土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统及其施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统，包括沿窑洞的窑腿倾斜设置的新风管，新风管埋设于土壤内且其坡度小于等于20%；新风管上串联连接有土壤源换热装置，新风管并排设有三排，各新风管底部通过横向连接管相互连通，横向连接管连接有U形冷凝水管；横向连接管连接有送风装置；窑洞室的顶壁设有拔气装置，拔气管的底部设有风量调节装置。本发明专利技术还公开了上述被动式通风除湿系统的施工方法。本发明专利技术在为窑洞内部降温或升温的同时，无须能源，无须使用制冷剂，不会造成环境污染，并且可以改善窑洞内部空气的新鲜程度，防止因传统空调“室内循环”的方式造成的“空调病”，并且施工后不会破坏传统窑洞民居既有外观的完整性和原生性。

The soil source basal caves passive ventilation dehumidification system and construction method thereof

The invention discloses a soil source basal caves passive ventilation and dehumidification system, including along the cave kiln leg inclined fresh air pipe, fresh air pipe buried in the soil and the slope is less than or equal to 20%; fresh air pipe is connected in series with the soil source heat exchanger, a fresh air pipe is provided with three rows of side by side, the fresh air pipe through the bottom of the transverse connecting pipe communicated with each other, the transverse connecting pipe is connected with a U shaped condensate pipe connected with a connecting pipe; lateral blowing device; top wall of a kiln cavern gas drawing device, tracheal air adjusting device is arranged at the bottom. The invention also discloses the construction method of the passive ventilation dehumidification system. The invention does not need energy in cooling and heating inside the cave, at the same time, without the use of refrigerant, will not cause environmental pollution, fresh degree and can improve the air inside the cave, to avoid the traditional air conditioning \indoor cycle\ caused by the way of \air conditioning disease\, and the integrity of the original and the construction will not be destroyed by traditional cave dwellings both the appearance of the.

