專利名稱：熱交換節(jié)能基樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種熱交換節(jié)能基樁；具體而言，本實(shí)用新型關(guān)于 一種結(jié)合熱交換模塊的基樁，利用地底溫度與外界溫度的差異與待利用 裝置進(jìn)行熱交換，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。
背景技術(shù)：
地表和地殼各點(diǎn)的溫度是不均勻的，據(jù)研究顯示取決于以下因素 巖漿的侵入、噴出和冷卻過程(內(nèi)部熱源)，太陽輻射的各種周期性變化 (外部熱源)，氣候、地下水活動(dòng)和人為因素，以及地表和地殼物質(zhì)的結(jié) 構(gòu)及其熱物理參數(shù)。 一般認(rèn)為地殼的熱狀態(tài)受內(nèi)部熱源和外部熱源的雙
重制約一內(nèi)部熱源是穩(wěn)態(tài)的，而外部熱源則是變化的。
太陽輻射源對(duì)地球表面溫度影響的程度各不相同。 一般將太陽輻射 對(duì)地殼加熱所影響的深度作為一個(gè)分界面，稱之為恒溫層。恒溫層以上 為變溫層，以下則為增溫層，增溫層的平均地溫梯度為每公里向下增加
攝氏30度，各地恒溫層深度和溫度則需根據(jù)鉆孔長期觀測結(jié)果來測定。
依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，各地恒溫層的深度及其溫度值并不相同，且明顯地與各
地區(qū)所處的緯度相關(guān)，例如中國己測得的恒溫層深度在15 30公尺之 間，溫度則介于10 23°C。就實(shí)際應(yīng)用面來看，不論是汲取井水或于地 下室儲(chǔ)物皆有此種原理的應(yīng)用一由于地下溫度變化不大，冬季時(shí)井水的 溫度相較地表為高，在地下室貯存蔬果可以防凍；夏季時(shí)井水的溫度相 較地表為低，在地下室貯存蔬果則可以防腐一形成「冬暖夏涼」的現(xiàn)象。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種熱交換節(jié)能基樁，供與建筑結(jié) 構(gòu)配合使用，基樁內(nèi)設(shè)置有熱交換模塊，利用地底溫度及外界溫度的差 異與待利用裝置進(jìn)行熱交換，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種熱交換節(jié)能基樁，基樁內(nèi)設(shè)置 有熱交換模塊與供水系統(tǒng)相連，可預(yù)熱部分供水管路以節(jié)省加熱供水管
路內(nèi)用水所需使用的能源。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種熱交換節(jié)能基樁，基樁內(nèi)設(shè)置 有熱交換模塊與具高熱傳導(dǎo)性管線相連，可增加建筑結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)溫度的機(jī)能。
本實(shí)用新型熱交換節(jié)能基樁，供與一建筑結(jié)構(gòu)配合使用，包含
本實(shí)用新型的熱交換節(jié)能基樁包含樁體及熱交換模塊。樁體連結(jié)于 建筑結(jié)構(gòu)下方，熱交換模塊包含熱交換裝置與熱收集循環(huán)管。其中熱交 換裝置設(shè)置于樁體上方，熱收集循環(huán)管具有第一部份設(shè)置于樁體內(nèi)及第 二部份與熱交換裝置可熱傳導(dǎo)地相連。熱交換節(jié)能基樁進(jìn)一步包含有熱 輸出管路，與熱交換裝置可熱傳導(dǎo)地相連，當(dāng)熱收集循環(huán)管藉第一部份 與樁體間進(jìn)行熱交換，第二部份對(duì)熱交換裝置進(jìn)行熱傳導(dǎo)，熱交換裝置 分別與熱輸出管路及熱收集循環(huán)管進(jìn)行熱交換以達(dá)至一熱平衡狀態(tài)。
本實(shí)用新型提供的熱交換節(jié)能基樁，利用地底溫度及外界溫度的差 異與待利用裝置進(jìn)行熱交換，可達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，并可預(yù)熱部分供 水管路以節(jié)省加熱供水管路內(nèi)用水所需使用的能源及可增加建筑結(jié)構(gòu)調(diào) 節(jié)溫度的機(jī)能。


