本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及生土窯洞的溫濕度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)生土窯洞具有冬暖夏涼的建筑特點，屬于天然的生態(tài)住宅。然而，由于其室內(nèi)通風效果差，經(jīng)常出現(xiàn)室內(nèi)霉潮、結(jié)露等現(xiàn)象，嚴重影響窯洞住宅的居住品質(zhì)。

公知的傳統(tǒng)生土窯洞的通風改良技術(shù)主要有兩種：1）一種是使用分體式空調(diào)，其工作原理主要是壓縮機吸入低壓的氣態(tài)制冷劑，被壓縮成高溫高壓的氣體；而后高溫高壓的氣態(tài)制冷劑流到室外的冷凝器，在向室外散熱過程中，逐漸冷凝成高溫高壓液體；接著，通過節(jié)流裝置降壓（同時也降溫）又變成低溫低壓的氣液混合物。氣液混合的制冷劑進入室內(nèi)的蒸發(fā)器，通過吸收室內(nèi)空氣中的熱量而不斷汽化，起到降溫的作用。但是，分體式空調(diào)需要使用大量能源，造價較高，且室外機組與室內(nèi)機組的連接和設(shè)置破壞了傳統(tǒng)民居既有的外觀形態(tài)的原生性和完整性，并且因為沒有室外新風送入室內(nèi)，長期在封閉環(huán)境中使用空調(diào)，容易造成“空調(diào)病”。

2）另外一種是使用“風帽”通風裝置，其工作原理主要是通過在窯頂安裝“風帽”，在風帽靠近窯洞室內(nèi)處設(shè)置管道風機，配合窯洞門窗的開啟，通過室內(nèi)風壓通風和拔風透氣的效果，從而達到窯洞室內(nèi)風環(huán)境改良的效果。但是，風帽與窯洞門窗開啟形成對流在有效改善了窯洞室內(nèi)風環(huán)境的同時，卻造成了窯洞室內(nèi)熱損耗，改變了窯洞“冬暖夏涼”的優(yōu)良熱工特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種既能夠保持窯洞冬暖夏涼的優(yōu)良特性，又能夠持續(xù)向窯洞內(nèi)送入新風、改善窯洞內(nèi)部的空氣環(huán)境，并且無須使用制冷劑、無須使用能源的土壤源基生土窯洞被動式通風除濕系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的土壤源基生土窯洞被動式通風除濕系統(tǒng) 包括沿窯洞的窯腿傾斜設(shè)置的新風管，新風管埋設(shè)于土壤內(nèi)且其坡度小于等于20%；新風管上串聯(lián)連接有土壤源換熱裝置，

土壤源換熱裝置包括上集氣箱和下集氣箱，上集氣箱的下表面中心與下集氣箱的上表面中心通過連接柱相連接；上集氣箱與下集氣箱之間通過若干導(dǎo)氣管相連通，各導(dǎo)氣管以連接柱為中心均勻分布；所述上集氣箱與下集氣箱之間間隔設(shè)有多個傳熱板，傳熱板與導(dǎo)氣管相垂直；傳熱板上均勻分布有多個形狀不規(guī)則的傳熱孔；所述連接柱和各導(dǎo)氣管均穿過傳熱板并與傳熱板固定連接；

以所述土壤源換熱裝置為界限，土壤源換熱裝置上方的新風管為上游新風管，土壤源換熱裝置下方的新風管為下游新風管；

所述新風管并排設(shè)有三排，各上游新風管的頂端均設(shè)有進風口，進風口伸出窯頂，各上游新風管的底端均與上集氣箱相連接；各下游新風管的上端均與下集氣箱相連接，各下游新風管的底部通過橫向連接管相互連通，橫向連接管向下連接有U形冷凝水管， U形冷凝水管的另一端開口在窯洞室外；橫向連接管向上連接有送風裝置；

送風裝置包括底端與橫向連接管相連通的立管，立管頂部伸入窯洞室內(nèi)并連接有彎頭，彎頭連接有水平設(shè)置的出風口，出風口和所述進風口處均設(shè)置有防塵濾網(wǎng)；

窯洞室的頂壁設(shè)有若干拔氣裝置，拔氣裝置包括拔氣管，拔氣管的下端位于窯洞室內(nèi)且其上端向上突出窯頂；拔氣管頂部開口處罩設(shè)有風帽，風帽通過連接桿連接在拔氣管上；所述拔氣管的底部設(shè)有風量調(diào)節(jié)裝置；所述出風口和所述拔氣裝置位于窯洞室內(nèi)的相對兩側(cè)。

