隨著門窗技術(shù)的升級，越來越嚴密的密封性，在保持室溫的同時，降低了室內(nèi)的自然通風和換氣率。然而建筑物的舒適度不僅僅是溫度所決定的，風速和濕度，也起關(guān)鍵作用，所以健康換氣問題對人體的健康來說有著極重要的意義，是建筑物設(shè)計不可忽略的一個問題。
人是需要消耗氧氣的，所以在絕對密封的房間里，人無法正常居住。所以發(fā)明一種可以在密封環(huán)境下即不損耗熱能，又能滿足換氣通風要求的方法是很有必要的。
本文所介紹的這個系統(tǒng)的原理是：在組織室內(nèi)通風的設(shè)計上，依靠陽光為能源，利用太陽能風筒的煙筒效應(yīng)中產(chǎn)生的抽力作動力，以熱空氣上升冷空氣下沉的物理特性為氣體管理的突破口，來組織空氣有組織流動，來達到在損失最小熱能的基礎(chǔ)上，達到健康換氣的目的。
本系統(tǒng)的獨創(chuàng)性在于，利用設(shè)置在建筑外部的太陽能風筒的煙筒效應(yīng)作動力，來達到建筑物內(nèi)部的強制換氣目的。首次嘗試將建筑內(nèi)部打通為互通的整體來進行空氣管理。首次提出了一種有效改善密封房屋內(nèi)空氣質(zhì)量和解決換氣問題的妥善方法。
該方法的太陽能風筒為總高度超過建筑物屋頂適當高度的深色筒狀物體，截面形狀以利于吸收陽光為易。在其外圍有透明的保護罩，以利于保溫和防腐。在可能的技術(shù)條件下，將保護罩內(nèi)處理為真空，可大大提高其性能。該風筒與建筑頂高聯(lián)接處和與建筑物底部聯(lián)接處設(shè)置共兩個進風口，進風口進入室內(nèi)后安裝閥門，用來調(diào)整空氣流動方向。
風筒頂部有一個出風口，出風口外可安裝風力發(fā)電機和防水罩。該風筒的高度一般為8-9米，是安裝微型風力發(fā)電機的絕佳位置，一物多用成本低，既能提供一部分房屋的動力，還有利于風電的迅速普及發(fā)展。
太陽能輔助加溫管道是冬季用來對已經(jīng)過井水加熱的空氣進行二次升溫的裝置。其本身材質(zhì)與太陽能風筒相同，但截面稍小，只有底部一個與進風道相通的進風口，一個伸入頂層閣樓的出風口。出風口安裝閥門。進風道與安裝在井里的熱交換器的出風口相連接，將處理過的空氣傳送到建筑物地下室和太陽能輔助加熱管道之內(nèi)。在伸進地下室的出風口處安裝閥門。
該發(fā)明在夏冬兩季采用兩種不同的通風方式來實現(xiàn)其目的。
夏季制冷建立在房屋的高隔熱率之上，在日照漸強后，太陽能風筒將風筒內(nèi)部空氣加熱，密度降低而上升，形成煙筒效應(yīng)，從而產(chǎn)生動力，促使與之聯(lián)接的，密封的室內(nèi)上部的熱空氣不斷被抽走，而室外陰涼處的空氣經(jīng)過凈化器凈化后，由井水進行冷卻后進入室內(nèi)地下室的最低部位，對室內(nèi)空氣進行補充，從而形成一種強制冷通風效果。
由于上方的熱空氣被不斷抽出，而底部不斷有冷空氣進來補充，最終達到整個室內(nèi)充滿新鮮干凈的冷空氣。并且保持著一定的風速和濕度，給人們一個適宜的環(huán)境。另外屋頂?shù)募療崞鞑粌H提供輔助加熱，加速循環(huán)，還起到遮陽降溫的目的。在窗外設(shè)置遮陽防風百頁護網(wǎng)，進行遮陽降溫。
另外，此模式的通風系統(tǒng)有利于發(fā)生火災(zāi)時，強制排出濃煙，降低人員發(fā)生事故的幾率。并可以為人員的疏散和救治提供方便。
到了冬季，建筑的采暖依靠有效的保溫方式，減少熱量損失，之后由門窗等采集太陽能提高室溫。節(jié)能保暖窗簾與百頁遮陽護網(wǎng)的互補，可以預(yù)防玻璃窗冷卻的冷空氣進入室內(nèi)。而百頁護網(wǎng)則除在夏季遮陽時期，即滿足室內(nèi)采光，又遮擋陽光的熱能進入室內(nèi)外。在冬季加設(shè)毛氈后，在白天不妨礙采集陽光，在夜晚則關(guān)閉嚴密，即防風防盜，還保溫節(jié)能。