圖1所示為本實(shí)用新型熱交換節(jié)能基樁的一較佳實(shí)施例；
圖2所示為本實(shí)用新型熱交換節(jié)能基樁熱交換模塊的局部放大圖。
主要組件符號(hào)說明 100地面 200建筑結(jié)構(gòu) 300樁體 400熱交換模塊 410熱交換裝置 420熱收集循環(huán)管 421第一端 422第二端
430熱輸出管路、供水系統(tǒng) 431第一端、進(jìn)水管路
432第二端、出水管路
440壓縮泵 450輸出管線 451控制閥
500熱儲(chǔ)存裝置、儲(chǔ)水裝置 600冷熱交換管
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種熱交換節(jié)能基樁，供與建筑結(jié)構(gòu)配合使用，基 樁內(nèi)設(shè)置有熱交換模塊，利用地底溫度及外界溫度的差異與待利用裝置 進(jìn)行熱交換，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。本實(shí)用新型的熱交換節(jié)能基樁較 佳應(yīng)用于樓房建筑結(jié)構(gòu)，例如家用住宅、別墅或宿舍、飯店、旅館等建 筑物。然而在不同實(shí)施例中，本實(shí)用新型的熱交換節(jié)能基樁亦可應(yīng)用于 如商用大樓、廠房建筑、倉儲(chǔ)建筑、醫(yī)院病房、車站機(jī)場等或其它類型 的復(fù)合式建筑結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的熱交換節(jié)能基樁較佳于基樁內(nèi)設(shè)置有 熱交換模塊與供水系統(tǒng)相連，可預(yù)熱部分供水管路以節(jié)省加熱供水管路 內(nèi)用水所需使用的能源。
此外在其它較佳實(shí)施例中，本實(shí)用新型的熱交換節(jié)能基樁較佳亦包 含將熱交換模塊連接至一具高熱傳導(dǎo)性的管線而與外部的待利用裝置相 連，由于管線本身具有高熱傳導(dǎo)性，因此可快速地傳遞熱能并使熱交換 模塊與外部的待利用裝置兩者間達(dá)至一熱平衡狀態(tài)。當(dāng)外界溫度低時(shí)， 熱能將自熱交換模塊傳導(dǎo)至外部待利用裝置，除了維持外部待利用裝置 的溫度，亦可減少相關(guān)能源的使用；當(dāng)外界溫度增高或外部待利用裝置 開始發(fā)散熱能，則熱能將自外部待利用裝置傳導(dǎo)至熱交換模塊，除可提 供散熱降溫的功能，亦可減少為降低溫度所額外耗費(fèi)的能源。此處所言 的待利用裝置，包含如電暖氣管、空調(diào)系統(tǒng)、冷凝器、保溫裝置如茶壺 座、咖啡壺座等、建筑結(jié)構(gòu)外墻、建筑結(jié)構(gòu)地板，或其它設(shè)置于建筑結(jié) 構(gòu)內(nèi)部而可增加建筑結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)溫度機(jī)能者。此處所言的高熱傳導(dǎo)性，指 管線具有易于集熱及散熱的特性，舉凡金屬、合金或高分子材料等具前 述特性者皆屬之。
圖1所示為本實(shí)用新型熱交換節(jié)能基樁的一較佳實(shí)施例。如圖1所 示，本實(shí)用新型的熱交換節(jié)能基樁較佳與建筑結(jié)構(gòu)200配合使用，包含
樁體300與熱交換模塊400。在此較佳實(shí)施例中，樁體300相對(duì)于地面 100連結(jié)于建筑結(jié)構(gòu)200下方，除可提供建筑結(jié)構(gòu)200所需的支撐，亦