所述U形冷凝水管正上方的橫向連接管的頂部設(shè)置有擋水凸起，擋水凸起呈上大下小的錐形，且擋水凸起的尖端向下正對所述U形冷凝水管的開口。

立管中部設(shè)有管道風機。

所述風量調(diào)節(jié)裝置包括上孔板和下孔板，上孔板的外圓設(shè)有外螺紋，上孔板的上半部分伸入拔氣管底端并與拔氣管螺紋連接；上孔板的下表面與下孔板的上表面相貼合；

下孔板的外圓向上凸起設(shè)有環(huán)形的轉(zhuǎn)動連接部，轉(zhuǎn)動連接部的內(nèi)徑與上孔板的外徑相同，轉(zhuǎn)動連接部上設(shè)有環(huán)形的滑槽，上孔板固定連接有滑環(huán)，滑環(huán)卡入所述環(huán)形的滑槽；

上孔板和下孔板于對應(yīng)位置處開設(shè)有若干拔氣孔，在圓周方向上相鄰的兩個拔氣孔的間距大于拔氣孔的直徑。

本發(fā)明的目的還在于提供一種上述土壤源基生土窯洞被動式通風除濕系統(tǒng)的施工方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的土壤源基生土窯洞被動式通風除濕系統(tǒng)的施工方法按以下步驟進行：

第一步驟是沿窯洞的窯頂和窯腿開挖基坑，第二步驟是在基坑內(nèi)鋪設(shè)三根并排間隔設(shè)置的上游新風管、三根并排間隔設(shè)置的下游新風管和土壤源換熱裝置，并將上集氣箱與各上游新風管相連接，將下集氣箱與各下游新風管相連接；

第二步驟是使用橫向連接管連接各下游新風管的底部，并在橫管上連接送風裝置和U形冷凝水管，在U形冷凝水管正上方的橫向連接管的頂部設(shè)置擋水凸起，使擋水凸起的尖端向下正對U形冷凝水管的開口處；

還包括有與上述第一步驟和第二步驟不分先后順序的第三步驟；

第三步驟是先在窯洞室內(nèi)頂壁上穿設(shè)垂直設(shè)置的三根拔氣管，

然后在各拔氣管的底部螺紋連接風量調(diào)節(jié)裝置，具體是將上孔板螺紋連接在拔氣管底部；同時在各拔氣管的頂部通過連接桿安裝用于遮擋拔氣管頂部開口的風帽。

本發(fā)明能夠利用窯洞窯頂覆土層和窯腿處的土壤所含冷量或熱量，無須使用制冷劑即可達到調(diào)節(jié)窯洞室內(nèi)溫度的目的，不會因使用制冷劑而對環(huán)境造成影響（如Ｒ22大量使用會破壞臭氧層）。本發(fā)明中，換氣通風主要靠拔氣裝置來實現(xiàn)，利用風壓進行自動通風，因此無須能源即可自動通風，十分節(jié)能。

本發(fā)明通過風量調(diào)節(jié)裝置能夠較為精確地調(diào)節(jié)拔氣通風量，達到最佳的被動式通風效果，在需要短時間內(nèi)大量換氣的時候，又可以開啟管道風機來進行強制通風，使用方式十分靈活，能夠滿足窯洞生活的各類空氣調(diào)節(jié)的需要。

U形冷凝水管的位置較低，該處空氣沒有地表處的空氣新鮮，且如果從該處抽入空氣，則氣流不會經(jīng)過土壤源換熱裝置和較長的新風管，這樣就起不到地源換熱的作用，不能改善窯洞室內(nèi)的溫度條件。U形冷凝水管的設(shè)置，既能夠排出冷凝水，又利用U形冷凝水管所形成的水封，防止U形冷凝水管處的空氣被抽入窯洞室內(nèi)。U形冷凝水管能夠排出冷凝水，從而起到除濕的作用?？傊?，U形冷凝水同時具有除濕、防止空氣由該處抽入并消除調(diào)溫效果的作用，對于確保本通風除濕系統(tǒng)的正常運行具有重要意義。

