建筑地能收集分配系统的制作方法

1.本发明属于建筑节能设计技术领域，具体涉及一种建筑地能收集分配系统。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.为此，申请人研发设计了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收集器，同时也需要为该地能收集器配套设计一种建筑地能收集分配系统。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是提供一种为地能收集器配套设计的建筑地能收集分配系统，以便于将与深层土壤换热后的空气及空气冷凝形成的冷凝水等能源应用于建筑内。
8.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
9.建筑地能收集分配系统，包括：
10.若干地能输风支管，所述地能输风支管的一端与埋设于地下的地能收集器对应连接，所述地能输风支管的另一端连接至地能输风总管，所述地能输送总管与抽风机连接，所述抽风机的出风口设置于气液分离器内，所述气液分离器的顶部安装有新风输送管，所述新风输送管与地上建筑的新风系统连接；
11.若干冷凝水抽取支管，所述冷凝水抽取支管的一端伸入至对应的地能收集器的底部，所述冷凝水抽取支管的另一端连接至冷凝水抽取总管，所述冷凝水抽取总管与抽水泵连接，所述抽水泵亦设置于气液分离器内，所述气液分离器底部设置有排液管，所述排液管与所述抽水泵连接，所述抽水泵连接冷凝水回收管。
12.作为优选的技术方案，所述抽风机和抽水泵共用一台驱动电机；所述驱动电机固定安装于工位切换机构上，所述工位切换机构可带动所述驱动电机在抽风工作位和抽水工作位之间切换；
13.所述驱动电机的输出端安装有驱动齿轮，所述抽风机的轴上安装有抽风传动齿轮，所述抽水泵的轴上安装有抽水传动齿轮；所述驱动电机切换至抽风工作位时，所述抽风传动齿轮与所述驱动齿轮啮合；所述驱动电机切换至抽水工作位时，所述抽水传动齿轮与所述驱动齿轮啮合。
14.作为优选的技术方案，所述工位切换机构为链板传送带，所述驱动电机通过支座固定安装于所述链板传送带上。
15.作为优选的技术方案，所述气液分离器内安装有液位计，所述排液管上安装有排液控制阀。
16.作为优选的技术方案，所述气液分离器上设置有检修门。
17.作为优选的技术方案，所述地能收集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；所述内芯管设置有与出气室相连通的出气口，所述出气口与所述地能输风支管连接。
18.由于采用了上述技术方案，本发明具有至少以下有益效果：
19.(1)利用地能收集器将地下室内空气与深层土壤进行能量交换，利用地能收集分配系统将能量交换后的空气集中后分配输送至地上建筑的新风系统，这样在夏季可有效利用土壤能作为冷源对新风进行冷却降温，在冬季可有效利用土壤能作为热源对新风进行预热，从而可以有效减少使用空调的能源消耗，利于建筑节能。同时利用地能收集分配系统可以将空气与深层土壤进行热交换而产生的冷凝水进行回收利用，可以用于回收冲洗马桶、浇花浇菜等。
20.(2)地能收集器结构设计巧妙，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。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，热交换效果好、效率高。
21.(3)空气在热交换流动过程中，首先在地能收集器内进行一次冷凝，然后进入气液分离器后实现二次冷凝，通过两次冷凝保证了输送至新风系统的空气湿度指标适宜性。
22.(4)采用巧妙设计，将抽风机和抽水泵共用一台驱动电机，正常工作时，驱动电机仅为抽风机提供动力，当需要抽冷凝水时再将驱动电机切换至抽水工作位上，两台设备共用一台电机，从而有效降低了设备成本；所述驱动电机固定安装于工位切换机构上，通过工位切换机构可快速将驱动电机在抽风工作位和抽水工作位之间切换，大大提高了使用方便性与快捷性。
附图说明