伸入地層中與周圍區(qū)域達(dá)至一熱平衡狀態(tài)。因此，如圖l的較佳實(shí)施例 所示，設(shè)置于樁體300內(nèi)的熱交換模塊400將與樁體300及其周圍區(qū)域 具有同樣或相近似的溫度。如圖1所示，熱交換模塊400較佳包含熱交 換裝置410、熱收集循環(huán)管420與熱輸出管路430。如圖1的較佳實(shí)施例 所示，熱交換裝置410設(shè)置于樁體300上方。此處所言的設(shè)置于樁體300 上方，如圖1所示，指熱交換裝置410設(shè)置于樁體300與建筑結(jié)構(gòu)200 地板間的區(qū)域而言；然而在不同實(shí)施例中，熱交換裝置410亦可設(shè)置于 建筑結(jié)構(gòu)200的地下室或是建筑結(jié)構(gòu)200外圍區(qū)域的地面100。如圖1 及圖2的較佳實(shí)施例所示，熱交換裝置410內(nèi)包含具高熱傳導(dǎo)性材質(zhì)所 形成的冷熱交換管600，并進(jìn)一歩設(shè)置有隔熱材料包覆熱交換裝置410 的外表面，以防止熱能的發(fā)散逸失或受外界溫度的千擾而減低其效果。 如圖2所示，熱交換裝置410內(nèi)裝載的冷熱交換管600較佳與熱收集循 環(huán)管420的第二端422以及熱輸出管路430的第一端431彼此交錯(cuò)設(shè)置， 藉由冷熱交換管600快速集散熱能的特性，使熱收集循環(huán)管420與熱輸 出管路430兩者間快速達(dá)至一熱平衡狀態(tài)。在如圖2所示的較佳實(shí)施例 中，冷熱交換管600較佳由鈦合金或鋁鎂合金所形成，然而在不同實(shí)施 例中，亦可使用其它金屬、合金或高分子材料等具高熱傳導(dǎo)性材質(zhì)所形 成的冷熱交換管600。
如圖1的較佳實(shí)施例所示，熱收集循環(huán)管420分別與樁體300及熱 交換裝置410可熱傳導(dǎo)地相連。如圖1所示，熱收集循環(huán)管420具有第 一端421設(shè)置于樁體300內(nèi)及第二端422與熱交換裝置410可熱傳導(dǎo)地 相連。在此較佳實(shí)施中，熱交換裝置410進(jìn)一步與熱輸出管路430可熱 傳導(dǎo)地相連，其中當(dāng)熱收集循環(huán)管420藉第一端421與樁體間300進(jìn)行 熱交換，第二端422對(duì)熱交換裝置410進(jìn)行熱傳導(dǎo)，熱交換裝置410與 熱輸出管路430彼此間藉熱收集循環(huán)管420達(dá)至一熱平衡狀態(tài)，且熱交 換裝置410進(jìn)一步與熱輸出管路430進(jìn)行熱交換。在如圖l所示的實(shí)施 例中，熱收集循環(huán)管420較佳由具高熱傳導(dǎo)性材質(zhì)所形成，舉凡金屬、 合金、高分子材料等具有易于集熱及散熱特性者皆屬之。因此，為避免 熱能的發(fā)散逸失或受外界溫度的干擾而減低其效果，熱收集循環(huán)管420 較佳進(jìn)一步包含隔熱材料包覆于熱收集循環(huán)管420的外表面。如圖1及
圖2所示，其中熱收集循環(huán)管420較佳包含設(shè)置有液態(tài)材料(未標(biāo)示)與
壓縮泵440，于熱收集循環(huán)管420內(nèi)往復(fù)循環(huán)而與樁體300及熱交換裝 置410進(jìn)行熱交換。在此較佳實(shí)施例中，液態(tài)材料包含冷煤，然而在不 同實(shí)施例中，液態(tài)材料亦包含其它可代替冷煤的液態(tài)材料。
如圖2的較佳實(shí)施例所示，熱輸出管路430包含但不限于供水系統(tǒng)。
無論外界處于低溫或高溫狀態(tài)，本實(shí)用新型的熱交換節(jié)能基樁內(nèi)所設(shè)置 的熱交換模塊400與供水系統(tǒng)結(jié)合后，皆有其不同的應(yīng)用
其一，當(dāng)外界低溫時(shí)，則地底溫度相對(duì)較高，熱交換裝置410及熱 收集循環(huán)管420能發(fā)揮集熱保溫的功能，對(duì)熱輸出管路430形成增溫的 效果。如圖2的較佳實(shí)施例所示，當(dāng)熱輸出管路430設(shè)置為供水系統(tǒng)， 此時(shí)熱輸出管路430的第一端431即為進(jìn)水管路，熱輸出管路430的第 二端432則設(shè)置為出水管路。如圖2所示，進(jìn)水管路431較佳部分與熱 交換裝置410可熱傳導(dǎo)地相連，當(dāng)供水自進(jìn)水管路431通過熱交換裝置 410進(jìn)行熱交換而升高溫度，增溫后的供水自出水管路432輸出后可供 使用者利用。如圖2的較佳實(shí)施例所示，熱輸出管路430另包含儲(chǔ)水裝 置500設(shè)置于出水管路432，供溫水自出水管路432輸出后儲(chǔ)存之。儲(chǔ) 水裝置500較佳進(jìn)一步設(shè)置有輸出管線450及控制閥451，供使用者依 需求利用。此處所言的依需求利用，指使用者可將儲(chǔ)水裝置500所儲(chǔ)存 的溫水作為一般清潔洗滌之用。然而在其它較佳實(shí)施例中，亦包含于輸 出管線450加裝外部熱源，供使用者進(jìn)一步加熱自儲(chǔ)水裝置500輸出的 溫水，以作為洗澡或?yàn)槠渌匾挠猛?。在此較佳實(shí)施中，使用者將可 節(jié)省加熱供水統(tǒng)430管路內(nèi)用水所需使用的能源。
