房屋降热保温系统的制作方法

专利名称：房屋降热保温系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种房屋调温的系统，特别是一种通过井水和空气作介质将房屋 与大地浅表层进行热交换的房屋降热保温系统。
背景技术：
目前，房屋(及其它建筑物)的调温(降热保温)方法多是采用室内空调技术，采 用这种空调进行室内调温存在以下问题节能减排不理想，给日渐枯竭的能源加重负荷，其 原因是这种空调技术多是在室内被动调温，也不能防止能量入侵；在封闭的室内要将不断 入侵的能量转换，需要大量能耗；同时只有室内的空气在循环对流，无法补充新鲜空气，空 气质量不断下降，容易滋长病菌。目前也有采用将空气经地能转换后回抽入室内的房屋调温装置，但这种纯管道式 埋藏结构成本太高，安装难度大，且这种装置只是单纯对室内进行调温，没有在辐射和传导 上阻止能量传递。目前还有在建筑物采用了外墙隔热材料，但隔热材料只能延缓热的传导速度，并 没有转换热量的功能，反过来也延缓了散热速度。同时窗户和阳台没有隔热措施，太阳的辐 射热能可轻易地通过辐射和传导进入室内。以上都属于被动降温过程，没有将热的三种传递方式(辐射、传导和对流)在室外 切断，也就是说无法很好隔离房屋内的气温同大气温度的一致性，夏天热量很容易入侵室 内，冬天室内的热能很容易散失到室外。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种房屋降热保温系统，其 可以在气温比当地年平均气温高时通过井水的蒸发和吸热将房屋的热量带走，当气温比当 地年平均气温低时通过将经过井水加热的温暖空气导入房屋室内，保持房屋内的温暖，达 到房屋内冬暧夏凉的效果，以代替传统空调，节约大量的能量。本实用新型的技术方案是一种房屋降热保温系统，其包括布水装置和喷灌装置， 布水装置包括布水板和支架，布水板安装在支架上，支架安装在房屋外围；喷灌装置包括抽 水泵和喷水装置，喷水装置包括水管和布水喷管，布水喷管为一根以上，布水喷管安装在支 架上并位于布水板旁边，布水喷管的侧壁上开有多个喷水孔，喷水孔的出口朝向布水板；水 管包括主道水管和连接水管，抽水泵与主道水管连接，布水喷管通过连接管与主道水管连
ο本实用新型进一步的技术方案是本实用新型的房屋降热保温系统还包括暖气导 入装置，暖气导入装置包括送暖气管和抽气机；送暖气管的出风口安设在需要保温的房屋 室内，送暖气管的中间段从井水中穿过；抽气机连接在送暖气管上。本实用新型更进一步的技术方案是所述的布水板包括吸水板和透明材料板，吸 水板安装在房屋外墙旁且与房屋外墙之间有五至十厘米的间隙，吸水板为PVA吸水胶棉材料制成，透明材料板安装在房屋的窗户或者阳台位置。本实用新型再进一步的技术方案是所述的喷灌装置还包括有回水装置，回水装 置包括回水器，回水器为槽形板，回水器通过支架安装在布水板的下端，回水器上还连接有 水管，回水器可将布水板流下的井水回收后通过水管接入水井。本实用新型还进一步的技术方案是所述的喷灌装置还设有自动控制系统，通过 自动控制系统来根据天气温度自动决定抽水和喷注水的用量和时间。本实用新型进一步的技术方案是所述的房屋降热保温系统还包括抽凉气装置， 抽凉气装置包括风扇，风扇的进风口设在布水板与房屋外墙的间隙中，其出风口通向房屋室内。本实用新型与现有技术相比具有如下特点热天(主要是夏天)时，布水板可以隔离太阳光直接照射外墙壁，避免热量直接 入侵房屋室内，防止了太阳能的辐射；布水板与房屋外墙之间有五至十厘米的间隙(空气 层)，可以减少太阳热能直接向房屋外墙传导，阻断了太阳热能的直接向屋内传导；向布 水板喷灌井水，由于井水的蒸发作用及井水本身的恒温，使布水板与房屋外墙之间的空气 层温度不会受到太阳的太大影响，确保房屋外墙温度与井水温度基本一致；抽气装置可以 达到对房屋室内进行快速调温的效果，使室内的温度直接与井水温度基本保持一致；冷天 (主要是冬天)时，本实用新型的暖气导入装置可以使房屋室内的温度调至与井水温度基 本保持一致；即达到房屋内冬暖夏凉的效果，以代替传统空调节约大量的能量。为了更清楚地说明本实用新型，列举以下实施例，但其对本实用新型的保护范围 无任何限制。

