一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房的制作方法

1.本发明涉及节能建筑技术领域，尤其涉及一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房。


背景技术：

2.目前，我国建筑能耗占社会总能耗的40％以上，且每年以1％的速度在增加，此外，与气候相近国家相比我国单位建筑面积采暖能耗是其余国家的2至3倍，如果高耗能建筑的发展没有得到有效代替和遏制，我国能源生产增长的速度可能将不能满足建筑能耗增长的速度，当能源供不应求时就会危及我国各方面的安全，因此节能减排，势在必行。
3.针对能源安全，近年来在建筑行业引进了被动式技术。该技术充分利用地理位置、气候条件等自然资源实现节能目的，被动式技术最先引入我国北方寒冷地区，取得了不错的效果，而夏热冬冷地区被动式建筑刚刚起步，被动式技术尚未成熟，为了进一步响应国家能源安全的号召，减少建筑在使用周期内的能源消耗，降低建筑在我国能消耗中的占比，在夏热冬冷地区推行被动式建筑显得急迫而重要为此，我们提出一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房。


技术实现要素：

4.本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房，包括轻钢骨架和硅镁加气混凝土空心轻质板，所述硅镁加气混凝土空心轻质板与轻钢骨架固定连接，所述轻钢骨架的下方设置地热系统，轻钢骨架的上方设置太阳能补足系统，所述所述所述太阳能补足系统包括太阳能板、地热交换管、相变储能材料填充物、新风系统和电磁阀，硅镁加气混凝土空心轻质板的内部中空且硅镁加气混凝土空心轻质板的内部填充相变储能材料填充物，所述地热交换管内嵌在相变储能材料填充物内，所述新风系统设置在轻钢骨架的侧边，新风系统包括通风管道和风机，太阳能板与硅镁加气混凝土空心轻质板的外表面固定连接，太阳能板与地热交换管之间设置电磁阀，所述地热系统包括地热循环泵、中水循环泵、地热交换管、地热埋管、过滤器、沉淀池、消毒池、活性炭吸附池、中水回用罐、反冲泵、加压泵和排污管道，所述地热循环泵和中水循环泵均固定安装在地面，所述地热埋管预埋在地面下，所述过滤器安装在地面，过滤器与地热埋管通过水管连通，过滤器的侧方依次固定安装有中水循环泵、沉淀池、消毒池、活性炭吸附池、中水回用罐、反冲泵和加压泵，中水循环泵的输出端与过滤器通过水管连通，沉淀池与中水循环泵的输出端通过相同的管道连通，消毒池和活性炭吸附池连通且消毒池与沉淀池连通，中水回用罐与活性炭吸附池通过水管连通，加压泵的输入端通过管道与活性炭吸附池连通且反冲泵的输出端与中水回用罐连通，加压泵的输入端与中水回用罐通过水管连通且加压泵的输出端通过水管与地热交换管连通，沉淀池以及活性炭吸附池的底部均固定安装有排污管
道，地热埋管的侧壁设置导热机构，沉淀池内设置清理机构。
6.作为优选，所述地热埋管至少埋入地下三十米，所述墙体以及屋顶均采用硅镁加气混凝土空心轻质板作为主体结构且墙体和屋顶的地热交换管相互连通，太阳能板安装在屋顶的硅镁加气混凝土空心轻质板向阳的一面，新风系统中的通风管道安装在建筑物内的天花板，风机安装在建筑物的墙体，沉淀池为矩形漏斗状。
7.作为优选，所述导热机构包括翼板、倒角板、滑动板、滑动槽、隔板一和隔板二，所述翼板与地热埋管固定连接，倒角板与翼板固定连接，翼板的端面开设滑动槽，所述滑动板与滑动槽滑动连接，隔板一和隔板二固定连接且隔板一与地热埋管固定连接。
8.作为优选，所述地热埋管为内部中空的金属圆管，翼板与地热埋管的外侧壁固定连接，隔板一与地热埋管的内壁固定连接。
9.作为优选，所述翼板为扇形板，滑动槽为弧形槽且滑动槽与滑动板适配，倒角板与翼板的圆周面固定连接，地热埋管的圆周面等间距设置四个相同的翼板。
10.作为优选，所述导热机构还包括连接板、底板一、底板二、侧板、油孔、间隔板、储油腔和油泵，所述连接板与隔板一固定连接，底板二与底板一固定连接且底板一与隔板二固定连接，所述侧板与地热埋管固定连接，侧板的内部开设储油腔，间隔板位于储油腔内且间隔板与侧板固定连接，侧板的端面开设油孔且油孔与滑动槽连通，所述油泵与间隔板固定连接。
11.作为优选，所述底板一和底板二均为弧形板且地热循环泵相变储能材料填充物和底板二共同组成一块s形板，底板一的顶面与连接板底面固定连接，连接板同一隔板一侧壁固定连接，侧板为弓形板，间隔板与储油腔适配，油泵位于间隔板的一侧且油泵的输出端位于间隔板的另一侧。
