专利名称：热交换节能基桩的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种热交换节能基桩；具体而言，本实用新型关于 一种结合热交换模块的基桩，利用地底温度与外界温度的差异与待利用 装置进行热交换，以达到节能环保的目标。
背景技术：
地表和地壳各点的温度是不均匀的，据研究显示取决于以下因素 岩浆的侵入、喷出和冷却过程(内部热源)，太阳辐射的各种周期性变化 (外部热源)，气候、地下水活动和人为因素，以及地表和地壳物质的结 构及其热物理参数。 一般认为地壳的热状态受内部热源和外部热源的双
重制约一内部热源是稳态的，而外部热源则是变化的。
太阳辐射源对地球表面温度影响的程度各不相同。 一般将太阳辐射 对地壳加热所影响的深度作为一个分界面，称之为恒温层。恒温层以上 为变温层，以下则为增温层，增温层的平均地温梯度为每公里向下增加
摄氏30度，各地恒温层深度和温度则需根据钻孔长期观测结果来测定。
依据统计数据，各地恒温层的深度及其温度值并不相同，且明显地与各
地区所处的纬度相关，例如中国己测得的恒温层深度在15 30公尺之 间，温度则介于10 23°C。就实际应用面来看，不论是汲取井水或于地 下室储物皆有此种原理的应用一由于地下温度变化不大，冬季时井水的 温度相较地表为高，在地下室贮存蔬果可以防冻；夏季时井水的温度相 较地表为低，在地下室贮存蔬果则可以防腐一形成「冬暖夏凉」的现象。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种热交换节能基桩，供与建筑结 构配合使用，基桩内设置有热交换模块，利用地底温度及外界温度的差 异与待利用装置进行热交换，以达到节能环保的目标。
本实用新型的另一目的在于提供一种热交换节能基桩，基桩内设置 有热交换模块与供水系统相连，可预热部分供水管路以节省加热供水管
路内用水所需使用的能源。
本实用新型的另一目的在于提供一种热交换节能基桩，基桩内设置 有热交换模块与具高热传导性管线相连，可增加建筑结构调节温度的机能。
本实用新型热交换节能基桩，供与一建筑结构配合使用，包含
本实用新型的热交换节能基桩包含桩体及热交换模块。桩体连结于 建筑结构下方，热交换模块包含热交换装置与热收集循环管。其中热交 换装置设置于桩体上方，热收集循环管具有第一部份设置于桩体内及第 二部份与热交换装置可热传导地相连。热交换节能基桩进一步包含有热 输出管路，与热交换装置可热传导地相连，当热收集循环管藉第一部份 与桩体间进行热交换，第二部份对热交换装置进行热传导，热交换装置 分别与热输出管路及热收集循环管进行热交换以达至一热平衡状态。
本实用新型提供的热交换节能基桩，利用地底温度及外界温度的差 异与待利用装置进行热交换，可达到节能环保的目标，并可预热部分供 水管路以节省加热供水管路内用水所需使用的能源及可增加建筑结构调 节温度的机能。
图1所示为本实用新型热交换节能基桩的一较佳实施例；
图2所示为本实用新型热交换节能基桩热交换模块的局部放大图。
主要组件符号说明 100地面 200建筑结构 300桩体 400热交换模块 410热交换装置 420热收集循环管 421第一端 422第二端
430热输出管路、供水系统 431第一端、进水管路
432第二端、出水管路
440压縮泵 450输出管线 451控制阀
500热储存装置、储水装置 600冷热交换管
具体实施方式
本实用新型提供一种热交换节能基桩，供与建筑结构配合使用，基 桩内设置有热交换模块，利用地底温度及外界温度的差异与待利用装置 进行热交换，以达到节能环保的目标。本实用新型的热交换节能基桩较 佳应用于楼房建筑结构，例如家用住宅、别墅或宿舍、饭店、旅馆等建 筑物。然而在不同实施例中，本实用新型的热交换节能基桩亦可应用于 如商用大楼、厂房建筑、仓储建筑、医院病房、车站机场等或其它类型 的复合式建筑结构。本实用新型的热交换节能基桩较佳于基桩内设置有 热交换模块与供水系统相连，可预热部分供水管路以节省加热供水管路 内用水所需使用的能源。
此外在其它较佳实施例中，本实用新型的热交换节能基桩较佳亦包 含将热交换模块连接至一具高热传导性的管线而与外部的待利用装置相 连，由于管线本身具有高热传导性，因此可快速地传递热能并使热交换 模块与外部的待利用装置两者间达至一热平衡状态。当外界温度低时， 热能将自热交换模块传导至外部待利用装置，除了维持外部待利用装置 的温度，亦可减少相关能源的使用；当外界温度增高或外部待利用装置 开始发散热能，则热能将自外部待利用装置传导至热交换模块，除可提 供散热降温的功能，亦可减少为降低温度所额外耗费的能源。此处所言 的待利用装置，包含如电暖气管、空调系统、冷凝器、保温装置如茶壶 座、咖啡壶座等、建筑结构外墙、建筑结构地板，或其它设置于建筑结 构内部而可增加建筑结构调节温度机能者。此处所言的高热传导性，指 管线具有易于集热及散热的特性，举凡金属、合金或高分子材料等具前 述特性者皆属之。