擋水凸起能夠使沿下游新風管的管壁流動的分散的冷凝水匯集到一起，并滴入U形冷凝水管，從而增強本發(fā)明的除濕效果。

當新鮮空氣經(jīng)上游新風管到達土壤源換熱裝置后，空氣經(jīng)上集氣箱進入各導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管相連接的傳熱板起到傳熱翅片的作用，使導(dǎo)氣管內(nèi)的氣流中的熱量（或冷量）能夠更快地散發(fā)到土壤中去，表現(xiàn)為導(dǎo)氣管中的空氣更為迅速地吸收土壤中的冷量（或熱量）。傳熱孔為不規(guī)則形狀，相較圓形孔或方形孔或橢圓孔，在面積相同的情形下其邊長更長，從而增大傳熱板與土壤的接觸面積，加快傳熱速度。本發(fā)明中土壤源換熱裝置加新風管的地源換熱結(jié)構(gòu)，具有較高的地源換熱效率，能夠更迅速地利用地源冷量（熱量）降低（升高）送風溫度，更充分地利用地源冷量（熱量）。

本發(fā)明中的施工方法步驟簡單，施工速度較快，并且不會破壞傳統(tǒng)窯洞民居既有外觀形態(tài)的完整性和原生性。

本發(fā)明在為窯洞內(nèi)部降溫（夏季）或升溫（冬季）的同時，無須能源，無須使用制冷劑，不會造成環(huán)境污染，并且可以改善窯洞內(nèi)部空氣的新鮮程度，防止因傳統(tǒng)空調(diào)“室內(nèi)循環(huán)”的制冷制熱方式造成的“空調(diào)病”，適于對現(xiàn)有窯洞進行改造，具有良好的推廣應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是風量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是土壤源換熱裝置與新風管的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4中土壤源換熱裝置的傳熱板處的截面圖；

圖6是生土窯洞地坑窯的平面置圖；

圖7是圖1中G處的放大圖；

圖8是送風裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖6中A處所示為窯腿處，圖6中B處所示為基坑開挖處，圖6中C處所示為地坑窯生土窯洞的窯洞室處，圖6中D處所示為地坑窯外輪廓，圖6中E處所示為地坑窯天心，圖6中F處所示為地坑窯窯頂處。

圖1中箭頭所示方向為該處的氣流方向。

如圖1至圖8所示，本發(fā)明的土壤源基生土窯洞被動式通風除濕系統(tǒng)包括沿窯洞的窯腿傾斜設(shè)置的新風管，新風管埋設(shè)于土壤內(nèi)且其坡度小于等于20%；新風管上串聯(lián)連接有土壤源換熱裝置1。

土壤源換熱裝置1包括上集氣箱2和下集氣箱3，上集氣箱2的下表面中心與下集氣箱3的上表面中心通過連接柱4相連接；上集氣箱2與下集氣箱3之間通過若干導(dǎo)氣管5相連通，各導(dǎo)氣管5以連接柱4為中心均勻分布；所述上集氣箱2與下集氣箱3之間間隔設(shè)有多個傳熱板6，傳熱板6與導(dǎo)氣管5相垂直；傳熱板6上均勻分布有多個形狀不規(guī)則的傳熱孔7；所述連接柱4和各導(dǎo)氣管5均穿過傳熱板6并與傳熱板6固定連接；

以所述土壤源換熱裝置1為界限，土壤源換熱裝置1上方的新風管為上游新風管8，土壤源換熱裝置1下方的新風管為下游新風管9；

當新鮮空氣經(jīng)上游新風管8到達土壤源換熱裝置1后，空氣經(jīng)上集氣箱2進入各導(dǎo)氣管5，導(dǎo)氣管5相連接的傳熱板6起到傳熱翅片的作用，使導(dǎo)氣管5內(nèi)的氣流中的熱量（或冷量）能夠更快地散發(fā)到土壤中去，表現(xiàn)為導(dǎo)氣管5中的空氣更為迅速地吸收土壤中的冷量（或熱量）。傳熱孔7為不規(guī)則形狀，相較圓形孔或方形孔或橢圓孔，在面積相同的情形下其邊長更長，從而增大傳熱板6與土壤的接觸面積，加快傳熱速度。本發(fā)明中土壤源換熱裝置加新風管的地源換熱結(jié)構(gòu)，具有較高的地源換熱效率，能夠更迅速地利用地源冷量（熱量）降低（升高）送風溫度，更充分地利用地源冷量（熱量）。

