CN113310155A - 一种建筑通风装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种建筑通风装置，涉及建筑环境与能源应用技术领域，解决了现有技术中小型地下空间难以产生足够的热量供地上建筑使用，导致目前对小型地下空间的利用不足的技术问题。本申请提供的建筑通风装置包括管廊和换热机构；管廊埋于地下，且管廊的一端与建筑物外界的大气连通，管廊的另一端与建筑物的内部连通；换热机构的下部埋于管廊下方的深层土壤，换热机构的上部伸入管廊的内腔，以使深层土壤与管廊内的空气进行热交换。本申请提供的建筑通风装置能够使小型地下空间能够产生更多的热量来满足地上建筑使用，进而能够促进对小型地下空间的合理高效利用，实现节能、舒适、环保的多重效果。

Description

一种建筑通风装置
技术领域
本发明实施例涉及建筑环境与能源应用技术领域，尤其涉及一种地埋管与地下廊道相结合的建筑通风装置。
背景技术
近年来的城市化进程以及城市地域范围与人口的迅速增长，地下车库、地下交通、地下商业街、城市地下综合管廊等也相继出现在各大城市。开发并利用地下空间可以有效开拓城市发展空间，提升城市承载力，改善交通运输能力与效率。
目前，部分学者尝试探索将城市综合管廊或者地下交通轨道的中产生的废热进行回收，从而充分发展可再生能源，改变高耗能的使用方式，促进能源二次利用。但是，由于200m以下长度的小型地下空间产生的热量较少，难以满足地上单幢楼房、商场等地上建筑，导致目前对小型地下空间的利用不足。
发明内容
本发明实施例通过提供一种建筑通风装置，解决了现有技术中小型地下空间难以产生足够的热量供地上建筑使用，导致目前对小型地下空间的利用不足的技术问题。
本发明实施例提供的建筑通风装置包括管廊和换热机构；所述管廊埋于地下，且所述管廊的一端与建筑物外界的大气连通，所述管廊的另一端与所述建筑物的内部连通；所述换热机构的下部埋于所述管廊下方的深层土壤，所述换热机构的上部伸入所述管廊的内腔，以使深层土壤与所述管廊内的空气进行热交换。
在一种可能的实现方式中，所述换热机构包括换热器、地埋管和循环泵；所述换热器设置于所述管廊的内腔；所述地埋管埋于所述管廊下方的深层土壤，且所述地埋管的两端伸入所述管廊的内腔与所述换热器连通；所述循环泵设置于所述地埋管，能够使所述换热器和所述地埋管内的热交换介质循环流动。
在一种可能的实现方式中，所述换热器的顶部靠近或抵接于所述管廊的内壁顶部。
在一种可能的实现方式中，多个所述换热机构沿所述管廊内的空气流通方向阵列设置。
在一种可能的实现方式中，所述建筑通风装置还包括防雨罩，所述防雨罩设置于地表，并遮盖所述管廊的与所述建筑物外界的大气连通的端口。
在一种可能的实现方式中，所述建筑通风装置还包括格栅风口，所述格栅风口位于所述防雨罩内，并安装于所述管廊的与所述建筑物的外界大气连通的端口处。
在一种可能的实现方式中，所述建筑通风装置还包括加压机构，所述加压机构设置于所述管廊内，并靠近所述管廊的与所述建筑物连通的端口处，能够对所述管廊内的空气加压后送入所述建筑物。
在一种可能的实现方式中，所述建筑通风装置还包括冷却器，所述冷却器设置于所述管廊的与所述建筑物的内部连通的端口处，所述管廊内的空气流经所述冷却器后进入所述建筑物。
在一种可能的实现方式中，所述管廊包括依次连通的进气段、换热段和出气段；所述进气段的远离所述换热段的端口与所述建筑物外界的大气连通，所述出气段的远离所述换热段的端口与所述建筑物的内部连通；所述换热机构的上部伸入所述换热段内。