12.作为优选，所述清理机构还包括连接轴、轴承、旋转杆、推动板和永磁体，所述轴承与沉淀池内壁固定连接，连接轴与轴承的内圈固定连接，所述旋转杆与轴承固定连接，推动板与旋转杆侧壁固定连接，永磁体与推动板固定连接。
13.作为优选，所述旋转杆为圆柱体，推动板与旋转杆的侧壁固定连接，推动板倾斜设置，旋转杆的侧壁设置多个推动板且相邻的两个推动板之间间距相等，所述永磁体与推动板的侧壁面固定连接。
14.有益效果
15.本发明提供了一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房。具备以下有益效果：
16.1、该一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房，通过地热埋管采用u字形排列方式进行排列，地热埋管埋在地下30m以下，地热循环泵将地热埋管和地热交换管中的导热介质进行交换，地热交换管将热量从导热介质中交换到相变储能材料中，在需要太阳能进行热量补足时，电磁阀打开导热介质经过太阳能板对内的导热介质进行热量补足，当不需要进行热量补足时，电磁阀关闭导热介质不再经过太阳能补足装置，同时在不需要热量补足时该部分太阳能板参与发电，过滤器主要用于过滤掉水中的大颗粒杂质，减少后续处理时的堵塞情况，采用反冲泵对过滤器进行冲洗，约每12h反冲洗一次，每次约10min，反冲洗后的水，经由排污管道直接排入市政管网，沉淀池，池底设有排污管道，沉淀池的底层污水经过排污管道直接排入市政管网，沉淀池12中的沉淀时间约为45min，消毒池，采用化学消毒法进行消毒，通过强氧化剂对水体进行消毒，消毒时不采用有严重恶臭气味的强氧化剂，
活性炭处理池，对消毒后的水体进行除味，吸附水中的胶体物质，采用反冲泵对活性炭进行冲洗，约每24h冲洗一次，每次约30min，冲洗后的水经排污管道18排入市政官网，中水回用罐，用于存放处理完成后的水，采用加压泵直接将水送入用户家中和供应反冲泵用水，通过在不同的季节将恒温的地下水与建筑物的热量进行交换，提高建筑物内的恒温效果，实现在冬暖夏凉的目的。
17.2、通过滑动板在滑动槽内滑动，增加地热埋管与地下水的接触面积，增强地热埋管对地下水的导热能力。
18.3、该一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房，通过油泵与系统电信号连接，通过系统控制油泵将旋转杆一侧的液压油输送至旋转杆的另一侧，液压油从油孔进入滑动槽内从而推动滑动板从滑动槽内滑出，在提高地热埋管对地下水的热量导出能力的同时，便于控制地热埋管外表面积，更加灵活实用。
19.4、该一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房，通过设置隔板一和隔板二，地热埋管内的介质流动过程中，通过隔板一、隔板二、底板二和底板一，在增加地热埋管与内壁介质的接触面积，更加高效实现地下水与介质的热量交换
20.5、该一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房，通过在处理沉淀池内的污水时，通过水管将污水排入沉淀池内，污水冲击推动板推动旋转杆做圆周运动，连接轴带动轴承的内圈转动，通过污水冲击永磁体，永磁体将铁质的杂质吸附，降低铁质杂质对地热循环泵、中水循环泵、反冲泵和加压泵的损伤，延长使用寿命，提高运行的稳定性，同时，通过水流冲击推动板，减缓水流进入沉淀池内的速度，提高药剂与污水中杂质的接触时间，沉淀效果更好。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
22.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
23.图1房屋整体图；
24.图2墙体结构图；
25.图3地热循环图；
26.图4中水循环图；
27.图5为本发明地热埋管立体图；
28.图6为本发明地热埋管爆炸图；
29.图7为本发明图6中a的放大图；
30.图8为本发明沉淀池立体图；
31.图9为本发明图8中b的放大图；
32.图10为本发明侧板水平剖面图。
33.图例说明：
