CN102287881A - 一种将地热与空气相融合应用于室内控温的节能设计 - Google Patents

Abstract

名称：一种将地热与空气相融合应用于室内控温的节能设计。理念：以能节能。领域：能源开发涉及民生。背景：地热在农业上已有广泛应用，但用于室内还无先例。原理：应用地热在特定条件下能与空气相融合形成地气，这时地气有一较恒定的区间温度15℃-25℃和流动性强的两大特点，实施设计。流程：外界空气→竖道→消毒器→融合横道→地气库→送气道→室内→循环道→排气道→屋面出口。设计：与建筑工程设计同步进行。施工：与建筑施工同步进行。前景：有地下空间设计的工程都适用。特点：节能降耗，增强社会经济发展后劲，物优价廉，是最完美的人居环境。效果：室内不装空调暖气，能冬暧夏凉，四季如春，空气新鲜，舒适宜人。

Description

一种将地热与空气相融合应用于室内控温的节能设计

技术领域：本专利属能源开发，涉及民生日常生活所需。

背景技术：地热的应用自有地球人人类以来就很自然地应用地热，直接或间接的为人类的生存和发展服务。1、原始时代地热与水相融合综合空气阳光供万物生长，产出粮食、水果、蔬菜供人类的生存和发展。古人类为了生存没有房屋，就选择山间岩洞和溶洞居住。因为洞内冬暖夏凉能防寒避暑。2、自然应用时代，随着人类的进步和发展，开始建土屋挖窖洞，因为土屋和窖洞也有冬暖夏凉的作用，延续了几千年，直到20世纪人以来人类逐渐建起了高楼大厦，才搬出土屋窖洞。3、科学应用地热时代，近半个世纪以来，一科学家应用地热与水相融合的特点，采用薄膜复盖地面保护地热为农作物育苗，或建各类蔬菜、瓜果、花木大棚保温防寒，促使瓜果、蔬菜早熟、运用地热建温泉等。

相关现有技术的缺点：从现状发展看只应用了地热与水相融合的一个特点，而地热与空气相融合的第二特点还没被人开发应用。

发明内容：

发明的具体描述

根据我四十余年，对地热能源的考察研究发现地热有四大物理特性。1、是地热藏量大地下到处都有可以说是取之不尽用之不完。二、看不见摸不着无色、无味，无毒对人体有利而无一害。3、地热在地下不同层次地段均有不同的区间温度，如地下8米处地热温度在14℃-20℃左右，这一温是人体最需要和最适合的温度。4、地热只能与和空气相融合，地热与水相融合现已开发应用项目众多，可是地热与空气相融合形成地气。为人体的生活服务还无先例。

我的发明研究成果属节能设计应用地热这一绿色环保能源的四大特性。地热与空气相融合综合应用于多功能工程建设的室内控温，让室内温度常年保持在10℃-25℃之间。从而不用空调和暖气。使室内冬暖夏凉，四季如春，空气清爽，舒适宜人。

要解决的技术有五。才能解决地热综合应用于工程室内控温。

融合：地热藏于地下，空气在地面如何使两者融合一体，形成地气，是应用地热能源的最关键的第一步。设计以道D1000-1200mm、横道D1200-1500mm、岔道D600-1000mm为一体的融合系统，并在融合道上设计D＝100mm的地热透热孔加筛盖，横道下设排水沟排水。融合系统的布置方式根据房屋功能和人流数量而定。

地气的储存：地气形成后用同样具有地热和地气两种的物理特性，同时还具备区间温度的扩大范围10℃-25℃和流动性强的特点。如何将具有区间温度特定的地气储存起来供人民生活所用，是解决技术问题的第二步。见技术方案“设计密封的区建温度控制库”。

地气环保：地热是无污染而空气在地面是有污染的，两者融合成地气后就不可避免的会受污染。如何解决地气的不受污染，是解决技术的第三步。“设计特殊的通道进口消毒器”“以保证外界受污染的空气消毒后进入融合道与地热融合。

地气流通：气体的流通主要是靠气体在不同区域的温差变化来进行的。要让带有区间温度的地气很自然地进入室内控温。这与外界气体的流通是有差异地。是解决技术的第四步。“设计特殊的循环通道来完成地气的流通“。而不受外界气体影响。

地气密封；地气是具有特殊区间温度无色无味无毒供人类室内生活而达到节约能源的气体。要使这种气体顺利的为人类生活服务。就必须在整个工艺流程中实施严格的密封设计。

技术方案；实质上就是应用地气的物理特性进行工艺流程设计。

融合通道的地段选择，必须选在地热温度14℃-20℃的地段，(经考察地下8米左右最合适)修建融合通道由竖道和横道组成。让地面外空气从竖道进入横道与地热相融合形成地气。这时的地气温度既不是外界空气的温度也不是地热本身的温度，而是融合后的一个区间温度10℃-25℃之间。例外界温度36℃+地热14℃÷2＝25℃，外界温度0℃+20℃÷2＝16℃，证明地气的温度在10℃-25℃之间是人体最要的温度。