在一种可能的实现方式中，所述建筑通风装置还包括维修梯，所述维修梯设置于所述进气段和/或所述出气段的内壁。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的建筑通风装置包括管廊和换热机构；管廊埋于地下，并且管廊的一端与建筑物外界的大气连通，管廊的另一端与建筑物的内部连通；换热机构的下部埋于管廊下方的深层土壤，换热机构的上部伸入管廊的内腔，以使深层土壤与管廊内的空气进行热交换。该建筑通风装置在使用时，室外的新风进入管廊后，与管廊周围的土壤进行热交换，并与换热机构进行进行热交换以实现与深层土壤的热交换，然后进入建筑物内部。室外的新风经过与管廊周围土壤和深层土壤的双重换热，使小型地下空间能够产生更多的热量来满足地上建筑物使用，进而能够促进对小型地下空间的合理高效利用，实现了节能、舒适、环保的多重效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的建筑通风装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的换热机构的结构示意图。
附图标记：10-管廊；11-进气段；12-换热段；13-出气段；20-换热机构；21-换热器；22-地埋管；23-循环泵；30-防雨罩；40-格栅风口；50-冷却器；60-加压机构；70-维修梯；80-建筑物；81-室内通风口。
具体实施方式
开发并利用地下空间可以有效开拓城市发展空间，提升城市承载力，改善交通运输能力与效率。目前，部分学者尝试探索将城市综合管廊或者地下交通轨道的中产生的废热进行回收，从而充分发展可再生能源，改变高耗能的使用方式，促进能源二次利用。但是，由于200m以下长度的小型地下空间产生的热量较少，难以满足地上单幢楼房、商场等地上建筑，导致目前对小型地下空间的利用不足。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
为克服上述技术问题，本发明实施例提供了一种建筑通风装置，请一并参照图1和图2所示。
如图1所示，本发明实施例提供的建筑通风装置包括管廊10和换热机构20。管廊10埋于地下，并且，管廊10的一端与建筑物80外界的大气连通，管廊10的另一端与建筑物80的内部连通。换热机构20的下部埋于管廊10下方的深层土壤，换热机构20的上部伸入管廊10的内腔，以使深层土壤与管廊10内的空气进行热交换。
由于土壤的温度波相较于地上更为平缓，在工程上近似认为14m以下土壤的温度不变，因此夏季可以从土壤中取冷，冬季可以从土壤中取热。若一年中，从土壤的取热量与取冷量平衡，则可以认为不会对地下土壤热环境造成破坏。
图1中的箭头指示出了外界新风的流动方向。室外的新风进入管廊10后，与管廊10周围的土壤进行热交换，并与换热机构20进行进行热交换以实现与深层土壤的热交换，然后进入建筑物80内部。室外的新风经过与管廊10周围土壤和深层土壤的双重换热，使小型地下空间能够产生更多的热量来满足地上建筑使用，进而能够促进对小型地下空间的合理高效利用，实现了节能、舒适、环保的多重效果。
此外，组成管廊10的衬砌层隔湿不隔热，能有效保证地下土壤中蓄存水分对廊道的影响降至最小。
其中，图2示出了换热机构20的一种实施方式，具体地，换热机构20包括换热器21、地埋管22和循环泵23。换热器21设置于管廊10的内腔。地埋管22埋于管廊10下方的深层土壤，并且地埋管22的两端伸入管廊10的内腔与换热器21连通。循环泵23设置于地埋管22，能够使换热器21和地埋管22内的热交换介质循环流动。其中，热交换介质具体可以是水等能够传送热量的液体。