其二，當(dāng)外界高溫時(shí)，則地底溫度相對(duì)較低，熱交換裝置410及熱 收集循環(huán)管420能發(fā)揮散熱冷卻的功能，對(duì)熱輸出管路430形成降溫的 效果。如圖2的較佳實(shí)施例所示，當(dāng)供水自進(jìn)水管路431通過熱交換裝 置410進(jìn)行熱交換而降低溫度，降溫后的供水自出水管路432輸出后將 可供使用者進(jìn)一步利用。如圖2所示，自出水管路432輸出的冷水可進(jìn) 一歩連接至空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，除可吸收冷凝器所發(fā)散的熱能，亦可減 少冷凝器對(duì)外界的排熱，符合環(huán)保的目的與要求。
此外，在其它較佳實(shí)施例中，熱輸出管路430亦包含具高熱傳導(dǎo)性 的管線而與待利用裝置相連，熱輸出管路430藉管線具有的易于集熱及 散熱的特性，可對(duì)待利用裝置進(jìn)行熱交換以發(fā)揮調(diào)節(jié)溫度的功能。如前
所述，待利用裝置包含電暖氣管、空調(diào)系統(tǒng)、冷凝器、保溫裝置如茶壺 座、咖啡壺座等、建筑結(jié)構(gòu)外墻、建筑結(jié)構(gòu)地板，或其它設(shè)置于建筑結(jié) 構(gòu)內(nèi)部而可增加建筑結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)溫度機(jī)能者皆謂之。當(dāng)熱輸出管路430為 具高熱傳導(dǎo)性的管線，無論外界處于低溫或高溫狀態(tài)，本實(shí)用新型的熱
交換節(jié)能基樁內(nèi)所設(shè)置的熱交換模塊400與管線結(jié)合后，皆有其不同的
應(yīng)用
其一，當(dāng)外界低溫時(shí)，則地底溫度相對(duì)較高，熱交換裝置410及熱 收集循環(huán)管420能發(fā)揮集熱保溫的功能，對(duì)熱輸出管路430形成增溫的 效果。當(dāng)待利用裝置為電暖氣管裝設(shè)于建筑結(jié)構(gòu)200的地板下方，或是 將熱輸出管路430進(jìn)一步埋設(shè)于建筑結(jié)構(gòu)200的外墻內(nèi)，可形成相當(dāng)于 傳統(tǒng)的「炕」結(jié)構(gòu)，除使室內(nèi)維持溫暖，亦可以節(jié)省相關(guān)電源的使用與 支出。此外，若當(dāng)?shù)丨h(huán)境許可并發(fā)現(xiàn)地底具有熱源或地?zé)釀t可選擇特定 節(jié)能基樁的樁體300深埋入靠近熱源或地?zé)崽?，以擷取熱能并做進(jìn)一步 的利用。
其二，當(dāng)外界高溫時(shí)，則地底溫度相對(duì)較低，熱交換裝置410及熱 收集循環(huán)管420能發(fā)揮散熱冷卻的功能，對(duì)熱輸出管路430則形成降溫 的效果。此時(shí)，熱輸出管路430可與設(shè)置于建筑物200外墻或屋頂?shù)膶?dǎo) 熱材質(zhì)管線相連，可適度發(fā)散因受太陽輻射照射所累積的熱能，除保持 建筑結(jié)構(gòu)200的涼爽，亦可節(jié)省為維持室內(nèi)涼爽所耗費(fèi)的空調(diào)系統(tǒng)電力 使用及相關(guān)支出。
