[实用新型]一种低能耗低污染的建筑

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用太阳能及地热进行发电、取暖和制冷的建筑，它是利用高效光电转换率的太阳能装置、浅层地能换热装置和建筑物的组合；即是一种低能耗低污染的建筑。

背景技术

目前的建筑物的用电都离不开国家电网。北方传统的供热是利用燃煤锅炉进行集中或分散供暖，而制冷一般都是用空调；这些设备耗电多、耗水多、污染重、运行费高，初投资也不低。公共建筑大量使用的中央空调系统初投资更高，运行费更高，寿命短，还要耗油、耗气。

近年来大量推广的地源热泵+风机盘管供冷暖设备，它是抽取地下水并利用地下水所含的恒定热量进行热交换，从而达到对建筑物的室内空间进行制冷或者供热的目的。由于这种设备的初投资较高等原因，因此其使用受到了限制。同时，冬天要用高温水供暖，夏天要用低温水供冷，加重了电耗，高温或低温水返回地下后还会影响地下的温度场和生态平衡。

中国专利CN1807996A公开了一种利用地下水取暖或者制冷的设施，它虽然缓解了上述三个矛盾，但仍然要依赖国家电网供电和依赖地下水，在无电、缺电地区和无地下水、缺地下水及地下水位下降快的地区都将受到了限制。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够不依赖国家电网、不消耗煤炭资源及地下水的能够独立进行采暖、制冷和提供生活用电的建筑，能够充分利用太阳能和浅层地能这两种可再生能源，达到低能耗、低污染的目的。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

它包括建筑物、安置在建筑物地板中的地板冷暖辐射装置、与地板冷暖辐射装置连通的地源热泵机组以及太阳能发电装置，为本建筑及其它生活用电供电的太阳能发电装置设置在建筑物上面，地板冷暖辐射装置和地源换热机组连通，地源热泵机组与埋设于地下的地下换热装置连通。

本实用新型进一步的具体技术方案是：所述地下换热装置包括埋于地下岩土中的内部装有水的塑料管，塑料管经过循环水泵和地源热泵机组中的冷凝器或蒸发器连接。

上述技术方案的进一步具体实施改进在于：所述埋于地下的塑料管分为横管和竖管，其中竖管为Ф28-32mm直径的PE80材质的塑料管，竖管并联于横管之间，竖管的分布间距为3-5m。

本实用新型的地板冷暖辐射装置的进一步具体的技术方案是：地板冷暖辐射装置包括埋于地板、楼板之间的回形塑料换热管，回形塑料换热管上安装有循环水泵和向建筑物各功能区间分配水量的分集水器。

上述技术方案的进一步具体实施改进在于：所述埋于地板、楼板之间的回形塑料管是直径为φ20-22mm的、PEX材质的塑料管，其塑料管的布置间距为150-250mm；埋设回形塑料管的楼板层的厚度为100-120mm，地板层的厚度为60-100mm。

本实用新型的地源热泵机组的进一步具体的技术方案是：地源热泵机组由压缩机、蒸发器、换向阀、冷凝器以及管路组成内部装有循环制冷剂的串联回路。蒸发器中制冷剂吸收地下换热装置的地埋塑料管中的水的热量，水返回地下；制冷剂的热量在冷凝器中，被地板辐射循环水吸收，形成28-38℃的中温热水，通过循环泵送到室内塑料换热管中，把热量传给地板层，通过地板混凝土很强的蓄热性能和辐射性能向室内供热。

本实用新型的太阳能发电装置的进一步具体的技术方案是：屋面太阳能发电装置包括双轴自动跟踪太阳的圆形光电接收转换器和浮动于水池中的散热器以及点聚焦透镜和框架。

本实用新型是通过埋于地下的塑料管中的水将地下相对恒定的13℃-22℃的热量带上来，通过地源热泵机组的制冷剂循环系统，将带上来的热量提升至28℃～38℃，然后通过室内地板辐射装置中的循环水将这样的温度带到室内，并通过地板辐射向室内供暖。夏天则通过相反的过程把室内热量带到室外地下，实现供冷降温。

为了降低建筑所需电器装机功率，从而降低太阳能发电量，降低系统初投资，要求建筑围护结构的保温效果，使建筑物所需冷指标降至40-25W/m²，热指标降至30-15W/m²。

本实用新型取得的技术进步是：

1、实现建筑“低能耗”，并实现多层建筑屋面太阳能发电量用于建筑本身有余，不采暖不制冷季节富余电力还可用于并网销售，对环保和节能意义重大。对无电地区、边防地区和要害部门的供电供冷暖有战略意义，并提高了投资效益。