地源热管自循环式建筑冷暖系统技术方案

本发明专利技术提供了一种地源热管自循环式建筑冷暖系统，解决了常规地源热泵式空调系统依赖电力压缩机驱动冷媒循环系统消耗能源过大的问题，以及排放污染环境和产生噪音的问题，技术方案是：地上热交换器为室内毛细管热交换器，地下热交换器为设置在深入地下增温层的地岩孔内的传热管，传热管形状为U型，传热管高端口设置在地岩孔恒温层，传热管底端口设置在地岩孔增温层，高端口主导流管和/或低端口主导流管设置有阀门，供暖循环管路内充有气液双态二氧化碳或制冷剂，地岩孔内充填有导热填芯层。其利用自然地层能源和换热管中的二氧化碳或制冷剂在增温层汲取的热量以热管效应原理形成自循环对室内温度进行调节，节约能源，减少环境污染。

Self-circulating Building Cooling and Heating System with Ground Source Heat Pipe

The invention provides a ground source heat pipe self-circulating building cooling and heating system, which solves the problem of excessive energy consumption of conventional ground source heat pump air conditioning system relying on refrigerant circulating system driven by electric compressor, as well as the problem of polluting environment and generating noise. The technical scheme is that the ground heat exchanger is an indoor capillary heat exchanger. Exchanger, underground heat exchanger is a heat transfer tube set in the geothermal hole in the deep underground heating layer. The shape of the heat transfer tube is U-shaped. The high end of the heat transfer tube is set in the geothermal hole thermostat. The bottom end of the heat transfer tube is set in the geothermal hole thermostat. The main flow tube at the high end and/or the main flow tube at the low end are provided with valves, and the heating circulation pipe is provided with valves. It is filled with gas-liquid dual-state carbon dioxide or refrigerant and filled with thermal conductive core layer in the geotechnical hole. It uses the natural stratum energy and the heat absorbed by carbon dioxide or refrigerant in the heat exchanger tube in the heating layer to form a self-circulation to regulate the indoor temperature based on the principle of heat pipe effect, so as to save energy and reduce environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
地源热管自循环式建筑冷暖系统
本专利技术涉及建筑室内温度调节系统，特别是一种地源热管自循环式建筑冷暖系统，适用于利用地源能量直接调节室内温度环境。
技术介绍
目前，随着人类生活水平的提高，供暖、制冷的能源消耗、温室气体排放已占世界总量的三分之一，现有地源热泵供暖供冷技术，都是采用耗电很大的压缩机压缩冷媒放热、节流后蒸发吸热的热泵系统，不仅设备成本高且供暖费用也高。常规的地源热泵供暖供系统包括地上热交换器和地下热交换器连接的供暖循环管路，供暖循环管路通过地下竖井能够伸入到地下恒温层，通过中间介质水作为热载体，在热交换器中循环流动从而实现冬天取热，进行室内供热，由于需要连接压缩机和动力装置将中间介质抽回，需要消耗大量能源，而且产生大量噪音，实际应用并不理想。本专利技术人在PCT2011/CN/078904《建筑一体空调》专利中提出的地基桩毛细管制冷剂循环技术方案，仍然要采用耗能较大的压缩机，截止目前还没有地源热管自循环式建筑冷暖专利技术，也没有通过太阳能集热板收集热量经制冷剂循环将热量存储于地下反季节使用技术，世界迫切需要一种自然能量无费用供暖、供冷、供热水及发电的环保减排技术，为人类社会带来新的进步。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地源热管自循环式建筑冷暖系统，解决了常规地源热泵式空调系统依赖电力压缩机驱动冷媒循环系统消耗能源过大的问题，以及排放污染环境和产生噪音的问题，其利用自然地层能源和换热管中的二氧化碳或制冷剂在增温层汲取的热量以热管效应原理形成自循环对室内温度进行调节，节约能源，减少环境污染。