與夏季不同的是，在冬季，太陽能風筒抽取的不是房屋頂部閣樓內(nèi)的熱空氣，而是房屋底部地下室的冷空氣。而室外空氣通過井口上方的玻璃太陽房加熱后，進入井水中進行二次加熱，抽出的經(jīng)井水加熱過的空氣經(jīng)過獨立的太陽能風筒進行第三次加熱進入到房屋的閣樓，由屋頂安裝的太陽能集熱器進行第四次加熱后，進入室內(nèi)。與此同時底部冷空氣均勻抽走，上部熱空氣及時補充，最終熱空氣充滿整個房屋。
到夜晚時，則打開風機緩慢使井水加溫后的空氣持續(xù)進入室內(nèi)閣樓進行換氣。
該方法首次利用太陽能風筒的煙筒效應(yīng)作動力，實現(xiàn)了在密封的房屋內(nèi)，即不損失冷熱能，又能有全面徹底的通風。該方法首次利用地熱的恒溫做冷熱源，通過空氣作介質(zhì)，在不消耗任何人工能源的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了密封室內(nèi)的采暖和制冷。
該方法首次以相對密封的房屋為管理對象，進行有組織的室內(nèi)強制通風，徹底有效地改善了室內(nèi)的空氣質(zhì)量。
該方法是一種具有獨立進風口的封閉式通風系統(tǒng)，這就為室內(nèi)空氣質(zhì)量的控制和提高，提供了實施的可能。在作為進風口和冷熱源的井水上方井口處，設(shè)置空氣凈化器，可以降低空氣中的浮塵及細菌，大大改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。徹底地消滅浮塵、飛蟲和細菌的入侵，其次，可以通過有效的手段提高室內(nèi)空氣的質(zhì)量和特性。比如可以在進風口外種植鮮花綠樹，或在進風口定量投放居住者喜歡的香水或檀香，都可以改善空氣品質(zhì)，提高生活樂趣。另外在凈化器上方設(shè)遮陽棚或種植鮮花樹木來達到夏季降溫，冬季安裝太陽房即擋風又能采集熱能，對進入室內(nèi)的空氣進行預(yù)熱。
本方法所具有的又一好處是，它可以自動開啟和停止工作。在陽光充足時，太陽能風筒內(nèi)空氣溫度升高到比室內(nèi)溫度高過一定程度時，整個系統(tǒng)具有采暖能力時，才會開始通風循環(huán)，而夜晚則自動停止，不會損失白天吸取的熱能。
另外通過高科技的空氣監(jiān)測系統(tǒng)控制，可以對室內(nèi)空氣進行檢測管理，在室內(nèi)氧氣含量低時，自動增加風量，而在監(jiān)測到有害氣體時及時關(guān)閉閥門，并及時報警。為居住環(huán)境的安全提供保證，提高建筑的智能化設(shè)計水平。
另外本系統(tǒng)為提高井水的熱能循環(huán)效率，首次結(jié)合了地源熱泵的進排水設(shè)置提高了空調(diào)系統(tǒng)的地能利用效率。系統(tǒng)的空調(diào)熱交換器的作用是在冬季將井水和大地中的熱能傳遞給內(nèi)部的空氣，在夏季則將空氣中的熱能傳遞給井水和大地。該系統(tǒng)通過放置在空調(diào)熱交換器之內(nèi)的潛水泵不斷地抽取主井水，來提高空氣交換器的熱交換效果，而抽出的水，通過設(shè)置在墻壁內(nèi)外的管道或散熱器，在對房屋的溫度進行調(diào)節(jié)后，排入副井內(nèi)，達到使主井不斷吸取大地熱能的目的，進而達到提高空調(diào)系統(tǒng)效率的目的。而布置在具有良好保溫效果的外墻體內(nèi)側(cè)孔的溫控水管，可以截斷外墻的冷熱交換，可以使室內(nèi)墻體冬暖夏涼，極為舒適。
驅(qū)動水源流動的是低速節(jié)能水泵，在兩口井之間的管道要密封嚴密，促使虹吸現(xiàn)象的形成，從而進一步降低能源消耗。甚至可以在管路中，設(shè)置外墻太陽能加熱墻，在日照強烈時，加熱的水上升也可節(jié)約動力。