图1为本实用新型的房屋降热保温系统的结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1沿B线范围内的放大图；图4为图1沿C向的局部放大图；图5为本实用新型的房屋降热保温系统的另一种结构示意图。
具体实施方式
实施例1如图1-4所示，一种房屋降热保温系统，其包括安装在房屋外围的布水装置和喷 灌装置，布水装置包括布水板和支架12，布水板包括吸水板111和透明材料板112，透明材 料板112可为透明的玻璃或者塑料板，其安装在房屋的窗户或者阳台位置，布水板安装在 支架12上，支架12安装在房屋外墙3上，并保持布水板与房屋外墙3之间有五至十厘米的 间隙31，布水板(111、112)除了布设在外墙壁旁还可以布置在房屋楼顶面上，即布水板可 以布设在房屋整个外围，吸水板111为PVA吸水胶棉材料制成(PVA吸水胶棉材料是指聚乙 烯醇材料)，吸水板111的外侧面还设有纵横交错的压槽1111 (如图4所示)，也可以设其 它装饰图案。所述的喷灌装置包括抽水泵21和喷水装置，喷水装置包括水管22、布水喷管23和蓄水塔24 ；蓄水塔24设在房顶上，也可以设在其它比房屋外墙3高的地方；布水喷管23为 一根以上，布水喷管23横向(即水平方向)安装在支架12上并位于布水板旁边，一般在每 层房屋每面墙壁外侧由上到下布设一至五根布水喷管23，布水喷管23的侧壁上开有多个 喷水孔231，喷水孔231的出口朝向布水板(如图3所示)；水管22包括主道水管221和连 接水管222，抽水泵21通过主道水管221与蓄水塔24连通，布水喷管23通过连接管222与 主道水管221连通，在主道水管221靠近抽水泵21的位置还串接有止水阀25 ；(如图5所 示)主道水管221也可以设计成两路，其中一路主道水管221作为上水管2211直接将抽水 泵21与蓄水塔24连通，另一路主道水管221作为下水管2212通过连接管222与布水喷管 23连通。抽水泵21 —般为安放在水井4中的潜水泵，也可以为其它普通抽水泵，普通抽水 泵还要通过水管连接至水井4内；抽水泵21将水井中的井水抽出后，通过喷水装置向吸水 板111(PVA吸水胶棉)和透明材料板112喷灌井水，一方面布水板上的井水通过蒸发可以 带走房屋外围的大部分热量，另一方面布水板上流动的井水可以吸收一部分热量带走，在 热天，这样可以达到对房屋降热的效果。喷灌装置还包括有回水装置，回水装置包括回水器26，回水器26的为槽形板，其 横截面成“U”形，也可以为其它上有开口的槽形，回水器26通过支架安装在布水板的下端， 回水器26上还连接有水管261，回水器26可将布水板流下的井水回收后通过水管261接入 水井，这样实现水源的循环利用。喷灌装置还可以设有自动控制系统，通过自动控制系统来根据天气温度自动决定 抽水和喷注水的用量和时间。所述的井水为在房屋附近的井深在五至五十米的水井中的井水，由于大地的海量 蓄热能力，使井水有很强的恒温能力，深度在十米以上的水井中的井水温度基本上是当地 的年平均气温，也就是说水井中的井水温度基本上不受当地气温的变化；例如在湖南冬 季井水温度为18°C左右，夏季井水温度为20°C左右。本实用新型的房屋降热保温系统还包括抽凉气装置27，抽凉气装置27包括风扇， 风扇的进风口设在布水板与房屋外墙3的间隙31中，其出风口通向房屋室内，风扇的进风 口和出风口上可连接有导气管，热天时，抽凉气装置27可以将布水板与房屋外墙3的间隙 31内与井水基本同温的空气抽到房屋室内，达到对房屋室内进行快速调温的效果。