本實(shí)用新型已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí) 施本實(shí)用新型的范例。必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本實(shí)用 新型的范圍。相反地，包含于申請(qǐng)專利范圍的精神及范圍的修改及均等 設(shè)置均包含于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種熱交換節(jié)能基樁，供與一建筑結(jié)構(gòu)配合使用，其特征在于，包含一樁體，連結(jié)于建筑結(jié)構(gòu)下方；以及一熱交換模塊，包含一熱交換裝置，設(shè)置于樁體上方；一熱收集循環(huán)管，熱收集循環(huán)管具有一第一部份設(shè)置于樁體內(nèi)及一第二部份與熱交換裝置可熱傳導(dǎo)地相連；以及一熱輸出管路，與熱交換裝置可熱傳導(dǎo)地相連，其中當(dāng)熱收集循環(huán)管藉第一部份與樁體間進(jìn)行熱交換，第二部份對(duì)熱交換裝置進(jìn)行熱傳導(dǎo)，熱交換裝置分別與熱輸出管路及熱收集循環(huán)管進(jìn)行熱交換以達(dá)至一熱平衡狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，熱輸出管路包 含一供水系統(tǒng)，供水系統(tǒng)具有一進(jìn)水管路及一出水管路，進(jìn)水管路部分與 熱交換裝置可熱傳導(dǎo)地相連，出水管路輸出自進(jìn)水管路通過熱交換裝置進(jìn) 行熱交換的一供水。
3. 如權(quán)利要求2所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，另包含一儲(chǔ)水 裝置與出水管路相連以儲(chǔ)存供水，其中儲(chǔ)水裝置進(jìn)一步包含一輸出管線設(shè) 置有一控制閥，供使用者利用供水。
4. 如權(quán)利要求3所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，另包含一外部 熱源設(shè)置于輸出管線，供使用者加熱供水。
5. 如權(quán)利要求2所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，出水管路進(jìn)一 步包含連接至一空調(diào)系統(tǒng)的一冷凝器，供冷卻冷凝器。
6. 如權(quán)利要求1所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，熱收集循環(huán)管 進(jìn)一步包含一隔熱材料包覆熱收集循環(huán)管的外表面。
7. 如權(quán)利要求1所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，熱收集循環(huán)管 包含設(shè)置有一液態(tài)材料及一壓縮泵，供循環(huán)液態(tài)材料與熱交換裝置及樁體 進(jìn)行熱交換。
8. 如權(quán)利要求7所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，液態(tài)材料包含 一冷煤。
9. 如權(quán)利要求1所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，熱輸出管路包 含一具高熱傳導(dǎo)性管線，與一待利用裝置相連并對(duì)待利用裝置進(jìn)行熱交換。
10. 如權(quán)利要求1所述的熱交換節(jié)能基樁，其特征在于，熱交換裝置包 含一具高熱傳導(dǎo)性材質(zhì)所形成的一冷熱交換管。
專利摘要一種熱交換節(jié)能基樁。本實(shí)用新型的熱交換節(jié)能基樁包含樁體及熱交換模塊。樁體連結(jié)于建筑結(jié)構(gòu)下方，熱交換模塊包含熱交換裝置與熱收集循環(huán)管。其中熱交換裝置設(shè)置于樁體上方，熱收集循環(huán)管具有第一部分設(shè)置于樁體內(nèi)及第二部分與熱交換裝置可熱傳導(dǎo)地相連。熱交換節(jié)能基樁進(jìn)一步包含有熱輸出管路，當(dāng)熱收集循環(huán)管藉第一部分與樁體間進(jìn)行熱交換，第二部分對(duì)熱交換裝置進(jìn)行熱傳導(dǎo)，熱交換裝置與熱收集循環(huán)管及熱輸出管路三者間達(dá)至一熱平衡狀態(tài)。
文檔編號(hào)E02D5/22GK201077984SQ20072015410
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者尹衍樑 申請(qǐng)人:潤弘精密工程事業(yè)股份有限公司