CN114576748A - 一种利用地热能的室内温控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用地热能的室内温控系统，利用地热能的室内温度控制系统包括至少两级筏板柱墩式能量基础、与对应级的筏板柱墩式能量基础连接并形成地暖循环支路地热能式地暖装置、与对应级的筏板柱墩式能量基础连接以形成水冷循环支路的地热能式水冷空调装置、蓄水箱、自吸泵、生活用水管路和控制系统；各级筏板柱墩式能量基础并联连接，包括用混凝土一体浇筑的筏板基础和能量柱墩，筏板基础和能量柱墩内均预埋有与土壤中的热能进行热交换的换热管；控制系统包括用于监测室内温度的智能温控仪和与智能温控仪连接的多向开关，多向开关在智能温控仪所监测的温度小于或大于设定数值时，与对应的循环支路接通。本发明能有效利用地热，减少能源消耗。

Description

一种利用地热能的室内温控系统
技术领域
本发明涉及一种利用地热能的室内温控系统。
背景技术
地表浅层有着较高温度，是一个天然的太阳能-地热集热器，收集了47%的太阳能，也保存了地球梯度温增，这种可再生、无污染的浅层低温能叫做地热能。浅层地热能是一种清洁、可持续发展的新能源，具有储量大、无污染、无碳排放等特点,世界各国都在加大地热能利用范围、提高地热能利用技术水平，浅层地热能具有巨大的利用潜能和广阔的应用前景。地热能受季节变化，温度很适宜用作新能源：相较于寒冷的冬季，地热能温度较高，炎热的夏季，地热能温度较低，即在冬季时可通过水源把地热能中的热量“取”出来供给室内采暖，夏季时把室内的热量“带出去”，释放到大地中去。
室内温度控制包括空气温度控制和水源温度控制，目前的空气温度控制主要采用空调进行控制，水温控制多选用串接热水器进行控制，需要消耗较多的电能，且能效比较低。在地热能具有较大应用前景的情况下，如何充分利用地热能进行室内温度控制以达到节能目的成为当前亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用地热能的室内温控系统，以解决现有技术中单纯采用电能对室内温度进行控制时耗能较多的技术问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种利用地热能的室内温度控制系统，包括：
筏板柱墩式能量基础，预埋在土壤中，设置有至少两级，各级筏板柱墩式能量基础并联连接，每一级筏板柱墩式能量基础均包括采用混凝土一体浇筑的筏板基础和能量柱墩，筏板基础和能量柱墩内均预埋有用于与土壤中的热能进行热交换的换热管；
地热能式地暖装置，与对应级的筏板柱墩式能量基础连接并形成地暖循环支路，用于对室内进行升温；
地热能式水冷空调装置，与对应级的筏板柱墩式能量基础连接以形成水冷循环支路，用于对室内进行降温；
蓄水箱，连接有自吸泵；
生活用水管路，连接在地暖管与蓄水箱之间；
控制系统，设置在室内，包括用于监测室内温度的智能温控仪和与智能温控仪连接的多向开关，多向开关在智能温控仪所监测的温度小于或大于设定数值时，与对应的循环支路接通。
上述技术方案的有益效果是：本发明利用冬季和夏季地热与建筑室内的温差，将低位能的地热经过筏板柱墩式能量基础所在的循环支路的循环，通过地热能式地暖装置对建筑室内进行供暖，通过地热能式水冷空调装置对建筑室内进行制冷，通过生活用水管路实现对生活用水的加热，智能温控仪能够实时对室内的温度进行监测，以通过多向开关与对应的循环支路连通构成对应的循环回路，不同循环支路之间相互独立工作，互不影响，能够有效适应冬季、夏季室内温度的调节需要。整个室内温度控制系统中消耗电能的电器元件数量较少，能够充分利用地热能这一清洁能源，不需要进行高耗能的加热制冷，节能环保。
进一步的，所述地热能式水冷空调装置包括壳体和设置在壳体内的风机、导热管、沿导热管的长度方向间隔设置的多个散热片，导热管具有进水口和出水口，进水口与对应筏板柱墩式能量基础中的换热管连通，出水口与所述生活用水管路连通。
有益效果：无需采用现有的大功率空调装置，通过风机、导热管和扫热片形成简易的制冷空调，结构简单，更节省能源。
进一步的，所述导热管为空心方钢管，散热片固定在空心方钢管的上表面。