本实用新型的房屋降热保温系统还包括暖气导入装置，暖气导入装置包括送暖气 管28和抽气机281 ；送暖气管28的出风口 282安设在需要保温的房屋室内，送暖气管28 的进风口 283安设在需要保温的房屋室外的比较恒温的井口处、布水板与房屋外墙3的间 隙31内或者地下室内，这样可以保证需要保温的房屋室内空气的新鲜，进风口 283也可以 安设在需要保温的房屋室内，使需要保温的房屋室内的空气形成循环，这样可以提高保温 的效果；送暖气管28的中间段284从井水中穿过，冬天时井水可以对送暖气管28的中间段 284内的空气增温，为了达到增温较快的效果，送暖气管28的中间段284 —般采用不锈钢、 铜等热传导性能较好的金属材料做成，同时可以将送暖气管28位于井水中的中间段284做 成“U”形，最好将中间段284做成螺旋形，以增加送暖气管28位于井水中的的中间段284 的长度，提高增温面积，增强从井水中吸取热能的效率；抽气机281连接在送暖气管28上， 其最好是安设在需要保温的房屋室内并连接在送暖气管28的出风口 282上，抽气机281也 可以串接在送暖气管28的任何其它位置，暖气导入装置在冷天可以通过经井水增温的空气将大地的热量导入房屋室内，暖气导入装置在热天也可以开启使用，其可以将经井水降 温的空气导入房屋室内。本实用新型的房屋降热保温系统的工作原理当气温比井水温度(井水温度与当 地年平均气温基本相同)高时(一般为夏天)，喷灌装置将一年四季基本恒温的井水向布水 板(111、112)上灌注，布水板(111、112)上的井水的蒸发及吸热将建筑物外围的热量带走， 对房屋外围进行降热，使房屋室内隔离了夏日酷热的入侵，同时通过抽凉气装置27将布水 板与房屋外墙3之间的间隙31内经过井水降温后的凉爽空气抽入室内，保持房屋室内的空 气凉爽；冬天当气温比井水温度低时，暖气导入装置可以将经过井水加热的温暖空气导入 房屋室内，保持房屋内的温暖；本实用新型实现夏天将房屋的热量通过井水带走、冬天通过 空气从井水中将大地的热量带入房屋，达到房屋内冬暧夏凉的效果，以代替空调节约大量 的电能。本实用新型的有益效果举例分析以下按湖南一幢普通房屋夏天控温为例(房屋 的长66米、宽15米、高十层30米，三单元60户结构；总建筑面积为66米X 15米X 10 层=9900m2，外围墙面积前后墙66米X30米X2 = 3960m2，两侧墙15米X30米X2 = 900m2 ；楼顶66米X 15米=990m2 ；房屋外周面积合计为3960+900+990 = 5850m2)1、太阳的辐射热(以湖南一年中最热的7月份为例)。湖南省的年太阳总辐射量为35亿焦耳/平方米(见初中地理教科书)，总辐射量 约80%来自于晴天，年晴天数约占全年的60%，以此计算求得每个太阳日的辐射热能为 35亿焦耳/m2X80% (365X60% ) 0. 128亿焦耳/m2/太阳日，7月份的太阳辐射热能 按平均晴天的1. 5倍估算，即0. 128亿焦/m2/太阳日X 1. 5 = 0. 192亿焦/m2/太阳日。2、太阳投射面积太阳的正射面积总是小于房屋外周总面积的50%，在此取最高值50%计算，即每 日房屋受太阳正射面积为5850m2X50%= 2925m2 ；非正射面积同样为2925m2。3、吸热率减去太阳反射等因素，房屋(太阳辐射正面、即阳面)实际吸热率按70%估算，阴 面按30%估算。按照以上数据，在一年中最热的7月份，房屋每天实际吸收的太阳辐射热 为0. 192亿焦/m2/太阳日 X2925m2X70% (阳面)+0. 192亿焦/m2/太阳日 X2925m2X30% (阴面) 561. 6亿焦/太阳日。在本实用新型中通过井水蒸发散热约占90%，即561.6亿焦/太阳日X90% = 505. 44亿焦/太阳日；通过水循环向地能导热约占10%，即561.6亿焦/太阳日X 10% = 56. 