本技術(shù)涉及建筑通風(fēng)控制，具體涉及一種土壤空氣換熱器及其空調(diào)進(jìn)風(fēng)管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、加快可再生能源開(kāi)發(fā)、實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，是我國(guó)可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵所在。在較熱地區(qū)，地下土層內(nèi)和地上空氣中通常會(huì)存在數(shù)度甚至十?dāng)?shù)度的溫度差，形成較大的溫差能，是一種可持續(xù)再生的清潔能源。這種溫差能，通常能夠依靠地埋的進(jìn)風(fēng)管道形成地道風(fēng)系統(tǒng)，靠進(jìn)風(fēng)進(jìn)行換熱實(shí)現(xiàn)利用。例如cn201911099341.8公開(kāi)的一種基于蓄能的trombe墻與土壤-空氣換熱系統(tǒng)能源互補(bǔ)被動(dòng)房，cn202311701659.5公開(kāi)的一種土壤-空氣換熱器與太陽(yáng)能空氣集熱器耦合新風(fēng)系統(tǒng)，cn201922004306.5公開(kāi)一種“零能耗”淺層土壤—空氣換熱系統(tǒng)等均屬于這種能源利用方式。

2、但由于夏季室外空氣的晝夜溫度波動(dòng)較大，室外空氣晝夜變換中蘊(yùn)含了大量的自然能源，普通的地道風(fēng)系統(tǒng)由于其周圍土壤的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱較低，很難在日周期內(nèi)充分利用這部分自然能源。故近年來(lái)出現(xiàn)了一種在地埋進(jìn)風(fēng)管道內(nèi)增加相變材料蓄能的技術(shù)，即相變材料-土壤-空氣換熱器（pcm-eahe）技術(shù)。該技術(shù)作為一種開(kāi)發(fā)和利用淺層地?zé)崮艿目稍偕茉垂?jié)能技術(shù)，成為淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用行之有效的技術(shù)措施。

3、已有的相變材料-土壤-空氣換熱器裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般是直接在通風(fēng)管道內(nèi)增加設(shè)置一個(gè)相變材料層進(jìn)行蓄放熱，其蓄放熱量較小，換熱效率較低，處理的新風(fēng)量較小，難以適應(yīng)新風(fēng)需求量大的場(chǎng)景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何提供一種具有更好地蓄放熱效果和效率的土壤空氣換熱器及其空調(diào)進(jìn)風(fēng)管結(jié)構(gòu)，使其能夠用盡可能少的相變材料和盡可能短的埋地管道長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)室外空氣中蘊(yùn)含的自然能源的充分利用。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案：

3、一種土壤空氣換熱器，包括管體和設(shè)置在管體內(nèi)的相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)為間隔套設(shè)在管體內(nèi)的多層。

4、這樣本方案的多層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)，增大了相變材料與空氣的換熱面積，提高了蓄放熱的換熱處理效率和效果。在通風(fēng)風(fēng)速相同的情況下，可以減少相變材料的填充量。而在埋地管道長(zhǎng)度相同的情況下，可以處理更大量的新風(fēng)。

5、進(jìn)一步地，相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)為和管體同軸設(shè)置的多層。

6、這樣各層結(jié)構(gòu)同軸設(shè)置更加方便制造。

7、進(jìn)一步地，相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)最內(nèi)層為實(shí)心的柱狀，其余層為空心的環(huán)狀。

8、這樣最內(nèi)層為實(shí)心柱狀結(jié)構(gòu)可以容納更多的相變材料提高蓄放熱處理效果。

9、作為一種可選擇方式，各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)包括位于內(nèi)部的相變材料和位于外部的支撐外殼。實(shí)施時(shí)支撐外殼可以為金屬材料或者陶瓷材料等導(dǎo)熱性好的固體材料實(shí)現(xiàn)。

10、作為另一種可選擇方式，各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)為定形相變材料制得。

11、這樣制造更加方便，成本更加低廉。定形相變材料是一種采用了一些微結(jié)構(gòu)封裝固液機(jī)制的相變材料來(lái)實(shí)現(xiàn)定形的新型相變固體材料，屬于現(xiàn)有技術(shù)，通常是以多孔介質(zhì)為基體，相變材料分布在多孔介質(zhì)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)定型，能夠避免材料相變前后可能導(dǎo)致過(guò)度形變或液體泄漏等現(xiàn)象。

12、進(jìn)一步地，各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)的厚度和相鄰層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)間的間隔寬度相等。可以更好地保證相變材料的換熱效果。