該供暖、制冷、通風一體化系統(tǒng)在采暖熱量的獲取、計算和使用上，是如此設(shè)計的：以利用井水地能加工后的空氣所含恒溫能源為基礎(chǔ)，以太陽能加熱為溫度提高的手段，以建筑物的高效保溫為舞臺來實現(xiàn)零能耗的夢想，以墻體內(nèi)恒溫水管的墻溫調(diào)整為減少熱能損失的屏障。以屋頂太陽能熱水器為補充，以太陽能電池和太陽能風筒效應(yīng)和風力發(fā)電機為動力，以滿足系統(tǒng)驅(qū)動和生活用水用電的需求。最終實現(xiàn)太陽能、地能、風能與建筑的一體化設(shè)計。成為真正能達到建筑零能耗夢想的建筑物采暖通風系統(tǒng)。
人是需要消耗氧氣的，所以在絕對密封的房間里，人無法正常居住。所以發(fā)明一種可以在密封環(huán)境下即不損耗熱能，又能滿足換氣通風要求的方法是很有必要的。
本文所介紹的這個系統(tǒng)的原理是：在組織室內(nèi)通風的設(shè)計上，依靠陽光為能源，利用太陽能風筒的煙筒效應(yīng)中產(chǎn)生的抽力作動力，以熱空氣上升冷空氣下沉的物理特性為氣體管理的突破口，來組織空氣有組織流動，來達到在損失最小熱能的基礎(chǔ)上，達到健康換氣的目的。
本系統(tǒng)的獨創(chuàng)性在于，利用設(shè)置在建筑外部的太陽能風筒的煙筒效應(yīng)作動力，來達到建筑物內(nèi)部的強制換氣目的。首次嘗試將建筑內(nèi)部打通為互通的整體來進行空氣管理。首次提出了一種有效改善密封房屋內(nèi)空氣質(zhì)量和解決換氣問題的妥善方法。
該方法的太陽能風筒為總高度超過建筑物屋頂適當高度的深色筒狀物體，截面形狀以利于吸收陽光為易。在其外圍有透明的保護罩，以利于保溫和防腐。在可能的技術(shù)條件下，將保護罩內(nèi)處理為真空，可大大提高其性能。該風筒與建筑頂高聯(lián)接處和與建筑物底部聯(lián)接處設(shè)置共兩個進風口，進風口進入室內(nèi)后安裝閥門，用來調(diào)整空氣流動方向。
風筒頂部有一個出風口，出風口外可安裝風力發(fā)電機和防水罩。該風筒的高度一般為8-9米，是安裝微型風力發(fā)電機的絕佳位置，一物多用成本低，既能提供一部分房屋的動力，還有利于風電的迅速普及發(fā)展。
太陽能輔助加溫管道是冬季用來對已經(jīng)過井水加熱的空氣進行二次升溫的裝置。其本身材質(zhì)與太陽能風筒相同，但截面稍小，只有底部一個與進風道相通的進風口，一個伸入頂層閣樓的出風口。出風口安裝閥門。進風道與安裝在井里的熱交換器的出風口相連接，將處理過的空氣傳送到建筑物地下室和太陽能輔助加熱管道之內(nèi)。在伸進地下室的出風口處安裝閥門。
該發(fā)明在夏冬兩季采用兩種不同的通風方式來實現(xiàn)其目的。
夏季制冷建立在房屋的高隔熱率之上，在日照漸強后，太陽能風筒將風筒內(nèi)部空氣加熱，密度降低而上升，形成煙筒效應(yīng)，從而產(chǎn)生動力，促使與之聯(lián)接的，密封的室內(nèi)上部的熱空氣不斷被抽走，而室外陰涼處的空氣經(jīng)過凈化器凈化后，由井水進行冷卻后進入室內(nèi)地下室的最低部位，對室內(nèi)空氣進行補充，從而形成一種強制冷通風效果。
由于上方的熱空氣被不斷抽出，而底部不斷有冷空氣進來補充，最終達到整個室內(nèi)充滿新鮮干凈的冷空氣。并且保持著一定的風速和濕度，給人們一個適宜的環(huán)境。另外屋頂?shù)募療崞鞑粌H提供輔助加熱，加速循環(huán)，還起到遮陽降溫的目的。在窗外設(shè)置遮陽防風百頁護網(wǎng)，進行遮陽降溫。
另外，此模式的通風系統(tǒng)有利于發(fā)生火災(zāi)時，強制排出濃煙，降低人員發(fā)生事故的幾率。并可以為人員的疏散和救治提供方便。