换热机构20在工作时，循环泵23使热交换循环流动，使深层土壤与管廊10内的空气实现热交换。具体地，当管廊10内的空气温度大于深层土壤的温度时，热交换介质在管廊10的空气中吸热，在深层土壤中放热，使管廊10内的空气降温；当管廊10内的空气温度小于深层土壤的温度时，热交换介质在深层土壤中吸热，在管廊10的空气中放热，使管廊10内的空气降温。
换热器21可以是表面式换热器21，表面式换热器21是一种让热交换介质流过金属管道内腔，空气流过金属管道外壁进行热交换来达到加热或冷却空气的目的换热设备，具有结构简单、热交换介质流动阻力小的特点。
换热器21的顶部靠近或抵接于管廊10的内壁顶部。以图1中的方位为例，当进入管廊10的新风从换热器21左侧流动到换热器21的右侧时，换热器21的顶部靠近或抵接于管廊10的内壁顶部能够使大部分或全部新风均与换热机构20发生热交换，保证新风能够充分利用该建筑通风装置提供的热量。
需要说明的是，换热机构20并不以图1和图2中示出的具体结构为限制，换热机构20还可以是其他能够实现深层土壤与管廊10内的空气进行热交换的结构形式。
比如，换热机构20包括换热管道和鼓风机，换热管道埋入管廊10下方的深层土壤中，换热管道的两端伸入管廊10内，鼓风机与换热管道连通，使管廊10内的空气从换热管道的一端进入，从换热管道的另一端流出；并且，换热管道埋入管廊10下方的深层土壤的部分可以设置为螺旋形，以增加管廊10内空气与深层土壤的换热时间。
多个换热机构20沿管廊10内的空气流通方向阵列设置，其中，多个是指两个或两个以上。图1示出了两个换热机构20自左向右阵列设置，当然也可以是三个、四个等其他数量的换热机构20。多个换热机构20能够将管廊10内的空气与深层土壤进行充分的热交换，保证该建筑通风装置能够提供充足的热量来满足地上建筑物80。
本发明实施例提供的建筑通风装置包括的换热机构20数量并不以多个为限制，在满足地上建筑物80对热量要求的情况下，也可以只包括一个换热机构20。
本发明实施例提供的建筑通风装置还包括防雨罩30，防雨罩30设置于地表，并遮盖管廊10的与建筑物80外界的大气连通的端口。如图1中箭头指向所示，新风从防雨罩30的两侧进入管廊10的与建筑物80外界的大气连通的端口。在雨雪天气时，防雨罩30能够防止雨水和雪进入到管廊10内。
本发明实施例提供的建筑通风装置还包括格栅风口40，格栅风口40位于防雨罩30内，并安装于管廊10的与建筑物80的外界大气连通的端口处。建筑物80外界的新风从防雨罩30的两侧进入，然后经格栅风口40进入管廊10。格栅风口40能够阻挡外界的杂物，防止其进入管廊10，进而保证管廊10内部的干净。
本发明实施例提供的建筑通风装置还包括加压机构60，加压机构60设置于管廊10内，并靠近管廊10的与建筑物80连通的端口处，能够对管廊10内的空气加压后送入建筑物80，维持空气快速流动，进而满足建筑物80内部对换气次数的要求。
具体地，加压机构60具体可以为风机。
如图1所示，使用该建筑通风装置的建筑物80可以将室内通风口81设置于建筑物80的上部，在夏季时，由于烟囱效应能够加速室内空气的流动，进而减少加压机构60的使用，降低耗电。
本发明实施例提供的建筑通风装置还包括冷却器50，冷却器50设置于管廊10的与建筑物80的内部连通的端口处，管廊10内的空气流经冷却器50后进入建筑物80。在夏季时，打开冷却器50，冷却器50能够对空气进一步降温后送入建筑物80，使建筑物80的内部在夏天更加凉爽。
其中，冷却器50具体可以为蒸发式冷却器。
具体地，管廊10包括依次连通的进气段11、换热段12和出气段13。进气段11的远离换热段12的端口与建筑物80外界的大气连通，出气段13的远离换热段12的端口与建筑物80的内部连通。换热机构20的上部伸入换热段12内。