建设地气库或区间温度控制室，一般常温0℃-36℃之间的地区，只建地气储存库并在库中挖一竖井直通地下水处，井口加筛孔透气盖。在外界气温常低于0℃下或高于36℃以上地区就建区间温度控制室。另有设计。

修建循环通道，利用室内温度和地气库之间的温度差，而形成上下对流的原理，可使地气自然的进入各家各户。

室内循环道和进出口的设置，进气口设在外墙楼层踢脚线处，各房间之间安装特制透气孔若干，排气道按住户进气口的对角圈梁下设排气孔进入排气道直通屋顶。

技术方案工艺流程是外界气体→竖道口→消毒器→融合通道→地气储存库或区间温度控制室→送气道→室内→循环道→排气道。

实施方式；

在设计工程基础时同时设计融合道人地气库，在设计工程主体时同时设计循环道系统，装修设计时同时设计密封系统，整个设计称冷暖设计，施工以建筑施工同步进步。

实施范围：

凡采用桩基、框架、整体现浇结构有地下空间的工程，不管使用功能如何，都可以实施冷暖设计。

此发明方案技术的有益效果；

经济效果：取消空调暖气能大大降低电能消耗，将民用消耗电能转入工业用电增加工业产值，此设计方案投资低，为现有房屋售价的1-2％，而且是一次性投入永久受益。

社会效果：能避免能源短缺供求不平衡的矛盾，促进社会经济的持续增长。

民生效果：使人民能住上非常完美的现代住房，促进人类的身心健康，改善民生。

国际效果：这一科技成果公布于世，祖国的国际形象能大幅度提升对人类是一重大贡献。

实施方式：由专项设计与建筑设计同步进行，施工与建筑施工同步进行。

附图说明：由于整个应用工艺流程属隐蔽形无法用主视图、立视图、俯视图、左视图来表示，只能以剖面图来表示。

1)竖道进气口1000～1600mm见方，四角为250×250mm C20砼柱，高800～1000mm，面盖1200～1400mm见方，厚80～100 C20砼板盖，柱间组装铝合金百页窗。

2)坚道d＝1000～12000mm，C20砼浇注竖道壁，厚100mm，h＝8000mm，内壁贴码赛克，浇注时竖壁加

另用

浇注爬梯。

3)融合横道D＝1200-1500mm，L＝3000mm，壁厚800mm，C25砼加筋100预制成型，内壁留600×600mm，φ100mm透热孔加筛盖。U方向留一V型排水沟。安装时沟对沟向下。内壁贴码塞克。

4)岔道的竖道和融合横道结构与融合主横道相同，几何尺寸根据需要而定。

5)消毒器，工厂生产成品组装(另有设计)。

6)地气储存库，面积与地面建筑相同，四壁采用剪力墙，均合建筑基础形成整体，选择方便位置，留一门1200～2000mm不锈钢制作安装，胶条密封，库内壁和柱贴墙面砖，库中挖一竖井φ＝1000mm直通地下水，C25砼浇壁，井口加筛盖。

7)区间温度控制器用在0℃以下和36℃度地区，由工厂加工生产组装，在地气库内。(另有设计)。

8)进气口10)排气口以住房内对角设置，室内循环透气孔在内墙的踢脚线和模层圈梁下，每1500mm设置一口，工厂特制生产，主体建筑施工时同步安装(另有专项设计)。

9)进气道

排气道。以20层楼为例，单位均布置在外墙，对角处M50砖砌体与外墙成一整体。几何尺寸净空500×2000mm。边砌边粉刷边贴墙面砖。或内装φ100管道，进气和排气对称。

排气口，布置在屋顶出口处，几何尺寸与排气道保持一致，安装铝合金百页窗，加砼板盖防雨。

Claims (4)

1.设计理念：是将一种地热能源与空气相融合，应用于工程室内控温，取消空调暖气的节能设计，其特点是以能节能。

2.设计原理：利用地热在地下不同深度地段内有一较恒定的区间温度，能与空气相融合的特点，形成地气，这时地气温度既不是地热的温度，又不是外界空气的温度。经考察地下8米地段地热的恒定区间温度是14～20℃，若外界气温为36℃时融合后区间温度＝(14℃+36℃)÷2＝25℃，若外界气温为0℃时，融合区间温度＝(0℃+20℃)÷2＝10℃，所以融合后地气区间温度是10℃～25℃之间。这时的地气具有区间温度和有流动性的两大特点，同时应用地气温度与室内温度之间的温差，通过密封的循环通道形成上下浮动，产生对流，进入室内控制室温。

3.设计技术：应用地气用于室内控温的技术工艺流程设计，主要是在严格密封的循环道中进行达到以能节能的目的。进气口→竖道→消毒器→横道(融合道)→消毒器→地气库(区间温度控制室)→竖向送气道→室内进气口→室内循环道→出气口→竖向排气道→屋顶→排气口。

4.凡属地热与空气相融合应用到各类功能的室内控温，不管其设计方式或应用功能范围大小均属本发明范围之列。

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