本专利技术采用的技术方案是：该地源热管自循环式建筑冷暖系统包括连接有地上热交换器和地下热交换器的供暖循环管路，其特征在于：所述地上热交换器为室内毛细管热交换器，地下热交换器为设置在深入地下增温层的地岩孔内的传热管，传热管形状为U型传热管，传热管高端口设置在地岩孔的恒温层，传热管底端口设置在地岩孔的增温层，传热管U型底部设置在地岩孔底部，传热管高端口主导流管连接室内毛细管前端口分配器，传热管低端口经带有保温套的低端口主导流管连接室内毛细管后端口分配器，高端口主导流管和/或低端口主导流管设置有阀门，所述供暖循环管路内充有气液双态二氧化碳或制冷剂，地岩孔内充填有导热填芯层；所述低端口主导流管为输气粗管，高端口主导流管为输液细管。所述供暖循环管路并联有太阳能集热板，太阳能集热板前端口通过导流支管连接高端口主导流管上段，太阳能集热板后端口通过另一导流支管连接低端口主导流管上段，太阳能集热板前端口设置有前端阀，太阳能集热板后端口设置有后端阀。所述传热管高端口主导流管设置有循环泵。所述供暖循环管路并联有太阳能集热板，太阳能集热板前端口的导流支管、高端口主导流管上段和高端口主导流管下段之间通过三通阀连接；太阳能集热板后端口的另一导流支管、低端口主导流管上段和低端口主导流管下段之间通过喷射三通阀连接；所述室内毛细管气管管路或高端口主导流管上段地上部管路串联有除湿器。所述供暖循环管路还并联有制冷循环管路，制冷循环管路包括设置在所述地岩孔恒温层段的散热管，散热管形状为带高端口和低端口的U型，散热管低端口通过低端口第一导流支管连接低端口主导流管上段，散热管高端口通过高端口第一导流支管连接高端口主导流管上段，高端口主导流管上段设置有循环泵。所述低端口主导流管上段、低端口主导流管下段和低端口第一导流支管之间通过喷射三通阀连接；高端口主导流管上段、高端口主导流管下段和高端口第一导流支管之间通过三通阀连接；所述室内毛细管气管管路或高端口主导流管上段地上部管路串联有除湿器。所述低端口主导流管上段、低端口主导流管下段和低端口第一导流支管之间通过三通阀连接；高端口主导流管下段和高端口第一导流支管分别设有阀门；所述高端口第一导流支管或低端口导流支管连接有室外集冷器，所述室内毛细管气管管路或高端口主导流管上段地上部管路串联有除湿器。所述高端口第一导流支管的阀门为向高端口主导流管上段连通的第一单向阀，高端口主导流管下段的阀门为向传热管连通的第二单向阀。所述供暖循环管路还并联有制冷循环管路，制冷循环管路包括设置在所述地岩孔恒温层段的散热管，散热管形状为带高端口和低端口的U型，散热管低端口通过低端口第一导流支管连接低端口主导流管上段，散热管高端口通过高端口第一导流支管连接高端口主导流管上段；高端口第一导流支管和高端口主导流管下段分别设有阀门；低端口主导流管上段、低端口主导流管下段和低端口第一导流支管之间通过三通阀连接；所述室内毛细管气管管路或高端口主导流管上段地上部管路串联有除湿器；在室内毛细管的两端分别设置有前端电磁阀和后端电磁阀。所述太阳能集热板上设置有可开合的遮盖帘或开合部成为集热制冷板。本专利技术具有的积极效果是：由于利用室内毛细管热交换器和U型传热管连通形成供暖循环管路，该管路内充注气液双态二氧化碳或制冷剂，传热管高端口和低端口分别设置在地岩孔的增温层和恒温层，传热管U型底部设置在地岩孔底部，使得冬季室内毛细管内放热后低温介质由于重力向下流动进入地岩孔内的U型传热管，随着逐渐向下流动，经地层的变温层、恒稳层到更深增温层，增温层温度为38℃至50℃，使介质吸收热量增温，并由低温液态转化成气态，根据热管效应原理，介质增温后体积膨胀变轻，压力增大，经传热管U型底部转弯向上回流，上升进入带保温套的低端口主导流管，再次进入室内毛细管向室内传导释放热量，往复流动循环构成自然能量室内供暖。其利用了地下岩层热储藏量大、可持续传导热能，合理的使用环保能源自然循环，降低了能耗；循环管路内不结冰，热能传导转化快；不用电力驱动循环设备，同时也免去使用地面上的压缩机系统，极大的减少了设备产生的噪音对环境的影响，达到室内零噪音，而且没有压缩机回油、液击等技术问题，设备综合成本低，施工相对简单；巧妙的利用了建筑物施工前期的打地岩孔取样和打地基钻孔形成的地岩孔，节约了施工量。特别是其传热介子为回收的二氧化碳和自然地层能源的热管效应循环对室内温度进行调节，极大的节约了能源，减少石化燃料的环境污染，人与自然和谐，市场潜力巨大，对人类可持续发展具有重要意义。附图说明以下结合附图对本专利技术作进一步描述。图1是本专利技术实施例一的结构示意图；图2是本专利技术实施例二的结构示意图；图3是本专利技术实施例三的结构示意图；图4是本专利技术实施例四的结构示意图；图5是本专利技术实施例五的结构示意图；图6是本专利技术实施例六的结构示意图。图中序号说明：1地岩孔、2低端口主导流管、2-1低端口主导流管上段、2-2低端口主导流管下段、3传热管、3-1传热管高端口、3-2传热管低端口、3-3传热管U型底部、4阀门、5保温套、6室内毛细管前端口分配器、7室内毛细管后端口分配器，8室内毛细管、9温控器、10、高端口主导流管、10-1高端口主导流管上段、10-2高端口主导流管下段、11、导热填芯层，12、太阳能集热板，12-1太阳能集热板后端阀、12-2太阳能集热板前端阀、13太阳能集热板遮盖开合部、14循环泵、15散热管、15-1散热管高端口、15-2散热管低端口、16喷射三通阀、17三通阀、18低端口第一导流支管、19高端口第一导流支管、20除湿器、21室外集冷器、22第一单向阀、23第二单向阀、24前端电磁阀、25后端电磁阀、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地源热管自循环式建筑冷暖系统，它包括连接有地上热交换器和地下热交换器的供暖循环管路，其特征在于：所述地上热交换器为室内毛细管热交换器，地下热交换器为设置在深入地下增温层的地岩孔内的传热管，传热管形状为U型传热管，传热管高端口设置在地岩孔的恒温层，传热管底端口设置在地岩孔的增温层，传热管U型底部设置在地岩孔底部，传热管高端口主导流管连接室内毛细管前端口分配器，传热管低端口经带有保温套的低端口主导流管连接室内毛细管后端口分配器，高端口主导流管和/或低端口主导流管设置有阀门，所述供暖循环管路内充有气液双态二氧化碳或制冷剂，地岩孔内充填有导热填芯层；所述低端口主导流管为输气粗管，高端口主导流管为输液细管。