【技术实现步骤摘要】
土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统及其施工方法
本专利技术涉及空气调节
，尤其涉及生土窑洞的温湿度调节结构。
技术介绍
传统生土窑洞具有冬暖夏凉的建筑特点，属于天然的生态住宅。然而，由于其室内通风效果差，经常出现室内霉潮、结露等现象，严重影响窑洞住宅的居住品质。公知的传统生土窑洞的通风改良技术主要有两种：1）一种是使用分体式空调，其工作原理主要是压缩机吸入低压的气态制冷剂，被压缩成高温高压的气体；而后高温高压的气态制冷剂流到室外的冷凝器，在向室外散热过程中，逐渐冷凝成高温高压液体；接着，通过节流装置降压（同时也降温）又变成低温低压的气液混合物。气液混合的制冷剂进入室内的蒸发器，通过吸收室内空气中的热量而不断汽化，起到降温的作用。但是，分体式空调需要使用大量能源，造价较高，且室外机组与室内机组的连接和设置破坏了传统民居既有的外观形态的原生性和完整性，并且因为没有室外新风送入室内，长期在封闭环境中使用空调，容易造成“空调病”。2）另外一种是使用“风帽”通风装置，其工作原理主要是通过在窑顶安装“风帽”，在风帽靠近窑洞室内处设置管道风机，配合窑洞门窗的开启，通过室内风压通风和拔风透气的效果，从而达到窑洞室内风环境改良的效果。但是，风帽与窑洞门窗开启形成对流在有效改善了窑洞室内风环境的同时，却造成了窑洞室内热损耗，改变了窑洞“冬暖夏凉”的优良热工特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既能够保持窑洞冬暖夏凉的优良特性，又能够持续向窑洞内送入新风、改善窑洞内部的空气环境，并且无须使用制冷剂、无须使用能源的土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统。为实现上述目的，本专利技术的土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统包括沿窑洞的窑腿倾斜设置的新风管，新风管埋设于土壤内且其坡度小于等于20%；新风管上串联连接有土壤源换热装置，土壤源换热装置包括上集气箱和下集气箱，上集气箱的下表面中心与下集气箱的上表面中心通过连接柱相连接；上集气箱与下集气箱之间通过若干导气管相连通，各导气管以连接柱为中心均匀分布；所述上集气箱与下集气箱之间间隔设有多个传热板，传热板与导气管相垂直；传热板上均匀分布有多个形状不规则的传热孔；所述连接柱和各导气管均穿过传热板并与传热板固定连接；以所述土壤源换热装置为界限，土壤源换热装置上方的新风管为上游新风管，土壤源换热装置下方的新风管为下游新风管；所述新风管并排设有三排，各上游新风管的顶端均设有进风口，进风口伸出窑顶，各上游新风管的底端均与上集气箱相连接；各下游新风管的上端均与下集气箱相连接，各下游新风管的底部通过横向连接管相互连通，横向连接管向下连接有U形冷凝水管，U形冷凝水管的另一端开口在窑洞室外；横向连接管向上连接有送风装置；送风装置包括底端与横向连接管相连通的立管，立管顶部伸入窑洞室内并连接有弯头，弯头连接有水平设置的出风口，出风口和所述进风口处均设置有防尘滤网；窑洞室的顶壁设有若干拔气装置，拔气装置包括拔气管，拔气管的下端位于窑洞室内且其上端向上突出窑顶；拔气管顶部开口处罩设有风帽，风帽通过连接杆连接在拔气管上；所述拔气管的底部设有风量调节装置；所述出风口和所述拔气装置位于窑洞室内的相对两侧。所述U形冷凝水管正上方的横向连接管的顶部设置有挡水凸起，挡水凸起呈上大下小的锥形，且挡水凸起的尖端向下正对所述U形冷凝水管的开口。立管中部设有管道风机。所述风量调节装置包括上孔板和下孔板，上孔板的外圆设有外螺纹，上孔板的上半部分伸入拔气管底端并与拔气管螺纹连接；上孔板的下表面与下孔板的上表面相贴合；下孔板的外圆向上凸起设有环形的转动连接部，转动连接部的内径与上孔板的外径相同，转动连接部上设有环形的滑槽，上孔板固定连接有滑环，滑环卡入所述环形的滑槽；上孔板和下孔板于对应位置处开设有若干拔气孔，在圆周方向上相邻的两个拔气孔的间距大于拔气孔的直径。本专利技术的目的还在于提供一种上述土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统的施工方法。为实现上述目的，本专利技术的土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统的施工方法按以下步骤进行：第一步骤是沿窑洞的窑顶和窑腿开挖基坑，第二步骤是在基坑内铺设三根并排间隔设置的上游新风管、三根并排间隔设置的下游新风管和土壤源换热装置，并将上集气箱与各上游新风管相连接，将下集气箱与各下游新风管相连接；第二步骤是使用横向连接管连接各下游新风管的底部，并在横管上连接送风装置和U形冷凝水管，在U形冷凝水管正上方的横向连接管的顶部设置挡水凸起，使挡水凸起的尖端向下正对U形冷凝水管的开口处；还包括有与上述第一步骤和第二步骤不分先后顺序的第三步骤；第三步骤是先在窑洞室内顶壁上穿设垂直设置的三根拔气管，然后在各拔气管的底部螺纹连接风量调节装置，具体是将上孔板螺纹连接在拔气管底部；同时在各拔气管的顶部通过连接杆安装用于遮挡拔气管顶部开口的风帽。本专利技术能够利用窑洞窑顶覆土层和窑腿处的土壤所含冷量或热量，无须使用制冷剂即可达到调节窑洞室内温度的目的，不会因使用制冷剂而对环境造成影响（如Ｒ22大量使用会破坏臭氧层）。本专利技术中，换气通风主要靠拔气装置来实现，利用风压进行自动通风，因此无须能源即可自动通风，十分节能。本专利技术通过风量调节装置能够较为精确地调节拔气通风量，达到最佳的被动式通风效果，在需要短时间内大量换气的时候，又可以开启管道风机来进行强制通风，使用方式十分灵活，能够满足窑洞生活的各类空气调节的需要。U形冷凝水管的位置较低，该处空气没有地表处的空气新鲜，且如果从该处抽入空气，则气流不会经过土壤源换热装置和较长的新风管，这样就起不到地源换热的作用，不能改善窑洞室内的温度条件。U形冷凝水管的设置，既能够排出冷凝水，又利用U形冷凝水管所形成的水封，防止U形冷凝水管处的空气被抽入窑洞室内。U形冷凝水管能够排出冷凝水，从而起到除湿的作用。总之，U形冷凝水同时具有除湿、防止空气由该处抽入并消除调温效果的作用，对于确保本通风除湿系统的正常运行具有重要意义。挡水凸起能够使沿下游新风管的管壁流动的分散的冷凝水汇集到一起，并滴入U形冷凝水管，从而增强本专利技术的除湿效果。当新鲜空气经上游新风管到达土壤源换热装置后，空气经上集气箱进入各导气管，导气管相连接的传热板起到传热翅片的作用，使导气管内的气流中的热量（或冷量）能够更快地散发到土壤中去，表现为导气管中的空气更为迅速地吸收土壤中的冷量（或热量）。传热孔为不规则形状，相较圆形孔或方形孔或椭圆孔，在面积相同的情形下其边长更长，从而增大传热板与土壤的接触面积，加快传热速度。本专利技术中土壤源换热装置加新风管的地源换热结构，具有较高的地源换热效率，能够更迅速地利用地源冷量（热量）降低（升高）送风温度，更充分地利用地源冷量（热量）。本专利技术中的施工方法步骤简单，施工速度较快，并且不会破坏传统窑洞民居既有外观形态的完整性和原生性。本专利技术在为窑洞内部降温（夏季）或升温（冬季）的同时，无须能源，无须使用制冷剂，不会造成环境污染，并且可以改善窑洞内部空气的新鲜程度，防止因传统空调“室内循环”的制冷制热方式造成的“空调病”，适于对现有窑洞进行改造，具有良好的推广应用价值。附图说明图1是本专利技术的结构示意图图2是风量调节装置的结构示意图；图3是图2的俯视图；图4是土壤源换热装置与新风管的连接结构示意图；图5是图4中土壤源换热装本文档来自技高网...

