一种提高土壤蓄热体传热效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高土壤蓄热体传热效率的方法，包括以下步骤：将地面热空气引入到保温层以下的传热通道中；热空气与传热通道、进行显热交换；显热交换一段时间后，显热交换、潜热交换同时存在进行换热；随着潜热交换进行，增大土壤传热系数；控制传热通道中水膜的出现；在温度差的影响下，进行传热换热；在湿度差的影响下，进行传质换热。本发明专利技术采用传热通道结构控制法抑制水膜的出现，使土壤吸收空气热量的同时也吸收了水分，进而土壤蓄热体内部既有显热交换又有潜热交换，传热传质过程同时进行，增大土壤传热系数，强化传热，提高土壤传热效率。本发明专利技术在温度梯度和含水率梯度两个驱动力的共同作用下进行传热，提高土壤传热效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高土壤蓄热体传热效率的方法


[0001]本专利技术属于土壤储热
，具体涉及一种提高土壤蓄热体传热效率的方法。

技术介绍

[0002]土壤蓄热作为一种技术较为成熟的显热蓄热方式，具有造价低、蓄热介质来源广、不占用地面面积等优点。空气—土壤换热系统既可以实现夏季供冷又可以实现冬季供热，节能环保，发展前景广阔。
[0003]风道作为土壤蓄热体能量传递的载体对空气—土壤换热系统的传热效率有较大影响，不同的风道材质对应不同的传热性能。传统的风道选用PE管、镀锌钢管等密闭性材料，传统的风道具有以下缺点：
[0004]其一、当管壁温度低于管内空气露点温度时，将会在管壁内产生冷凝水，若不能及时将冷凝水集中排出，长期运行将会对管内空气的质量造成一定影响。
[0005]其二、忽略了湿空气中的水蒸汽对土壤含水率的影响，土壤含水率越高，导热系数越大，换热效果越好。
[0006]基于上述，研发一种使土壤通过传热传质的方式，增大土壤传热系数，强化传热，提高土壤传热效率，增加土壤传热量的方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种提高土壤蓄热体传热效率的方法。
[0008]本专利技术的技术方案是：一种提高土壤蓄热体传热效率的方法，包括以下步骤：
[0009]A.将地面热空气引入到保温层以下的传热通道中；
[0010]B.热空气与传热通道、进行显热交换；
[0011]C.显热交换一段时间后，显热交换、潜热交换同时存在进行换热；
[0012]D.随着潜热交换进行，增大土壤传热系数；
[0013]E.控制传热通道中水膜的出现；
[0014]F.在温度差的影响下，进行传热换热；
[0015]G.在湿度差的影响下，进行传质换热。
[0016]更进一步的，步骤A将地面热空气引入到保温层以下的传热通道中，具体过程如下：
[0017]首先，打开传热通道与风机之间的控制阀门；
[0018]然后，启动风机，风机将地表上热空气通过风管引入到传热通道中，热空气通过传热通道为土壤进行蓄热。
[0019]更进一步的，步骤B热空气与传热通道、进行显热交换，具体过程如下：
[0020]首先，温度较高的热空气直接与传热通道进行热交换；
[0021]然后，随着热交换的进行，热空气的温度随着在传热通道的通过，温度逐渐降低；
[0022]最后，低温热空气从排出管道排出，排送到地表以上。
[0023]更进一步的，步骤C显热交换一段时间后，显热交换、潜热交换同时存在进行换热，具体过程如下：
[0024]首先，在热交换过程中，土壤壁面温度会低于空气露点温度；
[0025]然后，热空气中的水蒸汽出现凝结，以凝结水的形式从空气中分离出来；
[0026]最后，土壤吸收凝结水同时进行显热交换、潜热交换。
[0027]更进一步的，步骤D随着潜热交换进行，增大土壤传热系数，具体过程如下：
[0028]首先，随着土壤对凝结水的吸收，土壤的含水率增大；
[0029]然后，由于土壤的含水率与土壤的传热系数呈正比，土壤的传热系数随之增大；
[0030]最后，增大的土壤的传热系数正向促进传热进行。
[0031]更进一步的，步骤E控制传热通道中水膜的出现中，水膜的出现是由于随着传热的进行，冷凝水增加而导致传热通道中产生水膜。
[0032]更进一步的，步骤E控制传热通道中水膜的出现，采用空气流速控制法和传热通道结构控制法。
[0033]采用空气流速控制法控制传热通道中水膜的出现，具体过程如下：
[0034]首先，检测传热通道进入侧和排出侧的湿度差，判断通道中是否有水膜出现；
[0035]然后，增大风机的进风量以及控制阀门的开合量，通过流动空气控制水膜的出现。
[0036]更进一步的，采用传热通道结构控制法控制传热通道中水膜的出现，具体过程如下：
[0037]首先，传热通道的通道顶部采用顶部透水砖组成，顶部透水砖中形成顶部透水孔；