有益效果：相较于圆管，空心方钢管截面面积大，散热片易于安装，同等情况下，导热效率更高。
进一步的，所述风机与散热片之间设置有气流调节器。
有益效果：能够调节风机吹出的气流，进而调节室内制冷的快慢。
进一步的，所述风机沿导热管的长度方向间隔布置有至少两个。
有益效果：提高室内的制冷速度。
进一步的，换热管包括预埋在筏板基础内的基础换热管和预埋在能量柱墩内的柱墩换热管，基础换热管呈蛇形环绕布置，柱墩换热管包括与基础换热管的出口连接的进口管段、与基础换热管的出口连接的出口管段、多个沿能量柱墩的轴向间隔布置的圆形管段和连接管段，进口管段与最下层的圆形管段连接，出口管段与最上层的圆形管段连接，连接管段连接相邻的两个圆形管段，进口管段从各个圆形管段形成的圆形口中穿出。
有益效果：能够增加换热介质在能量柱墩内的换热行程，提高换热效率，同时若干连接管段能够分解柱墩换热管在轴向上受到的应力，避免能量柱墩顶部施加载荷后，能量柱墩内的柱墩换热管承受较大的应力而变形甚至断裂。
进一步的，各级筏板柱墩式能量基础中的能量柱墩共用一个筏板基础。
有益效果：能减少筏板基础的浇筑数量，一体多用，节省成本。
附图说明
图1是本发明的利用地热能的室内温控系统的结构示意图；
图2是本发明的利用地热能的室内温控系统的温控原理图；
图3是本发明的利用地热能的室内温控系统中地热能式水冷空调装置的示意图；
图4是图3中导热管与散热片之间的装配示意图；
图5为能量柱墩的结构示意图。
附图标记：1-筏板基础，2-能量柱墩，3-基础换热管，4-柱墩换热管，5-进口管段，6-出口管段，7-圆形管段，8-连接管段，9-地暖管，10-壳体，11-风机，12-导热管，13-散热片，14-气流调节器，15-生活用水管路，16-蓄水箱，17-智能温控仪，18-多向开关，19-自吸泵，20-筏板柱墩式能量基础，21-地热能式地暖装置，22-地热能式水冷空调装置，23-生活用水管路，24-基础钢筋。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明的利用地热能的室内温控系统的实施例：
如图1和图2所示，利用地热能的室内温度控制系统包括：筏板柱墩式能量基础20、地热能式地暖装置21、地热能式水冷空调装置22、生活用水管路23、自吸泵19、蓄水箱16和控制系统。
其中，筏板柱墩式能量基础20预埋在土壤中，设置有两级。其中一级筏板柱墩式能量基础20与地热能式地暖装置21连接，形成地暖循环支路；另外一级筏板柱墩式能量基础20与地热能式水冷空调装置22连接，形成水冷循环支路；生活用水管路23连接在地热能式地暖装置21与蓄水箱16之间。控制系统设置在室内，包括用于监测室内温度的智能温控仪和与智能温控仪连接的多向开关。智能温控仪、多向开关、生活用水管路23、地暖循环支路、水冷循环支路与自吸泵19之间形成一个完整的热量循环回路，智能温控仪、多向开关和自吸泵位于热量循环回路的总干路上。
具体的，两级筏板柱墩式能量基础并联连接，每一级筏板柱墩式能量基础20均包括采用混凝土一体浇筑的筏板基础1和能量柱墩2，筏板基础1和能量柱墩2内均预埋有用于与土壤中的热能进行热交换的换热管。本实施例中，为节省成本，两级筏板柱墩式能量基础中的能量柱墩共用一个筏板基础。
如图1、图2和图5所示，换热管包括预埋在筏板基础1内的基础换热管3和预埋在能量柱墩2内的柱墩换热管4，筏板基础1内设有与基础换热管3固定的基础钢筋，能量墩柱2内设有与柱墩换热管4固定的钢筋笼。其中，基础换热管3呈蛇形环绕布置，并与柱墩换热管4连通。柱墩换热管4包括与基础换热管3的出口连接的进口管段5、与基础换热管3的出口连接的出口管段6、多个沿能量柱墩2的轴向间隔布置的圆形管段7和连接管段8，进口管段5与最下层的圆形管段7连接，出口管段6与最上层的圆形管段7连接，连接管段8连接相邻的两个圆形管段7，进口管段5从各个圆形管段7形成的圆形口中穿出。
地热能式地暖装置包括预埋在室内地板中的地暖管9，用于对室内进行升温。地暖管9的进水口与同级的能量柱墩内柱墩换热管的出口连接，地暖管9的出口与生活用水管路15连接，生活用水管路15的出口与蓄水箱16连接。