【技术保护点】
土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统，其特征在于： 包括沿窑洞的窑腿倾斜设置的新风管，新风管埋设于土壤内且其坡度小于等于20%；新风管上串联连接有土壤源换热装置，土壤源换热装置包括上集气箱和下集气箱，上集气箱的下表面中心与下集气箱的上表面中心通过连接柱相连接；上集气箱与下集气箱之间通过若干导气管相连通，各导气管以连接柱为中心均匀分布；所述上集气箱与下集气箱之间间隔设有多个传热板，传热板与导气管相垂直；传热板上均匀分布有多个形状不规则的传热孔；所述连接柱和各导气管均穿过传热板并与传热板固定连接；以所述土壤源换热装置为界限，土壤源换热装置上方的新风管为上游新风管，土壤源换热装置下方的新风管为下游新风管；所述新风管并排设有三排，各上游新风管的顶端均设有进风口，进风口伸出窑顶，各上游新风管的底端均与上集气箱相连接；各下游新风管的上端均与下集气箱相连接，各下游新风管的底部通过横向连接管相互连通，横向连接管向下连接有U形冷凝水管， U形冷凝水管的另一端开口在窑洞室外；横向连接管向上连接有送风装置；送风装置包括底端与横向连接管相连通的立管，立管顶部伸入窑洞室内并连接有弯头，弯头连接有水平设置的出风口，出风口和所述进风口处均设置有防尘滤网；窑洞室的顶壁设有若干拔气装置，拔气装置包括拔气管，拔气管的下端位于窑洞室内且其上端向上突出窑顶；拔气管顶部开口处罩设有风帽，风帽通过连接杆连接在拔气管上；所述拔气管的底部设有风量调节装置；所述出风口和所述拔气装置位于窑洞室内的相对两侧。...

【技术特征摘要】
1.土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统，其特征在于：包括沿窑洞的窑腿倾斜设置的新风管，新风管埋设于土壤内且其坡度小于等于20%；新风管上串联连接有土壤源换热装置，土壤源换热装置包括上集气箱和下集气箱，上集气箱的下表面中心与下集气箱的上表面中心通过连接柱相连接；上集气箱与下集气箱之间通过若干导气管相连通，各导气管以连接柱为中心均匀分布；所述上集气箱与下集气箱之间间隔设有多个传热板，传热板与导气管相垂直；传热板上均匀分布有多个形状不规则的传热孔；所述连接柱和各导气管均穿过传热板并与传热板固定连接；以所述土壤源换热装置为界限，土壤源换热装置上方的新风管为上游新风管，土壤源换热装置下方的新风管为下游新风管；所述新风管并排设有三排，各上游新风管的顶端均设有进风口，进风口伸出窑顶，各上游新风管的底端均与上集气箱相连接；各下游新风管的上端均与下集气箱相连接，各下游新风管的底部通过横向连接管相互连通，横向连接管向下连接有U形冷凝水管，U形冷凝水管的另一端开口在窑洞室外；横向连接管向上连接有送风装置；送风装置包括底端与横向连接管相连通的立管，立管顶部伸入窑洞室内并连接有弯头，弯头连接有水平设置的出风口，出风口和所述进风口处均设置有防尘滤网；窑洞室的顶壁设有若干拔气装置，拔气装置包括拔气管，拔气管的下端位于窑洞室内且其上端向上突出窑顶；拔气管顶部开口处罩设有风帽，风帽通过连接杆连接在拔气管上；所述拔气管的底部设有风量调节装置；所述出风口和所述拔气装置位于窑洞室内的相对两侧。2.根据权利要求1所述的土壤源基生土窑洞被动式通风除湿系统，其特征在于：所述U形冷凝水管正上方的横向连接管的顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓林，吕红医，李建东，唐丽，刘哲，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41