[发明专利]一种垂直埋管地道通风与相变蓄能耦合系统

说明书

本发明公开了一种垂直埋管地道通风与相变蓄能耦合系统，包括沿竖直方向埋设于土壤中的垂直埋管，垂直埋管的两端分别连接有位于地面上的进风管路和出风管路，出风管路的终端位于住宅的室内，进风管路上连接有过滤器和除湿器，垂直埋管与出风管路连接侧的管内和管外均设置有相变材料，垂直埋管的底部设置有冷凝水收集及排出管路。通过垂直埋管与相变蓄能结构的耦合，利用地道风与地下土壤的换热为室内提供冷量，在减小占地面积的基础上实现了土壤冷源的高效利用。垂直埋管结构、冷凝水收集和排出管路的设置避免了常规水平埋管系统将夏季凝露引起的发霉和病菌滋生引入室内，可有效提高室内空气品质。

技术领域

本发明涉及建筑通风及相变蓄能领域，具体涉及一种垂直埋管地道通风与相变蓄能耦合系统。

背景技术

地道通风是一种通过地埋管将空气与土壤进行热交换进而为室内环境提供冷量的建筑节能技术。一方面，利用土壤的蓄冷特性，将其作为天然冷源为住宅供冷；另一方面，与传统空调相比，在提供室内新风的同时又可以大大降低能源消耗。基于低投入、高能效的特点，地道通风降温系统在住宅空调领域中的应用具有较高的节能潜力和经济效益，有其推广的现实意义。

在常规地道通风系统基础上，现已出现了一些创新和改进技术并形成相关专利。例如利用矿山井下地道通风的空调系统、地道通风与太阳能供热复合系统。但是现有地道通风系统在实际应用中仍然存在一系列问题亟待解决，例如：1）传统地道通风基坑占地面积较大，土地利用效率低；2）部分地区浅层土壤温度较高，且深挖难度大导致系统制冷效果不好；3）最不利工况下（如夏季中午），单独地道通风系统换热效率较低，难以实现间歇运行，导致换热效果明显降低；4）常规水平地道通风埋管坡度往往较小，从而导致管道内壁容易附着冷凝水且不易排出，长期运行时容易引起发霉或滋生微生物，从而影响室内送风品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种占地面积小、实现土壤冷源高效合理化利用的系统，解决现有技术的上述问题。

本发明提供的这种垂直埋管地道通风与相变蓄能耦合系统，包括沿竖直方向埋设于土壤中的垂直埋管，垂直埋管的两端分别连接有位于地面上的进风管路和出风管路，出风管路的终端位于住宅的室内，进风管路上连接有过滤器和除湿器，垂直埋管与出风管路连接侧的管内和管外均设置有相变材料，垂直埋管的底部设置有冷凝水收集及排出管路。

所述垂直埋管通过管道井埋设于土壤中，包括多个并联的U型管，各U型管包括空气下行管、空气上行管和底部弯道，空气下行管的上端与所述进风管路连通，空气上行管的上端与所述出风管路连通；各U型管的空气下行管和空气上行管的下端分别为往下渐缩的锥形段，空气下行管和空气上行管在锥形段的上方通过连通管连通；底部弯道的上端两侧分别连接有变径接头，变径接头包括往上渐缩的圆锥段和其上方的圆柱段，圆柱段的上端口与所述锥形段的下端口对接为一体，圆柱段的上部内置承接冷凝水的漏斗；底部弯道的最低位置处连接有排水管，排水管从地下伸出地面后连接有排水泵，该结构的设置可使冷凝水顺利通过漏斗进入排水管及时排出，而空气下行管和空气上行管内的空气不易通过底部弯道，从而减少空气上行管内空气与冷凝水的接触。

所述漏斗的壁面坡度大于45º，出口直径小于10mm。

所述底部弯道的上部接近所述连通管高度处设置有水位传感器。

所述空气上行管的浅层管段外侧套有PVC的外套管，外套管和空气上行管之间由外至内依次设置有保温材料和相变材料，相变材料置于内套管中，内套管和外套管的两端分别连接有密封组件。

所述空气上行管的轴向中心线上悬挂有用圆柱管封装的相变材料，圆柱管的下端处于所述连通管处、上端低于所述内外套管的上端面，圆柱管内相变材料分为三层，各层的相变温度根据所处土壤层温度从下往上依次递增。