CN108894357A - 地埋重力热管直接加热外墙保温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统，包括外墙体和大长径比地埋重力热管，地埋重力热管依次为散热母管、输热段、采热段和管内相变工质，散热母管位于外墙体的保温层和外饰层之间且与散热盘管焊接连通，输热段和采热段竖向置于土壤内。液态相变工质在采热段吸收浅层地热能汽化蒸发，蒸汽经输热段上升进入散热母管和散热盘管冷凝放热对外墙加热保温，冷凝后的液态相变工质因重力作用沿输热段管内壁下流至采热段，再次吸收浅层地热能汽化蒸发，循环往复。本发明有益效果是：直接利用浅层地热能在采暖季加热建筑物外墙，提高外墙温度进而减少室内热损失，降低建筑物的能源消耗实现节能。尤其适用于农村住宅和厂房等低层建筑。
Description
技术领域
本发明涉及建筑节能领域，具体涉及一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统。
背景技术
我国建筑能耗约占全国能耗总量的1/3，建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、减轻环境污染，促进经济可持续发展十分重要的一份工作，而增强围护结构的保温性能又是降低建筑能耗、实现建筑节能的重要措施之一。
目前，常见的外墙保温做法有胶粉聚苯颗粒外墙保温系统、EPS板薄抹灰外墙保温系统、硬泡聚氨酯外墙保温系统，这些保温措施都仅仅依靠贴附外墙的保温板的隔热性来减少室内能量的耗散，属于被动式保温措施，墙体的保温性能有待提高。
利用地热能等可再生能源减少煤炭、天然气等不可再生能源的消耗是实现建筑节能的重要措施之一。近年来，对浅层地热能的开发利用越来越受到重视。浅层地热能大多属于低品位热能，特别是土壤恒温层几乎常年维持在当地年平均气温的水平，但因温度过低不能单独作为直供热源使用，通常需借助热泵才能利用。如果能将低品位浅层地热能直接用于实现建筑节能降耗，将具有重大的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统，直接利用浅层地热能加热外墙，提高建筑物外墙保温层及外饰层温度，进而减少室内热损失，降低建筑物的能源能耗实现节能。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是提供一种利用地埋重力热管提取浅层地热能直接加热建筑外墙保温系统，该系统直接利用浅层地热能这一低品位能源对建筑外墙实施冬季加热保温。所述地埋重力热管，为大长径比地埋重力热管，其采热段埋在地下恒温层中，输热段埋在恒温层至地面之间并做保温处理，热管内充注某种相变工质，相变工质在采热段吸收浅层地热能汽化蒸发，其蒸汽经输热段上升进入散热母管和散热盘管冷凝放热，位于外墙保温层与外饰层之间的散热盘管对外墙进行加热保温，冷凝后的液态相变工质因重力作用沿输热段管内壁下流至采热段，在采热段再次吸收浅层地热能汽化蒸发，循环往复。
本发明具有如下特点：1、直接高效利用浅层地热能这一低品位能加热建筑物外墙，无动力损耗；2、该系统在冬季可以显著提高建筑物外墙保温层及外饰层温度，进而减少室内热损失，降低建筑能耗实现节能，可降低外墙能耗10％～40％；3、可削弱室外气温变化对室内温度的影响，提高室内的舒适度。该发明所述系统特别适用于对农村住宅和厂房等低层建筑外墙加热保温，具有节能降耗和零运行成本等优点。
附图说明
图1为本发明地埋重力热管直接加热外墙保温系统结构立体示意图；
图2为本发明实施例1散热盘管安装方式剖面结构示意图；
图3为本发明实施例1双侧散热盘管连接示意图；
图4为本发明实施例2单侧散热盘管连接示意图。
图中：
1、土壤 2、外饰层 3、均热板
4、抹灰 5、注液口 6、墙体
7、粘连层 8、保温层 9、散热盘管
10、输热段 11、采热段 12、相变工质
13、散热母管 14、U型卡箍
具体实施方式
结合附图对本发明的地埋重力热管直接加热外墙保温系统结构加以说明。