34.1、轻钢骨架；2、硅镁加气混凝土空心轻质板；3、地热循环泵；4、中水循环泵；5、太阳能板；6、地热交换管；7、相变储能材料填充物；8、地热埋管；9、新风系统；10、电磁阀；11、过滤器；12、沉淀池；13、消毒池；14、活性炭吸附池；15、中水回用罐；16、反冲泵；17、加压泵；18、排污管道；20、翼板；21、倒角板；22、滑动板；23、滑动槽；24、隔板一；25、隔板二；26、连接板；27、底板一；28、底板二；30、连接轴；31、轴承；32、旋转杆；33、推动板；34、永磁体；40、侧板；41、油孔；42、间隔板；43、储油腔；44、油泵。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例：一种利用浅层地热能的太阳能装配式被动房，如图1至图10所示，包括轻钢骨架1和硅镁加气混凝土空心轻质板2，硅镁加气混凝土空心轻质板2与轻钢骨架1固定连接，轻钢骨架1的下方设置地热系统，轻钢骨架1的上方设置太阳能补足系统，太阳能补足系统包括太阳能板5、地热交换管6、相变储能材料填充物7、新风系统9和电磁阀10，硅镁加气混凝土空心轻质板2的内部中空且硅镁加气混凝土空心轻质板2的内部填充相变储能材料填充物7，地热交换管6内嵌在相变储能材料填充物7内，新风系统9设置在轻钢骨架1的侧边，新风系统9包括通风管道和风机，太阳能板5与硅镁加气混凝土空心轻质板2的外表面固定连接，太阳能板5与地热交换管6之间设置电磁阀10，地热系统包括地热循环泵3、中水循环泵4、地热交换管6、地热埋管8、过滤器11、沉淀池12、消毒池13、活性炭吸附池14、中水回用罐15、反冲泵16、加压泵17和排污管道18，地热循环泵3和中水循环泵4均固定安装在地面，地热埋管8预埋在地面下，过滤器11安装在地面，过滤器11与地热埋管8通过水管连通，过滤器11的侧方依次固定安装有中水循环泵4、沉淀池12、消毒池13、活性炭吸附池14、中水回用罐15、反冲泵16和加压泵17，中水循环泵4的输出端与过滤器11通过水管连通，沉淀池12与中水循环泵4的输出端通过相同的管道连通，消毒池13和活性炭吸附池14连通且消毒池13与沉淀池12连通，中水回用罐15与活性炭吸附池14通过水管连通，加压泵17的输入端通过管道与活性炭吸附池14连通且反冲泵16的输出端与中水回用罐15连通，加压泵17的输入端与中水回用罐15通过水管连通且加压泵17的输出端通过水管与地热交换管6连通，沉淀池12以及活性炭吸附池14的底部均固定安装有排污管道18，地热埋管8的侧壁设置导热机构，沉淀池12内设置清理机构，地热埋管8至少埋入地下三十米，墙体以及屋顶均采用硅镁加气混凝土空心轻质板2作为主体结构且墙体和屋顶的地热交换管6相互连通，太阳能板5安装在屋顶的硅镁加气混凝土空心轻质板2向阳的一面，新风系统9中的通风管道安装在建筑物内的天花板，风机安装在建筑物的墙体，沉淀池12为矩形漏斗状，地热埋管8采用u字形排列方式进行排列，地热埋管8埋在地下连接轴30m以下，地热循环泵3将地热埋管8和地热交换管6中的导热介质进行交换，地热交换管6将热量从导热介质中交换到相变储能材料7中，在需要太阳能进行热量补足时，电磁阀10打开导热介质经过太阳能板5对6内的导热介
质进行热量补足，当不需要进行热量补足时，电磁阀10关闭导热介质不再经过太阳能补足装置，同时在不需要热量补足时该部分太阳能5板参与发电，过滤器11主要用于过滤掉水中的大颗粒杂质，减少后续处理时的堵塞情况，采用反冲泵16对过滤器进行冲洗，约每12h反冲洗一次，每次约10min，反冲洗后的水，经由排污管道18直接排入市政管网，沉淀池12，池底设有排污管道18，沉淀池的底层污水经过排污管道18直接排入市政管网，沉淀池12中的沉淀时间约为45min，消毒池13，采用化学消毒法进行消毒，通过强氧化剂对水体进行消毒，消毒时不采用有严重恶臭气味的强氧化剂，活性炭处理池14，对消毒后的水体进行除味，吸附水中的胶体物质，采用反冲泵16对活性炭进行冲洗，约每24h冲洗一次，每次约30min，冲洗后的水经排污管道18排入市政官网，中水回用罐15，用于存放处理完成后的水，采用加压泵17直接将水送入用户家中的地热交换管6和供应反冲泵16用水，通过在不同的季节将恒温的地下水与建筑物的热量进行交换，提高建筑物内的恒温效果，实现在冬暖夏凉的目的。
