一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统技术方案

一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统，属于建筑技术领域。本实用新型专利技术包括换热管道、循环水泵、相变水箱和温度控制阀；其中：换热管道设置在地下人防工程的外围保护结构墙体内；温度控制阀依据其内温度传感器监测外墙温度进而控制循环水泵的开启和关闭；相变水箱中具有相变材料和流体介质，并且与所述换热管道闭环连接，循环水泵驱使其中流体介质在换热管道中形成回路以实现热量的储存和释放。在温度控制阀的控制下能够实现墙体热量收集和释放热量回到墙体内，降低建筑空间向土壤传递的热量损失，提高了能量的利用效率，同时也避免战争期间红外暴露问题和降低非战争期间空调耗能。

A heat collection system for exterior wall of underground shallow civil air defense project

【技术实现步骤摘要】
一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统
本技术属于建筑
，具体涉及一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统。
技术介绍
城市作为一个国家或者地区政治、经济、文化、交通的中心，是人口、物资的集聚地，在战争中是遭受袭击的目标。因此，城市需要防护是不争的事实。人防工程是城市防护的重要组成部分。人防工程的一般定义为：在战争期间具有能抵抗一定武器效应的杀伤破坏，能保护人民生命、财产安全的防护工程。我国非常重视防空工程建设，它不仅能提高国家整体防卫能力，提高城市抵抗自然灾害和防空抗御能力的生命线工程，同时也是城市建设的重要组成部分。人防工程与城市建设的结合，综合开发利用城市地下空间这种新型国土资源，能够发挥城市整体效益，缓解城市发展中的诸多矛盾的重要措施，同样也有利于城市的可持续发展。目前城市地下空间的开发利用规模正在不断扩大，近几十年大量兴建的地铁、地下人行街道、地下商场以及地下停车库等地下建筑，也已逐步贯彻执行“平战结合”的战略方针。地下人防工程防护要求得以落实离不开空调冷却系统，空调冷却系统的正常运行是地下空间内部良好的热环境的重要保障。实际中，地下人防工程与地面上建筑通常连为一体的，二者的承重墙体也是连为一体的。一旦战争期间，地面上建筑空调停止工作，几乎不存在产热，而随着人员及设备转移到地下部分，地下部分就会产生大量的余热，且战争一旦爆发将持续很久，这就会使得热量在混凝土中集聚。由于外墙钢筋混凝土层的传热系数较高，热量能够迅速传递到地面，从而存在红外暴露的风险。另一方面，在非战争期间，人防工程常用于商业、住宅等综合体，地面上的空调白天运行，晚上关闭。由土壤的热恢复性能可知：在白天，由于与室内的空气对流、辐射等热量交换方式，外墙墙体温度升高，接近于室内温度；在夜晚，空调不工作时，由于与周围土壤存在的温差，热量逐渐向周围岩土扩散，此时，地面上外墙的温度逐渐降低，接近于室外温度；待白天空调再次开启时，较低温度的外外墙对空调形成热负荷。为此我们考虑设计一种基于伪装及节能需求的地下浅埋人防工程外墙热量收集系统。
技术实现思路
针对现有地下人防工程存在红外暴露风险和建筑外墙热量散失导致能耗高的问题，本技术提供一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统，通过在地下人防工程外墙内设置与相变水箱闭环连接的换热管道，在温度控制阀调节下实现墙体热量收集和释放热量回到墙体内，提高了能量的利用效率，同时也避免战争期间红外暴露问题和降低非战争期间空调耗能。本技术采用的技术方案具体如下：一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统，其特征在于，包括换热管道、循环水泵、相变水箱和温度控制阀；其中：所述换热管道设置在地下人防工程的外围保护结构墙体内进行热交换；所述温度控制阀依据其内温度传感器监测外墙温度进而控制循环水泵的开启和关闭；所述相变水箱中具有相变材料和流体介质，所述相变水箱与所述换热管道闭环连接，循环水泵驱使所述流体介质在换热管道中形成回路以实现热量的储存和释放。进一步地，当温度控制阀监测墙体温度高于人防工程内临界温度时，开启循环水泵，在循环水泵作用下，流体介质通过换热管道将外墙内蓄存的热量送至相变水箱中储存；当温度控制阀监测墙体温度低于人防工程内临界温度时，开启循环水泵，在循环水泵的作用下，所述相变水箱释放热量至流体介质中，流体介质通过换热管道将相变水箱储存的能量送至外墙内进行热交换。进一步地，所述人防工程外围保护结构自墙体内壁面至土壤依次包括：表面涂层、保温层、防水层、钢筋混凝土层、防水砖层和土壤，作为优选方式，所述换热管道铺设在钢筋混凝土层中。进一步地，所述换热管道铺设自地下空间的地面层延伸至地下空间的天花板层，以减少向地上墙体传递热量。进一步地，所述换热管道为毛细盘管。进一步地，所述相变水箱中流体介质为水，相变材料可以是固液相变材料。进一步地，所述相变水箱的结构形式可以是板式，也可以是圆柱式。