本发明实施例提供的建筑通风装置还包括维修梯70，图1中示出的维修梯70设置于进气段11的内壁，当然，也可以将维修梯70设置于出气段13的内壁，或者在进气段11的内壁和出气段13的内壁均设置维修梯70，即维修梯70设置于进气段11和/或出气段13的内壁。维修梯70能够方便维修人员从地面进入到管廊10的内部，来对换热机构20、管廊10的衬砌进行维修和维护。
与土壤源热泵相比，本发明实施例提供的建筑通风装置同时利用地下空间浅层土壤进行换热，埋管深度可以降低，埋管面积可以减少。与传统空气源热泵相比，本发明实施例提供的建筑通风装置可以在更短的廊道内布置设备，更合理高效利用已有地下廊道空间，实现了节能、舒适、环保的多重效果。
本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种建筑通风装置，其特征在于，包括管廊(10)和换热机构(20)；
所述管廊(10)埋于地下，且所述管廊(10)的一端与建筑物(80)外界的大气连通，所述管廊(10)的另一端与所述建筑物(80)的内部连通；
所述换热机构(20)的下部埋于所述管廊(10)下方的深层土壤，所述换热机构(20)的上部伸入所述管廊(10)的内腔，以使深层土壤与所述管廊(10)内的空气进行热交换。
2.根据权利要求1所述的建筑通风装置，其特征在于，所述换热机构(20)包括换热器(21)、地埋管(22)和循环泵(23)；
所述换热器(21)设置于所述管廊(10)的内腔；
所述地埋管(22)埋于所述管廊(10)下方的深层土壤，且所述地埋管(22)的两端伸入所述管廊(10)的内腔与所述换热器(21)连通；
所述循环泵(23)设置于所述地埋管(22)，能够使所述换热器(21)和所述地埋管(22)内的热交换介质循环流动。
3.根据权利要求2所述的建筑通风装置，其特征在于，所述换热器(21)的顶部靠近或抵接于所述管廊(10)的内壁顶部。
4.根据权利要求1至3任一项所述的建筑通风装置，其特征在于，多个所述换热机构(20)沿所述管廊(10)内的空气流通方向阵列设置。
5.根据权利要求1所述的建筑通风装置，其特征在于，还包括防雨罩(30)，所述防雨罩(30)设置于地表，并遮盖所述管廊(10)的与所述建筑物(80)外界的大气连通的端口。
6.根据权利要求5所述的建筑通风装置，其特征在于，还包括格栅风口(40)，所述格栅风口(40)位于所述防雨罩(30)内，并安装于所述管廊(10)的与所述建筑物(80)的外界大气连通的端口处。
7.根据权利要求1所述的建筑通风装置，其特征在于，还包括加压机构(60)，所述加压机构(60)设置于所述管廊(10)内，并靠近所述管廊(10)的与所述建筑物(80)连通的端口处，能够对所述管廊(10)内的空气加压后送入所述建筑物(80)。
8.根据权利要求1所述的建筑通风装置，其特征在于，还包括冷却器(50)，所述冷却器(50)设置于所述管廊(10)的与所述建筑物(80)的内部连通的端口处，所述管廊(10)内的空气流经所述冷却器(50)后进入所述建筑物(80)。
9.根据权利要求1所述的建筑通风装置，其特征在于，所述管廊(10)包括依次连通的进气段(11)、换热段(12)和出气段(13)；
所述进气段(11)的远离所述换热段(12)的端口与所述建筑物(80)外界的大气连通，所述出气段(13)的远离所述换热段(12)的端口与所述建筑物(80)的内部连通；
所述换热机构(20)的上部伸入所述换热段(12)内。
10.根据权利要求9所述的建筑通风装置，其特征在于，还包括维修梯(70)，所述维修梯(70)设置于所述进气段(11)和/或所述出气段(13)的内壁。
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