37.导热机构包括翼板20、倒角板21、滑动板22、滑动槽23、隔板一24和隔板二25，翼板20与地热埋管8固定连接，倒角板21与翼板20固定连接，翼板20的端面开设滑动槽23，滑动板22与滑动槽23滑动连接，隔板一24和隔板二25固定连接且隔板一24与地热埋管8固定连接，地热埋管8为内部中空的金属圆管，翼板20与地热埋管8的外侧壁固定连接，隔板一24与地热埋管8的内壁固定连接，翼板20为扇形板，滑动槽23为弧形槽且滑动槽23与滑动板22适配，倒角板21与翼板20的圆周面固定连接，地热埋管8的圆周面等间距设置四个相同的翼板20，导热机构还包括连接板26、底板一27、底板二28、侧板40、油孔41、间隔板42、储油腔43和油泵44，连接板26与隔板一24固定连接，底板二28与底板一27固定连接且底板一27与隔板二25固定连接，侧板40与地热埋管8固定连接，侧板40的内部开设储油腔43，间隔板42位于储油腔43内且间隔板42与侧板40固定连接，侧板40的端面开设油孔41且油孔41与滑动槽23连通，油泵44与间隔板42固定连接，底板一27和底板二28均为弧形板且地热循环泵3相变储能材料填充物7和底板二28共同组成一块s形板，底板一27的顶面与连接板26底面固定连接，连接板26同一隔板一24侧壁固定连接，侧板40为弓形板，间隔板42与储油腔43适配，油泵44位于间隔板42的一侧且油泵44的输出端位于间隔板42的另一侧，通过滑动板22在滑动槽23内滑动，增加地热埋管8与地下水的接触面积，增强地热埋管8对地下水的导热能力。
38.油泵44与系统电信号连接，通过系统控制油泵44将旋转杆32一侧的液压油输送至旋转杆32的另一侧，液压油从油孔41进入滑动槽23内从而推动滑动板22从滑动槽23内滑出，在提高地热埋管8对地下水的热量导出能力的同时，便于控制地热埋管8外表面积，更加灵活实用。
39.通过设置隔板一24和隔板二25，地热埋管8内的介质流动过程中，通过隔板一24、隔板二25、底板二28和底板一27，增加地热埋管8与内部介质的接触面积，更加高效实现地下水与介质的热量交换。
40.清理机构还包括连接轴30、轴承31、旋转杆32、推动板33和永磁体34，轴承31与沉淀池12内壁固定连接，连接轴30与轴承31的内圈固定连接，旋转杆32与轴承31固定连接，推动板33与旋转杆32侧壁固定连接，永磁体34与推动板33固定连接，旋转杆32为圆柱体，推动板33与旋转杆32的侧壁固定连接，推动板33倾斜设置，旋转杆32的侧壁设置多个推动板33且相邻的两个推动板33之间间距相等，永磁体34与推动板33的侧壁面固定连接，在处理沉淀池12内的污水时，通过水管将污水排入沉淀池12内，污水冲击推动板33推动旋转杆32做
圆周运动，连接轴30带动轴承31的内圈转动，通过污水冲击永磁体34，永磁体34将铁质的杂质吸附，降低铁质杂质对地热循环泵3、中水循环泵4、反冲泵16和加压泵17的损伤，延长使用寿命，提高运行的稳定性，同时，通过水流冲击推动板33，减缓水流进入沉淀池12内的速度，提高药剂与污水中杂质的接触时间，沉淀效果更好。
41.本发明的工作原理：地热循环泵3将地热埋管8和地热交换管6中的导热介质进行交换，地热交换管6将热量从导热介质中交换到相变储能材料7中，在需要太阳能进行热量补足时，电磁阀10打开导热介质经过太阳能板5对6内的导热介质进行热量补足，当不需要进行热量补足时，电磁阀10关闭导热介质不再经过太阳能补足装置，同时在不需要热量补足时该部分太阳能5板参与发电，过滤器11主要用于过滤掉水中的大颗粒杂质，减少后续处理时的堵塞情况，采用反冲泵16对过滤器进行冲洗，约每12h反冲洗一次，每次约10min，反冲洗后的水，经由排污管道18直接排入市政管网，沉淀池12，池底设有排污管道18，沉淀池的底层污水经过排污管道18直接排入市政管网，沉淀池12中的沉淀时间约为45min，消毒池13，采用化学消毒法进行消毒，通过强氧化剂对水体进行消毒，消毒时不采用有严重恶臭气味的强氧化剂，活性炭处理池14，对消毒后的水体进行除味，吸附水中的胶体物质，采用反冲泵16对活性炭进行冲洗，约每24h冲洗一次，每次约30min，冲洗后的水经排污管道18排入市政官网，中水回用罐15，用于存放处理完成后的水，采用加压泵17直接将水送入用户家中的地热交换管6和供应反冲泵16用水，油泵44将旋转杆32一侧的液压油输送至旋转杆32的另一侧，液压油从油孔41进入滑动槽23内从而推动滑动板22从滑动槽23内滑出，隔板一24、隔板二25、底板二28和底板一27，增加地热埋管8与内部介质的接触面积，水管将污水排入沉淀池12内，污水冲击推动板33推动旋转杆32做圆周运动，连接轴30带动轴承31的内圈转动，通过污水冲击永磁体34，永磁体34将铁质的杂质吸附。
42.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。