16亿焦/太阳日。4、耗水量根据能量转换计算耗水量，即水份蒸发量水的汽化热为539卡/克 ^ 2263焦/克(即单位质量为Ig的水变成同温度的水蒸汽时吸收的热量约为2263焦 耳)，整幢房屋在一年中太阳辐射最强的一天，取最高值为561. 6亿焦耳，减去向井内传导 的10%热能56. 16亿焦，剩下的90%热能505. 44亿焦全部需要井水的蒸发来转换，也就是 说，需要蒸发掉的水份为505. 44亿焦/太阳日+2263焦/克 22. 3X IO6g/太阳日，即 22. 3吨/天，按2元/吨水价折币为44. 6元/天(如果自然井水水源不足，可以利用自来 水向井内补充，以最坏的情况考虑，即一天使用的井水最多耗资44. 6元)。5、抽水耗量在最热的夏季，按照蒸发耗水量的10倍进行供水，(10%的水被蒸发，90%的水回收入井)，整幢房屋的每天循环抽水量为22.3吨XlO = 223吨，按照功率 为0. 75千瓦的潜水泵抽水流量3吨/小时，最高扬程80米的参数，则一个潜水泵每天做功 能耗为223吨+3吨/小时X0. 75千瓦=55. 75千瓦·时(每个单元安装3个0. 75千 瓦的潜水泵，共9个潜水泵，即每个潜水泵一天工作223吨+3吨/小时+9 8. 3小时)， 按0. 62元/度的居民用电折币34. 6元/天。6、抽气耗电抽气风扇抽凉气装置27的风扇按照平均每Im2建筑面积的功率为1 瓦设计，夏天风扇平均每天累计抽气送风约3小时，并由自动电路控制，每隔1小时自动开 启5-10分钟；暖气导入装置的抽气机281按建筑面积每Im2的功率为1瓦设计，冬天时，暖 气导入装置的抽气机281全天开启，但是夏天一般只抽气机281开启3小时左右，在此只计 算夏天的抽气能耗为9900m2 + lm2/瓦X3小时/天=29. 7度/天，折币约18. 4元/天。7、每天总耗资44.6(水费)+ (34·6+18·4)(电费)=97.6 元 / 天。在夏天，每平方米建筑面积能耗97. 6元/天+9900m2 ^ 1分钱/m2/天。8、井水吸热后井水增温情况系统设计水井储量，每一单元挖井一 口，按建筑面积 100m2/0. 5吨，9900m2+IOOm2XO. 5吨=49. 5吨，水的比热4200焦/千克· °C，水回收向 大地(井内)导热为56. 16亿焦/太阳日(见上面)，其中绝大部分热能会通过井水为介 质向大地连续转换，温差越大，转换速度越快，最低估计，转移率可达85%，则留存在井水中 的热能不到15%，按15%计算，井水日升温算式56. 16亿焦/太阳日X15% +4200焦/ kg. °C +(49.5X 103kg) ^4. I0C (潜水泵做功热能可忽略不计)，按照每天日照11小时计 算，井水每小时递增温度为4. I0C +11小时=0. 37°C /小时，也就是说，当井水在抽水前 的初温温度若为20°C，到日落时可达24. 1V。9、控温效果夏天可以将房屋室内空气温度控制在23°C _28°C内，计算方法以 日出前墙面的井水温度约20°C (井水温度为当地年平均温度，在湖南夏天井水温度约为 18-200C )为基准加上井水增温幅度0. 37°C /小时，相应增加井水回收前的循环周期内 约5-10分钟吸热增加1_3°C，为墙壁同步温度，室内气温在无内热源的情况下将略低于 230C -28"C。10、在夏天与常规空调制冷换算能耗比每台1匹(0. 735千瓦)空调控温30m2标量，本栋房屋共需要9900m2+ 30m2/匹= 330匹，平均每天工作6个小时，共需要耗电330匹X0. 735千瓦/匹X6小时=1455. 3度 电，耗资0. 62元/度X 1455. 3度/天 902元；而本实用新型一天只需要97. 6元/天。