所述新風管并排設(shè)有三排，各上游新風管8的頂端均設(shè)有進風口17，進風口17伸出窯頂。各上游新風管8的底端均與上集氣箱2相連接；各下游新風管9的上端均與下集氣箱3相連接，各下游新風管9的底部通過橫向連接管10相互連通，橫向連接管10向下連接有U形冷凝水管11， U形冷凝水管11的另一端開口在窯洞室外；橫向連接管10向上連接有送風裝置12。

U形冷凝水管的位置較低，該處空氣沒有地表處的空氣新鮮，且如果從該處抽入空氣，則氣流不會經(jīng)過土壤源換熱裝置和較長的新風管，這樣就起不到地源換熱的作用，不能改善窯洞室內(nèi)的溫度條件。U形冷凝水管的設(shè)置，既能夠排出冷凝水，又利用U形冷凝水管所形成的水封，防止U形冷凝水管處的空氣被抽入窯洞室內(nèi)。

送風裝置12包括底端與橫向連接管10相連通的立管13，立管13頂部伸入窯洞室14內(nèi)并連接有彎頭15，彎頭15連接有水平設(shè)置的出風口16，出風口16和所述進風口17處均設(shè)置有防塵濾網(wǎng)；濾網(wǎng)為常規(guī)裝置，圖未示。

窯洞室14的頂壁設(shè)有若干拔氣裝置，拔氣裝置包括拔氣管18，拔氣管18的下端位于窯洞室14內(nèi)且其上端向上伸出窯洞室14的頂壁即突出窯頂；拔氣管18頂部開口處罩設(shè)有風帽19，風帽19通過連接桿20連接在拔氣管18上；所述拔氣管18的底部設(shè)有風量調(diào)節(jié)裝置21；所述出風口16和所述拔氣裝置位于窯洞室14內(nèi)的相對兩側(cè)。從而保證從出風口16吹入室內(nèi)的新風，不會立即被拔氣裝置拔出，而是會在室內(nèi)流動，拔氣裝置只能直接將窯洞室14內(nèi)出風口16相對側(cè)的空氣拔出。

所述U形冷凝水管11正上方的橫向連接管10的頂部設(shè)置有擋水凸起22，擋水凸起22呈上大下小的錐形，且擋水凸起22的尖端向下正對所述U形冷凝水管11的開口。

立管13中部設(shè)有管道風機23。從而在窯洞室14內(nèi)在短時間內(nèi)需要大量通風的時候，能夠開啟管道風機23來滿足需要。在室外有風、拔氣作用不明顯的時候，也可以開啟管道風機23來進行強制通風。所述風量調(diào)節(jié)裝置21包括上孔板24和下孔板25，上孔板24的外圓設(shè)有外螺紋，上孔板24的上半部分伸入拔氣管18底端并與拔氣管18螺紋連接；上孔板24的下表面與下孔板25的上表面相貼合；

下孔板25的外圓向上凸起設(shè)有環(huán)形的轉(zhuǎn)動連接部26，轉(zhuǎn)動連接部26的內(nèi)徑與上孔板24的外徑相同，轉(zhuǎn)動連接部26上設(shè)有環(huán)形的滑槽，上孔板24固定連接有滑環(huán)27，滑環(huán)27卡入所述環(huán)形的滑槽；

上孔板24和下孔板25于對應(yīng)位置處開設(shè)有若干拔氣孔28，在圓周方向上相鄰的兩個拔氣孔28的間距大于拔氣孔28的直徑。從而保證在旋轉(zhuǎn)下孔板25時，能夠使上、下孔板24、25的拔氣孔28完全錯開，從而完全關(guān)閉拔氣管18。調(diào)節(jié)下孔板25的旋轉(zhuǎn)角度，可以調(diào)節(jié)上、下孔板24、25上的拔氣孔28錯開的程度。當上、下孔板24、25上的拔氣孔28正好正對時，拔氣管18的開啟度達到最大程度，此時具有最強的拔氣效果；當上、下孔板24、25上的拔氣孔28逐漸錯開時，拔氣管18的開啟度逐漸縮小，拔氣效果逐漸降低；當上、下孔板24、25上的拔氣孔28完全錯開時，拔氣管18被完全關(guān)閉，此時拔氣管18不具有拔氣效果。

