地热能利用结构制造技术

本发明专利技术提供了一种地热能利用结构，它能够有效地利用地下恒温层中的热能，同时使用辅助性加热器与空调器，以及其他天然能源，诸如太阳热量或太阳光、风力及水力，以防止石油、天然气以及煤之类有限的古生物沉积型能源枯竭。在这一结构中，由许多绝热板（１）彼此连接构成、并且自地面（４）延伸至地下恒温层（２１）的绝热墙（Ａ）被埋设在地下，并围绕建筑物（２２）于建筑物基础（５）的地上显露部分与地下掩埋部分。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种地热能利用结构，它利用地热能使建筑物等内部变凉与变暖。
技术介绍
在诸多利用地热能的相关技术中，可见及使用空气或水作为导热介质的热交换导管或管子自地基、埋设于地下的管子等延伸进建筑物，使得在地下变暖或变凉的导热介质得以在建筑物内循环，以作空气调节之用，或者通过由热交换带动的设备提取动力。另一种情况则是利用地下恒温层(亦即终年恒温的、一定深度处的地下部分)的低温，通过在深达地下恒温层的地窖内储存食品、在洞穴内储存物品以及在地下掩埋物品等而利用地热能。距地面恒定深度处的地下，其温度的变化主要由太阳的热辐射引起。较之前述恒定深度处更深的地下为地下恒温层，此处温度几乎四季不变，而且地层越深地热越高。距地面恒定深度处，即地下恒温层，其夏季温度低于地面，而在冬季则高于地面。这种地下恒温层的热能若引入建筑物内，夏季可供冷却之用，冬季可作供暖之需。而且，上述地下恒温层的热能实际为用之不竭的天然能量，其优于其他天然能源(诸如太阳热量或太阳光、风力或水力)之处在于稳定且便于使用(由于它就在建筑物下面，可很容易地引入热能)。上述实例表明了利用地热能的优点，但并不能说地热能已被充分利用。因此，有必要研究一种装置，以便有效地利用地下恒温层中的热能，同时使用辅助性装置，诸如加热器或空调器，或者同时使用其他天然能源，诸如太阳热量、太阳光、风力或水力，以防止石油、天然气以及煤之类有限的古生物沉积型能源枯竭。
技术实现思路
经研究，现开发出一种地热能利用结构。该结构包括自地面延伸至地下恒温层，并且埋设在地下同时又包围建筑物的一绝热墙。特别是，该绝热墙埋设成自建筑物的外墙起一体且连续地延伸，以包围建筑物基础。在此情形下，(a)该绝热墙可埋设成紧密接触建筑物基础的地上显露部分以及地下掩埋部分二者的外侧面，或者(b)该绝热墙可埋设在与建筑物基础的地上显露部分的外侧面或者地下掩埋部分的外侧面相间隔之处。如果绝热墙埋设在与建筑物基础的地上显露部分的外侧面相间隔处，在绝热墙突出地面的上部与建筑物基础之间即形成一封闭间隙。因此，可取的是，将内通风机安装在该地上显露部分上或者建筑物的墙体上，使上述封闭间隙与建筑物内部相连通，而外通风机则安装在绝热墙上，使该封闭间隙与该结构的外部相连通。例如，各内外通风机可设有通风扇，或者亦可以安置热交换导管，以使内外通风机之间连通。在本专利技术中，按照地层纵深方向的温度分布状况，建筑物在其四周围绕有绝热墙，而且绝热墙埋设成深达温度波动稳定的地下恒温层，使建筑物内部与建筑物下方地层之间的热交换范围限制在建筑物正下方的区域内，从而对不然会引起建筑物内温度变化的无效热交换加以抑制。在夏季，因太阳照射建筑物周围的地表，特别是建筑物周围的地面而产生的热能，会通过地下而由建筑物基础传入建筑物内，绝热墙可阻绝这种热交换，使建筑物正下方的地下温度始终保持低于建筑物的温度，从而增加建筑物内部的凉意。另一方面，在冬季，绝热墙可防止热能经建筑物基础而散发进建筑物周围的地层，从而可增加建筑物内部的暖意。表1显示日本各地区在一月(冬季)和六月(夏季)，从地面(0.0米深)至地下恒温层(3.0米深)范围内的的温度分布状况。图53显示广岛冬季的地下温度分布状况，而图54显示广岛夏季的地下温度分布状况。广岛冬季一月份的平均温度(列于表1的粗线框内)可见于表1与图53地面39为5.0℃；1米深地层40为7.4℃；2米深地层41为13.9℃；而3米深地层(＝地下恒温层)42为16.0℃，较地面39的温度高11.0℃。