【技术特征摘要】
1.一种地源热管自循环式建筑冷暖系统，它包括连接有地上热交换器和地下热交换器的供暖循环管路，其特征在于：所述地上热交换器为室内毛细管热交换器，地下热交换器为设置在深入地下增温层的地岩孔内的传热管，传热管形状为U型传热管，传热管高端口设置在地岩孔的恒温层，传热管底端口设置在地岩孔的增温层，传热管U型底部设置在地岩孔底部，传热管高端口主导流管连接室内毛细管前端口分配器，传热管低端口经带有保温套的低端口主导流管连接室内毛细管后端口分配器，高端口主导流管和/或低端口主导流管设置有阀门，所述供暖循环管路内充有气液双态二氧化碳或制冷剂，地岩孔内充填有导热填芯层；所述低端口主导流管为输气粗管，高端口主导流管为输液细管。2.根据权利要求1所述的地源热管自循环式建筑冷暖系统，其特征在于：所述供暖循环管路并联有太阳能集热板，太阳能集热板前端口通过导流支管连接高端口主导流管上段，太阳能集热板后端口通过另一导流支管连接低端口主导流管上段，太阳能集热板前端口设置有前端阀，太阳能集热板后端口设置有后端阀。3.根据权利要求2所述的地源热管自循环式建筑冷暖系统，其特征在于：所述传热管高端口主导流管设置有循环泵。4.根据权利要求1所述的地源热管自循环式建筑冷暖系统，其特征在于：所述供暖循环管路并联有太阳能集热板，太阳能集热板前端口的导流支管、高端口主导流管上段和高端口主导流管下段之间通过三通阀连接；太阳能集热板后端口的另一导流支管、低端口主导流管上段和低端口主导流管下段之间通过喷射三通阀连接；所述室内毛细管气管管路或高端口主导流管上段地上部管路串联有除湿器。5.根据权利要求1所述的地源热管自循环式建筑冷暖系统，其特征在于：所述供暖循环管路还并联有制冷循环管路，制冷循环管路包括设置在所述地岩孔恒温层段的散热管，散热管形状为带高端口和低端口的U型，散热管低端口通过低端口第一导流支管连接低端口主导流管上段，散...

【专利技术属性】
技术研发人员：奉政一，
申请(专利权)人：奉政一，
类型：发明
国别省市：辽宁,21