进一步地，所述换热管道的管材为耐热耐腐蚀材料，作为一种具体实施方式，所述耐热耐腐蚀材料为聚乙烯。本技术的有益效果是：提供一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统，通过在地下人防工程外围防护结构的钢筋混凝土层内设置与相变水箱闭环连接的换热管道，并利用温度控制阀监测墙体温度进而控制循环水泵的开启和关闭，在白天地下空调系统运行过程中，流体介质收集墙体内蓄存的热量并储存在相变水箱中，有利于辅助空调系统降温，同时在战争期间能够防止红外暴露；另外，在次日空调开始运行时，相变水箱释放能量回到墙体内部，这样减轻空调预热的热负荷，有利于降低空调预热产生的能耗。附图说明图1为本技术实施例所提供的地下浅埋人防工程外墙热量收集系统的结构示意图。图2为浅埋人防工程外墙墙体内换热管道的截面示意图，A-A为相邻埋管截面俯视图。图中，1为相变水箱,2为循环水泵，3为温度控制阀，4为毛细盘管，5为外墙涂层，6为保温层，7为防水层，8为钢筋混凝土层。具体实施方式为了使得所属领域技术人员能够更加清楚本技术方案及原理，下面结合附图和具体实施例进行详细描述。本技术的内容不局限于任何具体实施例，也不代表是最佳实施例，本领域技术人员所熟知的一般替代也涵盖在本技术的保护范围内。如图1所示，自墙体内壁面至土壤深处依次是：表面涂层、保温层、防水层，钢筋混凝土层，防水砖层和土壤层；本实施例将毛细盘管4敷设于浅埋地下防护工程外墙的钢筋混凝土层内，用于收集由室内向围护结构传递的热量；毛细盘管4的敷设方式具体如右上角放大图所示，图中毛细盘管4为螺旋状盘管，相邻换管道内换热介质的流向相反，有利于换热。毛细盘管4与钢筋混凝土层进行热量交换，由于土壤初始温度一般低于人防工程内设定温度，本系统通过循环水泵2的作用下将收集的热量转移到与毛细盘管4闭环连接的相变水箱1中进行储存，减少外墙与周围土壤的温差，进而降低建筑空间向土壤传递的热量损失，并且达到降温的目的；当墙体温度低于人防工程内设定温度时，释放相变水箱1的热量能够为空调分担一部分热负荷；所述循环水泵2的启停通过温度控制阀3感应毛细盘管4内水温来进行控制。实施例：下面结合实施例具体阐明本系统工作情况：运行模式一：战时工况温度检测器设置在接近地表的外墙内，用于检测墙体内部温度，当地表下钢筋混凝土层的温度与地表气温相差小于大于2℃时，在温度控制阀3的作用下开启循环水泵2，此时，毛细盘管4内水作为流体介质收集混凝土层内部的热量，循环流动的水温高于相变材料1的融点温度，相变材料融化并吸热，实现将热量储存于相变水箱1中。在实现白天辅助降温的同时也降低了战时红外暴露的风险。运行模式2：非战时工况(商业、办公等用途)地下工程白天空调运行，墙体温度升高，当温度监测器监测到墙体温度达到热舒适温度时，在温度控制阀3的作用下循环水泵2开启，通过敷设在混凝土层内部的毛细盘管吸收墙体内部热量，将热量转移到相变水箱1中，辅助空调系统实现降温目的，并且减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统，其特征在于，包括换热管道、循环水泵、相变水箱和温度控制阀；/n所述换热管道设置在地下人防工程的外围保护结构墙体内进行热交换；/n所述温度控制阀依据其内温度传感器监测外墙温度进而控制循环水泵的开启和关闭；/n所述相变水箱中具有相变材料和流体介质，所述相变水箱与所述换热管道闭环连接，循环水泵驱使所述流体介质在换热管道中形成回路以实现热量的储存和释放。/n

【技术特征摘要】
1.一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统，其特征在于，包括换热管道、循环水泵、相变水箱和温度控制阀；
所述换热管道设置在地下人防工程的外围保护结构墙体内进行热交换；
所述温度控制阀依据其内温度传感器监测外墙温度进而控制循环水泵的开启和关闭；
所述相变水箱中具有相变材料和流体介质，所述相变水箱与所述换热管道闭环连接，循环水泵驱使所述流体介质在换热管道中形成回路以实现热量的储存和释放。


2.根据权利要求1所述的一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统，其特征在于，当温度控制阀监测墙体温度高于人防工程内临界温度时，开启循环水泵，在循环水泵作用下，流体介质通过换热管道将外墙内蓄存的热量送至相变水箱中储存；当温度控制阀监测墙体温度低于人防工程内临界温度时，开启循环水泵，在循环水泵的作用下，流体介质通过换热管道将相变水箱储存的能量送至外墙内进行热交换。


3.根据权利要求1所述的一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统，其特征在于，所述人防工程外围保护结构自墙体内壁面至土壤依次包括：表面涂层、保温层、防水层、钢筋混凝土层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁艳平，曾超，曹晓玲，余南阳，向波，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川;51