本发明的地埋重力热管直接加热外墙保温系统的工作原理是，所述地埋重力热管，为大长径比埋地重力热管，其采热段竖直置于地下恒温层中，输热段埋在恒温层至地面之间并加装保温隔热材料，减少热量在输送过程中的损失，热管内充注某种相变工质，相变工质在采热段吸收浅层地热能汽化蒸发，其蒸汽经输热段上升进入散热母管和散热盘管冷凝放热，位于外墙保温层与外饰层之间的散热盘管及母管对外墙进行加热保温，冷凝后的液态相变工质因重力作用沿输热段管内壁下流至采热段，在采热段再次吸收浅层地热能汽化蒸发，循环往复。
实施例1
如图1所示，该系统包括墙体6、地埋重力热管采热段11，输热段10，散热盘管9，散热母管13、均热板3及注液口5；所述地埋重力热管采热段11和输热段10竖向置于土壤，其中采热段11埋于土壤恒温层中5m～50m深度，用于直接吸收浅层地热能，输热段10置于土壤恒温层与地面之间，外设聚氨酯泡沫塑料等保温材料以减少热量耗损，将散热段设置成蛇形盘管形式，其盘管具有一定的坡度，以便于凝液回流，散热盘管9布置在外墙保温层8与外饰层2之间，通过焊接与散热母管13连接，采用U型卡箍14将散热盘管9固定在带有凹槽的均热板3上，U型卡箍14与均热板3之间通过自攻螺丝连接。该系统通过注液口5充注相变工质12，相变工质因12自身物理性质在采热段11吸收浅层地热能汽化蒸发，其蒸汽经输热段10上升进入到散热母管13和散热盘管9中冷凝放热，同时释放出热量对外墙加热保温，提高外墙保温层8及外饰层2温度，冷凝后的液态相变工质因重力作用沿输热管内壁回流到采热段11中，在采热段再次吸收浅层地热能汽化蒸发，循环往复。
实施例2
如图4所示，该实例是将散热盘管设置成单侧排管型，散热立管之间的距离以30cm左右为宜，距离过大则影响墙体外侧温度的分布，达不到理想效果；距离过小则增加投资成本，加大施工难度，延长施工时间。将散热部分直接包裹在两块均热板中，加强保温性能，其他部位与实施例1类同。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能因此而理解为对发明范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，所做出若干变形和改进，均为本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统，其特征在于：该系统包括外墙体和地埋重力热管，所述外墙体由内向外依次为墙体(6)、粘连层(7)、保温层(8)、散热盘管(9)和外饰层(2)；所述地埋重力热管依次为设有注液口(5)的散热母管(13)、输热段(10)、采热段(11)和管内的相变工质(12)，所述散热母管(13)置于外墙体的保温层(8)和外饰层(2)之间且与散热盘管(9)焊接连通，所述输热段(10)和采热段(11)竖向置于土壤(1)内。
2.根据权利要求1所述的一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统，其特征在于：所述保温层(8)和散热盘管(9)之间设有均热板(3)。
3.根据权利要求2所述的一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统，其特征在于：所述散热盘管(9)采用U型卡箍(14)固定在均热板(3)的凹槽内。
4.根据权利要求1所述的一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统，其特征在于：所述地埋重力热管为大长径比重力热管，其中：采热段(11)埋在地下土壤恒温层5m～50m，所述输热段(10)埋在地下土壤恒温层至地面之间且设置地下保温层。
5.根据权利要求1所述的一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统，其特征在于：所述散热盘管(9)采用蛇形盘管双侧布置。
6.根据权利要求1所述的一种地埋重力热管直接加热外墙保温系统，其特征在于：所述散热盘管(9)采用单侧竖排管型或双侧竖排管型布置。
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