地氣空調,或自然空調。是利用地球巨大的容納能力和相對恆溫特性,把高溫導入大地,冬天又可以把地暖引至室內,在室內與地層之間利用工質(水,空氣)循環,不斷進行熱交換或能量交換,在室內營造一個接近地層溫度的小氣候,達到冬暖夏涼的目的。
地氣空調的特點:能耗極低,僅僅需要維持工質循環的能量。也可以稱為環保空調,節能空調,自然空調。在極熱極寒地區效果最為顯著。
地氣空調或自然空調理論依據,設計原則,1.地下室法,3.風井法地氣空調,4.水眼法地氣空調,
地氣空調或自然空調理論依據
由於地球質量夠大,具有相當的容納能力,溫度對於大地來說是相當恆定的,大氣層質量較小,受外界影響較大,溫度易受氣候變化而波動,正應了有容乃大這個哲理,正是大乃有容,我們正可以利用地球巨大的容納能力和恆溫特性,把高溫導入大地,冬天又可以把地暖引至室內,進行熱交換或能量交換,在室內營造一個接近地層溫度的小氣候,達到冬暖夏涼的目的。實際上室內體現的是大地的溫度。不會過高過低。使用能耗極低,另:地層如果沒有高能的地熱輸出,地層的溫度理論上體現的是當地一年的平均氣溫,因此,冬夏溫差較大的地方效果明顯,也就是很冷很熱的地方效果明顯,四季如春的地方效果較差。準確說,就是地層溫度與氣候溫度差大的地方效果明顯。經過熱交換,室內溫度與地層溫度是相互影響的,相互同化的,室溫向地溫發展,地溫也向室溫發展,要想得到好的效果,我們更希望室溫與地溫相等或接近,因此需要地溫影響室溫多一些,理論上與大地的交換面越大越好。通俗點,散熱面或吸熱面積越大越好。這是工程設計的主要依據。
相比電力製冷電力取暖能耗少了很多。
前提條件是,必須挖井,至少得鑽孔,要電力或人力用於水循環,電功率預計100瓦左右,這是一個工程,超級環保。一次施工永久受益。工程可繁可簡可大可小,具有很強的靈活性。
設計原則
一般地冷或地暖引入室內,隔熱保溫措施必須充分重視並認真做好,否則效果大打折扣,如果隔熱未做好,得到的冷暖氣還不夠泄漏,將會造成工程失敗。至少得多挖井打孔來補充工程的不足。一般門窗和縫隙是隔熱最薄弱的地方,尤其是金屬門窗漏能更是嚴重,如是玻璃則要貼隔熱膜,門和牆體則要貼泡沫,隔熱做的越好漏能越少效果越好。如果隔熱保溫措施做到了極致,那么這個居室儼然像個地下室那么清涼。還有與大地的熱交換方法要做到最大化。
1.地下室法
利用地下室牆面與大地接觸獲取地能,室內空氣與地層直接熱交換而獲得恆溫,地下室挖得越深效果越好。
2.水井箱法地氣空調
住房地下如果有水,適合挖井,水在水井和房間裡不斷循環,使室內溫度接近地層溫度,從而冬暖夏涼。
如圖,創建一個地下大水箱,箱裡加上幾條水泥支柱以支撐回填土的重力保持地層穩定,也可填大石塊,因石塊總是有空隙的不影響水流循環。地氣牆是兩塊金屬板夾層而成,中間有導流槽,水按圖示的方向流動,使地溫均勻分布各個角落達到最佳效果。地氣牆厚度3-5厘米,可以固定在牆壁上,
地氣牆也可用水管並排連線而成,形成如圖所示的水路,也能排成一道水牆,也可用薄膜製成,也可用水箱代替,總之靈活設計封閉的水環路不變。原理不變。
3.風井法地氣空調
如果地層沒有水,適合用風井法,當然風井越大越深越好,安全和易於施工角度考慮,打20-30厘米的風井合適一些,適用機器鑽井,開若干個井,如果效果欠佳還得增加,一般購買空調的費用也足夠做一個工程了,且使用能耗很低幾十瓦功率即可維持循環交換,且不需要時可以停止使用。回填支架可以是水泥構件或金屬等。設計時要確保空氣把所有行程走一遍以充分接觸地層達到充分交換的效果。
4.水眼法地氣空調
地層打若干10厘米左右的深井眼,因孔小算不上井,一般選濕氣較大的地方效果較好,有水沒水都可以用此法。相比打風井,更為容易,甚至手工用工具都可以鑽出來,形成一排或數排孔眼,以水管填充井眼,底部用堵頭密封,上部如圖裝上進出循環管並密封,整個水路都灌滿水並密封更利於節能循環。如果工程如法做完效果欠佳,說明孔眼不夠還得增加,整個水路必須滿水,才能確保效果並節能循環,當然水流向也可以反過來。沒電地區還可以手動循環,成為輕巧的手動空調。甚至一個手指也能撥動循環。當然也可以其他能來實現。
設計技巧:水路完全密封,加水口也密封,地層與室內工質(即水)接觸面夠大,即熱交換面夠大。
完成了,那么以後就可以過上冬暖夏涼的幸福日子了!