23.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
24.图1是本发明实施例中建筑地能收集分配系统的布置示意图；
25.图2是本发明实施例中气液分离器及其配套结构的外部结构示意图；
26.图3是本发明实施例中气液分离器及其配套结构的透视示意图；
27.图4是本发明实施例中地能收集器的结构示意图；
28.图5是图4中a-a处的截面结构示意图；
29.图6是本发明实施例中地能收集器的气流流动示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
31.如图1至图3所示，建筑地能收集分配系统，包括若干地能输风支管1，所述地能输风支管1的一端与埋设于地下的地能收集器2对应连接，所述地能输风支管1的另一端连接至地能输风总管3，所述地能输送总管3与抽风机4连接，地能输风总管3的设置数量可以根据布置需要设置两根以上，本实施例中以3根为例进行示意，但其并不构成对本发明保护范围的限制；所述抽风机4的出风口设置于气液分离器5内，所述气液分离器5的顶部安装有新风输送管6，所述新风输送管6与地上建筑的新风系统连接；
32.还包括若干冷凝水抽取支管7，所述冷凝水抽取支管7的一端伸入至对应的地能收集器2的底部，所述冷凝水抽取支管7的另一端连接至冷凝水抽取总管8，所述冷凝水抽取总管8与抽水泵9连接，同样，冷凝水抽取总管8的数量可以根据布置需要进行设置；所述抽水泵9亦设置于气液分离器5内，所述气液分离器5底部设置有排液管10，所述排液管10与所述抽水泵9连接，所述抽水泵9的出水口连接冷凝水回收管11。为了便于监测气液分离器5内冷凝水的液位并控制排放，所述气液分离器5内最好安装有液位计12，所述排液管10上安装有排液控制阀13，排液控制阀13优选采用电磁阀，当气液分离器5内液位达到设定值时，排液
控制阀13自动打开，通过排液管10及抽水泵9将气液分离器5内冷凝水排放利用，控制操作方便。另外，为方便检修和维护作业，所述气液分离器5上设置有检修门14，当然检修门周边需要进行密封处理，如压接密封条等。
33.参考图1和图6，利用地能收集器2将地下室内空气与深层土壤进行能量交换，利用上述地能收集分配系统将能量交换后的空气集中后分配输送至地上建筑的新风系统，这样在夏季可有效利用土壤能作为冷源对新风进行冷却降温，在冬季可有效利用土壤能作为热源对新风进行预热，从而可以有效减少使用空调的能源消耗，利于建筑节能。同时利用地能收集分配系统可以将空气与深层土壤进行热交换而产生的冷凝水进行回收利用，可以用于回收冲洗马桶、浇花浇菜等。
34.参考图2和图3，本实施例中，所述抽风机4和抽水泵9共用一台驱动电机15；所述驱动电机15固定安装于工位切换机构16上，所述工位切换机构16可带动所述驱动电机15在抽风工作位和抽水工作位之间切换；
35.所述驱动电机15的输出端安装有驱动齿轮18，所述抽风机4的轴上安装有抽风传动齿轮19，所述抽水泵9的轴上安装有抽水传动齿轮20；所述驱动电机15切换至抽风工作位时，所述抽风传动齿轮19与所述驱动齿轮18啮合；所述驱动电机15切换至抽水工作位时，所述抽水传动齿轮20与所述驱动齿轮18啮合。这样通过变换驱动电机15的方位，既可分别为抽风机4和抽水泵9提高驱动力，利于节约设备成本。
36.本实施例中，所述工位切换机构16为链板传送带，所述驱动电机15通过与链板适配的支座17固定安装于所述链板传送带上，需要变换驱动电机15的工作位时，启动链板传送带便可将驱动电机15移动切换至相应的工作位，操作方便、快捷。
37.为更清楚地说明本发明，参考图4和图5，示意了地能收集器的一种结构。所述地能收集器2包括下端封闭而上端开口的外套管21，所述外套管21内套设有内芯管22，所述内芯管22的管体延伸至所述外套管21的底部，所述外套管21的管体内壁与所述内芯管22的管体外壁之间形成进气室23，所述内芯管22的管腔形成出气室24，所述进气室23和出气室24的顶部相隔绝，所述进气室23和出气室24的底部相连通；所述外套管21上端的开口形成与进气室23相连通的进气口25；所述内芯管22设置有与出气室24相连通的出气口26，所述出气口26与所述地能输风支管1对应连接。