13、進(jìn)一步地，各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有支撐連接架。

14、這樣，可以更好地保證各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)之間的相互位置。

15、進(jìn)一步地，所述支撐連接架包括位于中部的長(zhǎng)條形連接桿和固定在連接桿兩端呈開(kāi)口向外u字形的連接支腳，連接支腳外端和對(duì)應(yīng)的各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)相連。

16、這樣結(jié)構(gòu)的支撐連接架不僅結(jié)構(gòu)支撐更穩(wěn)定可靠，而且可以很好地吸收相變材料想相變前后的變形量，更好地保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。實(shí)施時(shí)連接支腳可以是沿周形均勻布置的多個(gè)（更適合小型通風(fēng)管道使用以提高結(jié)構(gòu)可靠性），或者在左右兩側(cè)上方的兩個(gè)（更適合大型通風(fēng)管道使用以降低結(jié)構(gòu)成本）。

17、進(jìn)一步地，管體為金屬管。更好地和土壤傳熱。進(jìn)一步地，管體的材料內(nèi)部還封裝有一層相變材料。這樣可以更好地蓄放熱。

18、本發(fā)明還公開(kāi)了一種空調(diào)進(jìn)風(fēng)管結(jié)構(gòu)，包括埋設(shè)于地表下方土壤內(nèi)的進(jìn)風(fēng)管，其特征在于所述進(jìn)風(fēng)管位于土壤內(nèi)的部分，至少具有一段為上述土壤空氣換熱器構(gòu)成。

19、這樣，空調(diào)進(jìn)風(fēng)管道內(nèi)設(shè)置了上述土壤空氣換熱器后，依靠相變材料的蓄放熱效果，白天從室外空氣中吸收儲(chǔ)存的熱量可以在夜間得到充分釋放，或者夜晚從室外空氣中吸收儲(chǔ)存的冷量可以在白天得以充分釋放，發(fā)揮出地道風(fēng)系統(tǒng)對(duì)日周期空氣溫度波動(dòng)下對(duì)室外空氣的調(diào)節(jié)作用，將出口空氣溫度穩(wěn)定在相變溫度范圍內(nèi)。故可以使得其在新風(fēng)需求量較大的使用場(chǎng)景下局限性得到緩解，降低了系統(tǒng)的初投資，且降溫效果更好，實(shí)現(xiàn)能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

20、故本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工便捷，大幅提高房屋空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)自然能源的利用效率的優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大了土壤-空氣換熱器的市場(chǎng)應(yīng)用范圍，降低了其經(jīng)濟(jì)成本。

技術(shù)特征：

1.一種土壤空氣換熱器，包括管體和設(shè)置在管體內(nèi)的相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)為間隔套設(shè)在管體內(nèi)的多層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤空氣換熱器，其特征在于，各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)包括位于內(nèi)部的相變材料和位于外部的支撐外殼。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤空氣換熱器，其特征在于，各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)為定形相變材料制得。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤空氣換熱器，其特征在于，各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)的厚度和相鄰層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)間的間隔寬度相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤空氣換熱器，其特征在于，所述支撐連接架包括位于中部的長(zhǎng)條形連接桿和固定在連接桿兩端呈開(kāi)口向外u字形的連接支腳，連接支腳外端和對(duì)應(yīng)的各層相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤空氣換熱器，其特征在于，管體為金屬管；管體的材料內(nèi)部還封裝有一層相變材料。

7.一種空調(diào)進(jìn)風(fēng)管結(jié)構(gòu)，包括埋設(shè)于地表下方土壤內(nèi)的進(jìn)風(fēng)管，其特征在于所述進(jìn)風(fēng)管位于土壤內(nèi)的部分，至少具有一段為上述權(quán)利要求1-6任一權(quán)利要求所述的土壤空氣換熱器構(gòu)成。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種土壤空氣換熱器，包括管體和設(shè)置在管體內(nèi)的相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，相變材料蓄熱結(jié)構(gòu)為間隔套設(shè)在管體內(nèi)的多層。還公開(kāi)了一種空調(diào)進(jìn)風(fēng)管結(jié)構(gòu)，包括埋設(shè)于地表下方土壤內(nèi)的進(jìn)風(fēng)管，其特征在于所述進(jìn)風(fēng)管位于土壤內(nèi)的部分，至少具有一段為上述土壤空氣換熱器構(gòu)成。本技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工便捷，大幅提高房屋空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)自然能源的利用效率的優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大了土壤?空氣換熱器的市場(chǎng)應(yīng)用范圍，降低了其經(jīng)濟(jì)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：任治立,熊茜,楊澤輝,陳森林,任玉成,周鐵程,肖益民
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240425
技術(shù)公布日：2024/12/30