图1所示为本实用新型热交换节能基桩的一较佳实施例。如图1所 示，本实用新型的热交换节能基桩较佳与建筑结构200配合使用，包含
桩体300与热交换模块400。在此较佳实施例中，桩体300相对于地面 100连结于建筑结构200下方，除可提供建筑结构200所需的支撑，亦
伸入地层中与周围区域达至一热平衡状态。因此，如图l的较佳实施例 所示，设置于桩体300内的热交换模块400将与桩体300及其周围区域 具有同样或相近似的温度。如图1所示，热交换模块400较佳包含热交 换装置410、热收集循环管420与热输出管路430。如图1的较佳实施例 所示，热交换装置410设置于桩体300上方。此处所言的设置于桩体300 上方，如图1所示，指热交换装置410设置于桩体300与建筑结构200 地板间的区域而言；然而在不同实施例中，热交换装置410亦可设置于 建筑结构200的地下室或是建筑结构200外围区域的地面100。如图1 及图2的较佳实施例所示，热交换装置410内包含具高热传导性材质所 形成的冷热交换管600，并进一歩设置有隔热材料包覆热交换装置410 的外表面，以防止热能的发散逸失或受外界温度的千扰而减低其效果。 如图2所示，热交换装置410内装载的冷热交换管600较佳与热收集循 环管420的第二端422以及热输出管路430的第一端431彼此交错设置， 藉由冷热交换管600快速集散热能的特性，使热收集循环管420与热输 出管路430两者间快速达至一热平衡状态。在如图2所示的较佳实施例 中，冷热交换管600较佳由钛合金或铝镁合金所形成，然而在不同实施 例中，亦可使用其它金属、合金或高分子材料等具高热传导性材质所形 成的冷热交换管600。
如图1的较佳实施例所示，热收集循环管420分别与桩体300及热 交换装置410可热传导地相连。如图1所示，热收集循环管420具有第 一端421设置于桩体300内及第二端422与热交换装置410可热传导地 相连。在此较佳实施中，热交换装置410进一步与热输出管路430可热 传导地相连，其中当热收集循环管420藉第一端421与桩体间300进行 热交换，第二端422对热交换装置410进行热传导，热交换装置410与 热输出管路430彼此间藉热收集循环管420达至一热平衡状态，且热交 换装置410进一步与热输出管路430进行热交换。在如图l所示的实施 例中，热收集循环管420较佳由具高热传导性材质所形成，举凡金属、 合金、高分子材料等具有易于集热及散热特性者皆属之。因此，为避免 热能的发散逸失或受外界温度的干扰而减低其效果，热收集循环管420 较佳进一步包含隔热材料包覆于热收集循环管420的外表面。如图1及
图2所示，其中热收集循环管420较佳包含设置有液态材料(未标示)与
压縮泵440，于热收集循环管420内往复循环而与桩体300及热交换装 置410进行热交换。在此较佳实施例中，液态材料包含冷煤，然而在不 同实施例中，液态材料亦包含其它可代替冷煤的液态材料。
如图2的较佳实施例所示，热输出管路430包含但不限于供水系统。
无论外界处于低温或高温状态，本实用新型的热交换节能基桩内所设置 的热交换模块400与供水系统结合后，皆有其不同的应用
其一，当外界低温时，则地底温度相对较高，热交换装置410及热 收集循环管420能发挥集热保温的功能，对热输出管路430形成增温的 效果。如图2的较佳实施例所示，当热输出管路430设置为供水系统， 此时热输出管路430的第一端431即为进水管路，热输出管路430的第 二端432则设置为出水管路。如图2所示，进水管路431较佳部分与热 交换装置410可热传导地相连，当供水自进水管路431通过热交换装置 410进行热交换而升高温度，增温后的供水自出水管路432输出后可供 使用者利用。如图2的较佳实施例所示，热输出管路430另包含储水装 置500设置于出水管路432，供温水自出水管路432输出后储存之。储 水装置500较佳进一步设置有输出管线450及控制阀451，供使用者依 需求利用。此处所言的依需求利用，指使用者可将储水装置500所储存 的温水作为一般清洁洗涤之用。然而在其它较佳实施例中，亦包含于输 出管线450加装外部热源，供使用者进一步加热自储水装置500输出的 温水，以作为洗澡或为其它必要的用途。在此较佳实施中，使用者将可 节省加热供水统430管路内用水所需使用的能源。
其二，当外界高温时，则地底温度相对较低，热交换装置410及热 收集循环管420能发挥散热冷却的功能，对热输出管路430形成降温的 效果。如图2的较佳实施例所示，当供水自进水管路431通过热交换装 置410进行热交换而降低温度，降温后的供水自出水管路432输出后将 可供使用者进一步利用。如图2所示，自出水管路432输出的冷水可进 一歩连接至空调系统的冷凝器，除可吸收冷凝器所发散的热能，亦可减 少冷凝器对外界的排热，符合环保的目的与要求。