[0038]然后，传热通道的通道顶部采用底部透水砖组成，底部透水砖中形成底部透水孔；
[0039]再后，传热通道的侧壁采用侧砖组成，侧砖之间形成镂空侧孔；
[0040]最后，顶部透水孔、底部透水孔、镂空侧孔避免凝结水成片聚集，减小空气与土壤间的传热热阻。
[0041]本专利技术的有益效果如下：
[0042]本专利技术采用传热通道结构控制法抑制水膜的出现，空气中的水蒸汽凝结，从空气中分离出来，使土壤吸收空气热量的同时也吸收了水分，进而土壤蓄热体内部既有显热交换又有潜热交换，传热传质过程同时进行，增大土壤传热系数，强化传热，提高土壤传热效率。
[0043]本专利技术中提高土壤含水率，增大土壤传热系数，强化传热，在温度梯度和含水率梯度两个驱动力的共同作用下，提高土壤传热效率。
附图说明
[0044]图1是本专利技术的整体结构示意图；
[0045]其中：
[0046]1侧砖
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2镂空侧孔
[0047]3顶部透水砖
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4顶部透水孔
[0048]5底部透水砖
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6底部透水孔
[0049]7传热通道。
具体实施方式
[0050]以下，参照附图和实施例对本专利技术进行详细说明：
[0051]如图1所示，一种提高土壤蓄热体传热效率的方法，包括以下步骤：
[0052]A.将地面热空气引入到保温层以下的传热通道中；
[0053]B.热空气与传热通道、进行显热交换；
[0054]C.显热交换一段时间后，显热交换、潜热交换同时存在进行换热；
[0055]D.随着潜热交换进行，增大土壤传热系数；
[0056]E.控制传热通道中水膜的出现；
[0057]F.在温度差的影响下，进行传热换热；
[0058]G.在湿度差的影响下，进行传质换热。
[0059]步骤A将地面热空气引入到保温层以下的传热通道中，具体过程如下：
[0060]首先，打开传热通道与风机之间的控制阀门；
[0061]然后，启动风机，风机将地表上热空气通过风管引入到传热通道中，热空气通过传热通道为土壤进行蓄热。
[0062]步骤B热空气与传热通道、进行显热交换，具体过程如下：
[0063]首先，温度较高的热空气直接与传热通道进行热交换；
[0064]然后，随着热交换的进行，热空气的温度随着在传热通道的通过，温度逐渐降低；
[0065]最后，低温热空气从排出管道排出，排送到地表以上。
[0066]步骤C显热交换一段时间后，显热交换、潜热交换同时存在进行换热，具体过程如下：
[0067]首先，在热交换过程中，土壤壁面温度会低于空气露点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高土壤蓄热体传热效率的方法，其特征在于：包括以下步骤：（A）将地面热空气引入到保温层以下的传热通道中；（B）热空气与传热通道、进行显热交换；（C）显热交换一段时间后，显热交换、潜热交换同时存在进行换热；（D）随着潜热交换进行，增大土壤传热系数；（E）控制传热通道中水膜的出现；（F）在温度差的影响下，进行传热换热；（G）在湿度差的影响下，进行传质换热。2.根据权利要求1所述的一种提高土壤蓄热体传热效率的方法，其特征在于：步骤（A）将地面热空气引入到保温层以下的传热通道中，具体过程如下：首先，打开传热通道与风机之间的控制阀门；然后，启动风机，风机将地表上热空气通过风管引入到传热通道中，热空气通过传热通道为土壤进行蓄热。3.根据权利要求1所述的一种提高土壤蓄热体传热效率的方法，其特征在于：步骤（B）热空气与传热通道、进行显热交换，具体过程如下：首先，温度较高的热空气直接与传热通道进行热交换；然后，随着热交换的进行，热空气的温度随着在传热通道的通过，温度逐渐降低；最后，低温热空气从排出管道排出，排送到地表以上。4.根据权利要求1所述的一种提高土壤蓄热体传热效率的方法，其特征在于：步骤（C）显热交换一段时间后，显热交换、潜热交换同时存在进行换热，具体过程如下：首先，在热交换过程中，土壤壁面温度会低于空气露点温度；然后，热空气中的水蒸汽出现凝结，以凝结水的形式从空气中分离出来；最后，土壤吸收凝结水同时进行显热交换、潜热交换。5.根据权利要求1所述的一种提高土壤蓄热体传热效率的方法，其特征在于：步骤（D...

【专利技术属性】
技术研发人员：师涌江，陈宁洁，刘蒙，吉文丽，侯子维，张恒，翟炯，徐利红，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：