如图3和图4所示，地热能式水冷空调装置用于对室内进行降温，包括壳体10和设置在壳体内的风机11、导热管12、沿导热管12的长度方向间隔设置的多个散热片13。其中，导热管12为空心方钢管，具有进水口和出水口，进水口与柱墩换热管4的出水口连通，出水口与生活用水管路15连通，一并连接到蓄水箱16上。散热片13固定在空心方钢管的上表面，等间距布置。风机11沿导热管12的长度方向间隔布置有两个，并且在风机11与散热13片之间还设置有气流调节器14，气流调节器14能够调节风机11吹出的气流，进而调节室内制冷的快慢。
需要说明的是，在各循环支路中，还设有对应的电控阀门，多向开关18用于控制对应循环支路中电控阀门的接通。
如图5所示，本发明利用冬季和夏季地热与建筑室内的温差，将低位能的地热经过筏板柱墩式能量基础所在的循环支路的循环，通过地热能式地暖装置对建筑室内进行供暖，通过地热能式水冷空调装置对建筑室内进行制冷，通过生活用水管路实现对生活用水的加热，智能温控仪能够实时对室内的温度进行监测，在冬季或者夏季所监测到的室内温度数值大于或低于设定的标准值时，控制多向开关与对应的循环支路连通以构成制冷或供暖用的循环回路，不同循环支路之间相互独立工作，互不影响，能够有效适应冬季、夏季室内温度的调节需要，同时还能对生活用水进行加热。整个室内温度控制系统中消耗电能的电器元件数量较少，只需要少量的电能便可以将地热带到室内进行供暖、制冷，能够充分利用地热能这一清洁能源，不需要进行高耗能的加热制冷装置，节能环保。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用地热能的室内温度控制系统，其特征在于，包括：
筏板柱墩式能量基础，预埋在土壤中，设置有至少两级，各级筏板柱墩式能量基础并联连接，每一级筏板柱墩式能量基础均包括采用混凝土一体浇筑的筏板基础和能量柱墩，筏板基础和能量柱墩内均预埋有用于与土壤中的热能进行热交换的换热管；
地热能式地暖装置，与对应级的筏板柱墩式能量基础连接并形成地暖循环支路，用于对室内进行升温；
地热能式水冷空调装置，与对应级的筏板柱墩式能量基础连接以形成水冷循环支路，用于对室内进行降温；
蓄水箱，连接有自吸泵；
生活用水管路，连接在地暖管与蓄水箱之间；
控制系统，设置在室内，包括用于监测室内温度的智能温控仪和与智能温控仪连接的多向开关，多向开关在智能温控仪所监测的温度小于或大于设定数值时，与对应的循环支路接通。
2.根据权利要求1所述的利用地热能的室内温度控制系统，其特征在于，所述地热能式水冷空调装置包括壳体和设置在壳体内的风机、导热管、沿导热管的长度方向间隔设置的多个散热片，导热管具有进水口和出水口，进水口与对应筏板柱墩式能量基础中的换热管连通，出水口与所述生活用水管路连通。
3.根据权利要求2所述的利用地热能的室内温度控制系统，其特征在于，所述导热管为空心方钢管，散热片固定在空心方钢管的上表面。
4.根据权利要求2或3所述的利用地热能的室内温度控制系统，其特征在于，所述风机与散热片之间设置有气流调节器。
5.根据权利要求2或3所述的利用地热能的室内温度控制系统，其特征在于，所述风机沿导热管的长度方向间隔布置有至少两个。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的利用地热能的室内温度控制系统，其特征在于，换热管包括预埋在筏板基础内的基础换热管和预埋在能量柱墩内的柱墩换热管，基础换热管呈蛇形环绕布置，柱墩换热管包括与基础换热管的出口连接的进口管段、与基础换热管的出口连接的出口管段、多个沿能量柱墩的轴向间隔布置的圆形管段和连接管段，进口管段与最下层的圆形管段连接，出口管段与最上层的圆形管段连接，连接管段连接相邻的两个圆形管段，进口管段从各个圆形管段形成的圆形口中穿出。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的利用地热能的室内温度控制系统，其特征在于，各级筏板柱墩式能量基础中的能量柱墩共用一个筏板基础。
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