38.地能收集器结构设计巧妙，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。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，热交换效果好、效率高。空气在热交换流动过程中，首先在地能收集器2内进行一次冷凝，然后进入气液分离器5后实现二次冷凝，通过两次冷凝保证了输送至新风系统的空气湿度指标适宜性。
39.地能收集器2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。
40.综上所述，本发明利用地能收集器2将地下室内空气与深层土壤进行能量交换，利用地能分配系统将能量交换后的空气集中后分配输送至地上建筑的新风系统，这样在夏季利用可有效利用土壤能作为冷源对新风进行冷却降温，在冬季可有效利用土壤能作为热源
对新风进行预热，从而可以有效减少使用空调的能源消耗，利于建筑节能。
41.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.建筑地能收集分配系统，其特征在于，包括：若干地能输风支管，所述地能输风支管的一端与埋设于地下的地能收集器对应连接，所述地能输风支管的另一端连接至地能输风总管，所述地能输送总管与抽风机连接，所述抽风机的出风口设置于气液分离器内，所述气液分离器的顶部安装有新风输送管，所述新风输送管与地上建筑的新风系统连接；若干冷凝水抽取支管，所述冷凝水抽取支管的一端伸入至对应的地能收集器的底部，所述冷凝水抽取支管的另一端连接至冷凝水抽取总管，所述冷凝水抽取总管与抽水泵连接，所述抽水泵亦设置于气液分离器内，所述气液分离器底部设置有排液管，所述排液管与所述抽水泵连接，所述抽水泵连接冷凝水回收管。2.如权利要求1所述的建筑地能收集分配系统，其特征在于：所述抽风机和抽水泵共用一台驱动电机；所述驱动电机固定安装于工位切换机构上，所述工位切换机构可带动所述驱动电机在抽风工作位和抽水工作位之间切换；所述驱动电机的输出端安装有驱动齿轮，所述抽风机的轴上安装有抽风传动齿轮，所述抽水泵的轴上安装有抽水传动齿轮；所述驱动电机切换至抽风工作位时，所述抽风传动齿轮与所述驱动齿轮啮合；所述驱动电机切换至抽水工作位时，所述抽水传动齿轮与所述驱动齿轮啮合。3.如权利要求1所述的建筑地能收集分配系统，其特征在于：所述工位切换机构为链板传送带，所述驱动电机通过支座固定安装于所述链板传送带上。4.如权利要求1所述的建筑地能收集分配系统，其特征在于：所述气液分离器内安装有液位计，所述排液管上安装有排液控制阀。5.如权利要求1所述的建筑地能收集分配系统，其特征在于：所述气液分离器上设置有检修门。6.如权利要求1至5任一项所述的建筑地能收集分配系统，其特征在于：所述地能收集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；所述内芯管设置有与出气室相连通的出气口，所述出气口与所述地能输风支管连接。

技术总结
本发明公开了一种建筑地能收集分配系统，包括若干地能输风支管，所述地能输风支管的一端与埋设于地下的地能收集器对应连接，所述地能输风支管的另一端连接至地能输风总管，所述地能输送总管与抽风机连接；还包括若干冷凝水抽取支管，所述冷凝水抽取支管的一端伸入至对应的地能收集器的底部，所述冷凝水抽取支管的另一端连接至冷凝水抽取总管，所述冷凝水抽取总管与抽水泵连接。本发明利用地能收集器将地下室内空气与深层土壤进行能量交换，将能量交换后的空气集中后分配输送至地上建筑的新风系统，利于建筑节能。同时利用地能收集分配系统可以将空气与深层土壤进行热交换而产生的冷凝水进行回收利用，可以用于回收冲洗马桶、浇花浇菜等。浇花浇菜等。浇花浇菜等。


技术研发人员：张兆瑞 王君 闫立华 孙永超 张华远
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：2023.05.15
技术公布日：2023/7/12