效果：

15、(1)首次创新性的提出地能吸收预埋器，该地能吸收预埋器结构设计巧妙，可以预制而成，施工时金属外套管可以方便地伸入到深层土壤内，不仅能够方便实现较大预埋深度，而且无需挖设基坑预埋，不受地质条件影响，施工简易方便。

16、(2)由于地能吸收预埋器设置进气室和出气室，且进气室和出气室的顶部相隔绝、底部相连通，这样空气在风机作用下，从进气口处进入外套管内，并沿外套管的管体内壁与内芯管的管体外壁之间的进气室先由上至下向下流动，流动至外套管的底部后，进入内芯管管腔形成的出气室内，再沿内芯管的出气室由下至上向上流动，空气流整个循环流动路径长，而且空气流可以流动至深层土壤处通过管壁与土壤进行热交换，在夏季利用深层土壤能作为冷源对新风进行冷却降温，在冬季利用深层土壤能作为热源对新风进行预热，可以有效减少能源消耗。

17、(3)地能吸收预埋器的主要结构仅包括外套管和内芯管，结构设计简单，制作成本低，施工时进行阵列布置后，外套管同时做为钢桩应用于高、低承台桩基础或筏板基础内而生成端承钢桩或摩擦钢桩，可有效起到基础抗浮作用，而螺旋状的导热翅片外套管设计能更好的提高桩筏板基础抗浮能力。同时深层土壤处通过管壁与土壤进行热交换而产生的冷凝水可以用于回收冲洗马桶、浇花浇菜等。

技术特征：

1.地能吸收预埋器，其特征在于：包括下端封闭而上端开口的外套管，所述外套管内套设有内芯管，所述内芯管的管体延伸至所述外套管的底部，所述外套管的管体内壁与所述内芯管的管体外壁之间形成进气室，所述内芯管的管腔形成出气室，所述进气室和出气室的顶部相隔绝，所述进气室和出气室的底部相连通；所述外套管上端的开口形成与进气室相连通的进气口，所述进气口处设置有透气盖板；所述内芯管设置有与出气室相连通的出气口。

2.如权利要求1所述的地能吸收预埋器，其特征在于：所述外套管的外周侧设置有导热翅片。

3.如权利要求2所述的地能吸收预埋器，其特征在于：所述导热翅片为片状或螺旋状设计。

4.如权利要求1所述的地能吸收预埋器，其特征在于：所述外套管的下端呈锥状。

5.如权利要求1所述的地能吸收预埋器，其特征在于：所述外套管的长度为8～25米。

6.如权利要求1所述的地能吸收预埋器，其特征在于：所述内芯管的下部管壁上开设有若干进气孔。

7.如权利要求1所述的地能吸收预埋器，其特征在于：所述透气盖板采用自发光材料制作。

8.建筑新风地能利用系统，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的建筑新风地能利用系统，其特征在于：所述地能吸收预埋器呈阵列分布。

10.如权利要求9所述的建筑新风地能利用系统，其特征在于：所述地能吸收预埋器分布于建筑的基础结构柱之间的地下区域。

技术总结
本发明公开了一种地能吸收预埋器及建筑新风地能利用系统。地能吸收预埋器包括外套管和内芯管，内芯管延伸至外套管底部，外套管管体内壁与内芯管管体外壁之间形成进气室，内芯管的管腔形成出气室，进气室和出气室的顶部相隔绝、底部相连通；外套管上端的开口形成与进气室相连通的进气口，内芯管设置有与出气室相连通的出气口。该地能吸收预埋器结构设计简单巧妙，施工不受地质条件影响，外套管可以方便地伸入到深层土壤内，能够方便实现较大预埋深度，空气流可以流动至深层土壤处通过管壁与土壤进行热交换，空气流整个循环流动路径长，可以高效吸收利用地能源；外套管在地基内形成多点摩擦钢桩或端承钢桩结构，同时有效起到基础抗浮作用。

技术研发人员：张兆瑞,王君,典琪,王国军
受保护的技术使用者：山东智迈德智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12