滑環(huán)27和滑槽的設(shè)置，使得下孔板25在相對上孔板24旋轉(zhuǎn)的同時，上、下孔板24、25之間不會出現(xiàn)間隙。

其中，所述新風管采用管徑為110厘米的PVC管路，所述U形冷凝水管11采用管徑為50厘米的U形PVC管路，所述新風管與土壤源換熱裝置1的總長度大于等于15米。所述三排新風管中，相鄰兩排新風管之間的間距大于等于1米。為防止管道敞口處雜物累積及蟻蟲穴，凡是敞口處以過濾網(wǎng)（優(yōu)選采用紗網(wǎng)）封護，并定期清理維護。

本發(fā)明還提供了一種使用上述土壤源基生土窯洞被動式通風除濕系統(tǒng)的施工方法，該方法按以下步驟進行：

第一步驟是沿窯洞的窯頂覆土層和窯腿開挖基坑，第二步驟是在基坑內(nèi)鋪設(shè)三根并排間隔設(shè)置的上游新風管8、三根并排間隔設(shè)置的下游新風管9和土壤源換熱裝置1，并將上集氣箱2與各上游新風管8相連接，將下集氣箱3與各下游新風管9相連接；

第二步驟是使用橫向連接管10連接各下游新風管9的底部，并在橫管上連接送風裝置12和U形冷凝水管11，在U形冷凝水管11正上方的橫向連接管10的頂部設(shè)置擋水凸起22，使擋水凸起22的尖端向下正對U形冷凝水管11的開口處；

還包括有與上述第一步驟和第二步驟不分先后順序的第三步驟；

第三步驟是先在窯洞室14內(nèi)頂壁上穿設(shè)垂直設(shè)置的三根拔氣管18，

然后在各拔氣管18的底部螺紋連接風量調(diào)節(jié)裝置21，具體是將上孔板24螺紋連接在拔氣管18底部；同時在各拔氣管18的頂部通過連接桿20安裝用于遮擋拔氣管18頂部開口的風帽19。

使用時，使用者在窯洞室14內(nèi)轉(zhuǎn)動風量調(diào)節(jié)裝置21的下孔板25，使下孔板25上的拔氣孔28與上孔板24上的拔氣孔28相連通，從而使拔氣管18產(chǎn)生拔風透氣的效果。拔氣管18在室內(nèi)產(chǎn)生的負壓通過出風口16作用于送風裝置12和新風管，使得室外的新風從進風口17被吸入新風管，新風在通過新風管和土壤源換熱裝置1時，與土壤進行充分換熱，在夏天新風被土壤冷卻，在冬天新風被土壤加溫；換熱后的新風經(jīng)過橫向連接管10進入送風裝置12，最終通過出風口16送入室內(nèi)，改善室內(nèi)的溫度條件和室內(nèi)空氣的新鮮程度。

在夏季，室外空氣被吸入新風管和土壤源換熱裝置1并被土壤冷卻后，會產(chǎn)生冷凝水。如果不進行處理，這些冷凝水將會增加窯洞室14內(nèi)的空氣濕度，空氣濕度增大后，水份（汗液）的蒸發(fā)速度變慢，易導(dǎo)致窯室內(nèi)部潮濕，窯室內(nèi)壁結(jié)露，使人們產(chǎn)生悶熱的感覺。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，冷凝水沿新風管流動時，遇到擋水凸起22后會聚焦在擋水凸起22處，并在匯聚較多后沿擋水凸起22的下部尖端滴落下來，正好落入U形冷凝水管11。冷凝水通過U形冷凝水管11后被排放至窯洞之外，從而改善冷凝水對窯洞室14內(nèi)空氣的影響，提高窯洞內(nèi)空氣的品質(zhì)。

需要停止拔氣時，旋轉(zhuǎn)下孔板25，使上、下孔板24、25上的拔氣孔28完全錯開。需要開啟拔氣效果時，旋轉(zhuǎn)下孔板25，使上、下孔板24、25上的拔氣孔28相連通；通過旋轉(zhuǎn)下孔板25調(diào)節(jié)上、下孔板24、25上的拔氣孔28的對正程度，完全對正時拔氣效果達到最大；當需要短時間大量換氣時，開啟管道風機23進行強制通風，迅速改善窯洞室14內(nèi)空氣條件。

由于本發(fā)明中設(shè)置了多套拔氣裝置，每套拔氣裝置的拔氣效果均可以精確調(diào)節(jié)，因此本發(fā)明對拔氣效果可以進行非常精確的微調(diào)，將室內(nèi)被動式通風換氣速度調(diào)節(jié)到人感覺最舒適的適度。在夜晚睡眠或家中有病人時，也可以將拔氣效果降低到最為合適的程度。

以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。