11、本实用新型的系统基础成本预算(不计楼顶造价)(1)备用设施水泥水井100元/立方，平均50元/户；潜水泵500元/台，平均 每单元3台，约75元/户；蓄水池约20元/户；水管及空气导管平均约300元/户，其它约 100元/户，合计545元/户。而目前的空调至少要1500元/台(而每户至少要安装一台 空调，多则每户每个房间都要安装一台空调)。(2)墙面设施支架 20 元 /m2，安装面积3960m2+900m2 = 4860m2，计币97200 元 / 幢，约1620元/户。吸水板或透明材料20元/m2，约1620元/户。压条、螺丝等其它约5元/m2，约405元/户。合计为3645元/产。[0053](3)总计545元+3645元=4190元/户，平均每户建筑面积9900m2 + 60户= 165m2/户，按建筑面积折币本实用新型的基础约25元/m2。本实用新型不局限于上述的具体结构，只要是热天通过抽取井水对房屋进行降 热、冷天将经过井水增温的空气抽入室内的房屋降热保温的系统就落在本实用新型的保护 范围之内。
权利要求一种房屋降热保温系统，其特征是其包括布水装置和喷灌装置，布水装置包括布水板和支架(12)，布水板安装在支架(12)上，支架(12)安装在房屋外围；喷灌装置包括抽水泵(21)和喷水装置，喷水装置包括水管(22)和布水喷管(23)，布水喷管(23)为一根以上，布水喷管(23)安装在支架(12)上并位于布水板旁边，布水喷管(23)的侧壁上开有多个喷水孔(231)，喷水孔(231)的出口朝向布水板；水管(22)包括主道水管(221)和连接水管(222)，抽水泵(21)与主道水管(221)连接，布水喷管(23)通过连接管(222)与主道水管(221)连通。
2.根据权利要求1所述的房屋降热保温系统，其特征是其还包括暖气导入装置，暖气 导入装置包括送暖气管(28)和抽气机(281)；送暖气管(28)的出风口(282)安设在需要 保温的房屋室内，送暖气管(28)的中间段(284)从井水中穿过；抽气机(281)连接在送暖 气管(28)上。
3.根据权利要求1或2所述的房屋降热保温系统，其特征是所述的布水板包括吸水 板(111)和透明材料板(112)，吸水板(111)安装在房屋外墙旁且与房屋外墙(3)之间有五 至十厘米的间隙(31)，吸水板(111)为PVA吸水胶棉材料制成，透明材料板(112)安装在房 屋的窗户或者阳台位置。
4.根据权利要求1或2所述的房屋降热保温系统，其特征是所述的喷灌装置还包括 有回水装置，回水装置包括回水器(26)，回水器(26)为槽形板，回水器(26)通过支架安装 在布水板的下端，回水器(26)上还连接有水管(261)，回水器(26)可将布水板流下的井水 回收后通过水管(261)接入水井。
5.根据权利要求1或2所述的房屋降热保温系统，其特征是所述的喷灌装置还设有 自动控制系统，通过自动控制系统来根据天气温度自动决定抽水和喷注水的用量和时间。
6.根据权利要求1或2所述的房屋降热保温系统，其特征是其还包括抽凉气装置 (27)，抽凉气装置(27)包括风扇，风扇的进风口设在布水板与房屋外墙(3)的间隙(31) 中，其出风口通向房屋室内。
专利摘要一种房屋降热保温系统，其包括安装在房屋外围的布水装置和喷灌装置，布水装置包括布水板和支架(12)，布水板安装在支架(12)上，支架(12)安装在房屋外围；所述的喷灌装置包括抽水泵(21)和喷水装置，抽水泵(21)可以将井水抽出后通过喷水装置喷灌在布水板上。其可以在气温比当地年平均气温高时将房屋的热量通过井水蒸发及导入大地；在气温比当地年平均气温低时将经过井水加热的温暖空气导入房屋室内，达到房屋内冬暖夏凉的效果，以代替传统空调，节约大量的能量。
文档编号E04B1/76GK201665924SQ20102010237
公开日2010年12月8日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者段绵宇 申请人:段绵宇