然而，与室外空气进行积极热交换的地板下方区域47为2.3℃，低于地面温度。广岛夏季六月份的平均温度(列于表1的粗线框内)可见于表1与图54地面43为29.6℃；1米深地层44为25.4℃；2米深地层45为19.5℃；而3米深地层(＝地下恒温层)46为17.3℃，较地面39的温度低12.3℃。在夏季，与室外空气进行积极热交换的地板下方区域49为24.3℃，虽受荫蔽，但来自地面43的热辐射依然使之颇高。表1地面与地下温度(℃)的分布状况统计年份(1886-1945) 数据中央气象观察台编制，1950年5月由表1可明显看出，在所有各地区，2至3米深附近的地下温度于冬、夏两季大抵相等。尽管随土壤类型及周围环境而不同，但2至3米深处的地层可视为地下恒温层。换言之，较浅的地表以及地面会受周围地下温度变化的影响，特别是受地面热交换的影响，盖因地面受外界空气的影响。因此，建筑物正下方的地面由于未曝露于阳光，上述的地面热交换得以幸免，使地下恒温层上方的地层中，即地面至地下恒温层的地层中的温度变化得以抑制。本专利技术所应用于的建筑物(1)可以建造成使得该建筑物的底面在绝热墙所包围的区域内直接接触地面；(2)可以在绝热墙所包围的区域内，于建筑物底面与地面之间以碎石填实；(3)可以建造成使得局部地或全面地自建筑物底面伸出的席形基础在绝热墙所包围的区域内直接接触地面；(4)可以在绝热墙所包围的区域内，于局部地或全面地自建筑物底面伸出的席形基础与地面之间以碎石填实。如此，本专利技术对建筑物内部与建筑物周围地面之间的热交换的阻断作用可凭藉围绕建筑物的绝热墙来实现，故本专利技术可应用于任何类型的建筑物基础部分。体现本专利技术特征的绝热墙，是基于(A)该绝热墙由合成树脂制成的绝热板构成。特别是，该绝热墙是通过将数块绝热板彼此胶合而成，而且各绝热板在彼此胶合的一侧相邻边缘具有凸榫，而在另侧相邻边缘具有企口。这些由合成树脂制成的绝热板可具有湿气透孔，用以使绝热墙的内外两侧相连通。总体而言，绝热板在透气性或湿气渗透性方面不佳，若建筑物为绝热板所围，建筑物正下方的排水状况可能恶化。因此，建议绝热板上开设湿气透孔。此外，(B)绝热墙亦可以通过将合成树脂或金属制成的空心管连接成彼此紧密接触状而构成。这些由合成树脂或金属制成的空心管亦可以具有湿气透孔，用以使绝热墙的内外两侧相连通。倘若绝热墙是通过将许多管子沿建筑物的内外方向排放而构成的，各管子无需开设呈直线状连通的湿气透孔。纵使各管子的湿气透孔呈交错排列，绝热墙亦足可展现出整体的透气性或湿气渗透性。本专利技术的最佳实施方式本专利技术将结合附图所示的诸实施例加以详细说明。附图说明图1为立体图，显示本专利技术中所使用的绝热板；图2为立体图，显示另一例绝热板；图3为剖视图，显示绝热墙是通过埋设绝热板而构成的状况；图4为俯视图，显示绝热墙是通过埋设绝热板而构成的状况；图5为立体图，显示另一例绝热板；图6为立体图，显示另一例绝热板；图7为剖视图，显示绝热墙是通过埋设另一例绝热板而构成的状况；图8为俯视图，显示绝热墙是通过埋设另一例绝热板而构成的状况；图9为立体图，显示另一例绝热板；图10为立体图，显示另一例绝热板；图11为剖视图，显示绝热墙是通过埋设另一例绝热板而构成的状况；图12为俯视图，显示绝热墙是通过埋设另一例绝热板而构成的状况；图13为剖视图，显示绝热墙构筑成紧密接触建筑物基础的状况；图14为剖视图，显示绝热墙构筑在与建筑物基础相间隔处的状况；图15为剖视图，显示绝热墙构筑成紧密接触另一例建筑物基础的状况；图16为剖视图，显示绝热墙构筑在与另一例建筑物基础相间隔处的状况；图17为剖视图，显示绝热墙构筑成紧密接触另一例建筑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地热能利用结构，包括自地面延伸至地下的绝热墙，所述绝热墙埋设在地中并同时包围建筑物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：久下本健二，
申请(专利权)人：久下本健二，
类型：发明
国别省市：JP[日本]