此外，在其它较佳实施例中，热输出管路430亦包含具高热传导性 的管线而与待利用装置相连，热输出管路430藉管线具有的易于集热及 散热的特性，可对待利用装置进行热交换以发挥调节温度的功能。如前
所述，待利用装置包含电暖气管、空调系统、冷凝器、保温装置如茶壶 座、咖啡壶座等、建筑结构外墙、建筑结构地板，或其它设置于建筑结 构内部而可增加建筑结构调节温度机能者皆谓之。当热输出管路430为 具高热传导性的管线，无论外界处于低温或高温状态，本实用新型的热
交换节能基桩内所设置的热交换模块400与管线结合后，皆有其不同的
应用
其一，当外界低温时，则地底温度相对较高，热交换装置410及热 收集循环管420能发挥集热保温的功能，对热输出管路430形成增温的 效果。当待利用装置为电暖气管装设于建筑结构200的地板下方，或是 将热输出管路430进一步埋设于建筑结构200的外墙内，可形成相当于 传统的「炕」结构，除使室内维持温暖，亦可以节省相关电源的使用与 支出。此外，若当地环境许可并发现地底具有热源或地热则可选择特定 节能基桩的桩体300深埋入靠近热源或地热处，以撷取热能并做进一步 的利用。
其二，当外界高温时，则地底温度相对较低，热交换装置410及热 收集循环管420能发挥散热冷却的功能，对热输出管路430则形成降温 的效果。此时，热输出管路430可与设置于建筑物200外墙或屋顶的导 热材质管线相连，可适度发散因受太阳辐射照射所累积的热能，除保持 建筑结构200的凉爽，亦可节省为维持室内凉爽所耗费的空调系统电力 使用及相关支出。
本实用新型已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实 施本实用新型的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本实用 新型的范围。相反地，包含于申请专利范围的精神及范围的修改及均等 设置均包含于本实用新型的范围内。
权利要求1. 一种热交换节能基桩，供与一建筑结构配合使用，其特征在于，包含一桩体，连结于建筑结构下方；以及一热交换模块，包含一热交换装置，设置于桩体上方；一热收集循环管，热收集循环管具有一第一部份设置于桩体内及一第二部份与热交换装置可热传导地相连；以及一热输出管路，与热交换装置可热传导地相连，其中当热收集循环管藉第一部份与桩体间进行热交换，第二部份对热交换装置进行热传导，热交换装置分别与热输出管路及热收集循环管进行热交换以达至一热平衡状态。
2. 如权利要求1所述的热交换节能基桩，其特征在于，热输出管路包 含一供水系统，供水系统具有一进水管路及一出水管路，进水管路部分与 热交换装置可热传导地相连，出水管路输出自进水管路通过热交换装置进 行热交换的一供水。
3. 如权利要求2所述的热交换节能基桩，其特征在于，另包含一储水 装置与出水管路相连以储存供水，其中储水装置进一步包含一输出管线设 置有一控制阀，供使用者利用供水。
4. 如权利要求3所述的热交换节能基桩，其特征在于，另包含一外部 热源设置于输出管线，供使用者加热供水。
5. 如权利要求2所述的热交换节能基桩，其特征在于，出水管路进一 步包含连接至一空调系统的一冷凝器，供冷却冷凝器。
6. 如权利要求1所述的热交换节能基桩，其特征在于，热收集循环管 进一步包含一隔热材料包覆热收集循环管的外表面。
7. 如权利要求1所述的热交换节能基桩，其特征在于，热收集循环管 包含设置有一液态材料及一压縮泵，供循环液态材料与热交换装置及桩体 进行热交换。
8. 如权利要求7所述的热交换节能基桩，其特征在于，液态材料包含 一冷煤。
9. 如权利要求1所述的热交换节能基桩，其特征在于，热输出管路包 含一具高热传导性管线，与一待利用装置相连并对待利用装置进行热交换。
10. 如权利要求1所述的热交换节能基桩，其特征在于，热交换装置包 含一具高热传导性材质所形成的一冷热交换管。
专利摘要一种热交换节能基桩。本实用新型的热交换节能基桩包含桩体及热交换模块。桩体连结于建筑结构下方，热交换模块包含热交换装置与热收集循环管。其中热交换装置设置于桩体上方，热收集循环管具有第一部分设置于桩体内及第二部分与热交换装置可热传导地相连。热交换节能基桩进一步包含有热输出管路，当热收集循环管藉第一部分与桩体间进行热交换，第二部分对热交换装置进行热传导，热交换装置与热收集循环管及热输出管路三者间达至一热平衡状态。
文档编号E02D5/22GK201077984SQ20072015410
公开日2008年6月25日 申请日期2007年5月17日 优先权日2007年5月17日
发明者尹衍樑 申请人:润弘精密工程事业股份有限公司