到了冬季，建筑的采暖依靠有效的保溫方式，減少熱量損失，之后由門窗等采集太陽能提高室溫。節(jié)能保暖窗簾與百頁遮陽護網(wǎng)的互補，可以預(yù)防玻璃窗冷卻的冷空氣進入室內(nèi)。而百頁護網(wǎng)則除在夏季遮陽時期，即滿足室內(nèi)采光，又遮擋陽光的熱能進入室內(nèi)外。在冬季加設(shè)毛氈后，在白天不妨礙采集陽光，在夜晚則關(guān)閉嚴密，即防風防盜，還保溫節(jié)能。
與夏季不同的是，在冬季，太陽能風筒抽取的不是房屋頂部閣樓內(nèi)的熱空氣，而是房屋底部地下室的冷空氣。而室外空氣通過井口上方的玻璃太陽房加熱后，進入井水中進行二次加熱，抽出的經(jīng)井水加熱過的空氣經(jīng)過獨立的太陽能風筒進行第三次加熱進入到房屋的閣樓，由屋頂安裝的太陽能集熱器進行第四次加熱后，進入室內(nèi)。與此同時底部冷空氣均勻抽走，上部熱空氣及時補充，最終熱空氣充滿整個房屋。
到夜晚時，則打開風機緩慢使井水加溫后的空氣持續(xù)進入室內(nèi)閣樓進行換氣。
該方法首次利用太陽能風筒的煙筒效應(yīng)作動力，實現(xiàn)了在密封的房屋內(nèi)，即不損失冷熱能，又能有全面徹底的通風。該方法首次利用地熱的恒溫做冷熱源，通過空氣作介質(zhì)，在不消耗任何人工能源的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了密封室內(nèi)的采暖和制冷。
該方法首次以相對密封的房屋為管理對象，進行有組織的室內(nèi)強制通風，徹底有效地改善了室內(nèi)的空氣質(zhì)量。
該方法是一種具有獨立進風口的封閉式通風系統(tǒng)，這就為室內(nèi)空氣質(zhì)量的控制和提高，提供了實施的可能。在作為進風口和冷熱源的井水上方井口處，設(shè)置空氣凈化器，可以降低空氣中的浮塵及細菌，大大改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。徹底地消滅浮塵、飛蟲和細菌的入侵，其次，可以通過有效的手段提高室內(nèi)空氣的質(zhì)量和特性。比如可以在進風口外種植鮮花綠樹，或在進風口定量投放居住者喜歡的香水或檀香，都可以改善空氣品質(zhì)，提高生活樂趣。另外在凈化器上方設(shè)遮陽棚或種植鮮花樹木來達到夏季降溫，冬季安裝太陽房即擋風又能采集熱能，對進入室內(nèi)的空氣進行預(yù)熱。
本方法所具有的又一好處是，它可以自動開啟和停止工作。在陽光充足時，太陽能風筒內(nèi)空氣溫度升高到比室內(nèi)溫度高過一定程度時，整個系統(tǒng)具有采暖能力時，才會開始通風循環(huán)，而夜晚則自動停止，不會損失白天吸取的熱能。
另外通過高科技的空氣監(jiān)測系統(tǒng)控制，可以對室內(nèi)空氣進行檢測管理，在室內(nèi)氧氣含量低時，自動增加風量，而在監(jiān)測到有害氣體時及時關(guān)閉閥門，并及時報警。為居住環(huán)境的安全提供保證，提高建筑的智能化設(shè)計水平。
另外本系統(tǒng)為提高井水的熱能循環(huán)效率，首次結(jié)合了地源熱泵的進排水設(shè)置提高了空調(diào)系統(tǒng)的地能利用效率。系統(tǒng)的空調(diào)熱交換器的作用是在冬季將井水和大地中的熱能傳遞給內(nèi)部的空氣，在夏季則將空氣中的熱能傳遞給井水和大地。該系統(tǒng)通過放置在空調(diào)熱交換器之內(nèi)的潛水泵不斷地抽取主井水，來提高空氣交換器的熱交換效果，而抽出的水，通過設(shè)置在墻壁內(nèi)外的管道或散熱器，在對房屋的溫度進行調(diào)節(jié)后，排入副井內(nèi)，達到使主井不斷吸取大地熱能的目的，進而達到提高空調(diào)系統(tǒng)效率的目的。而布置在具有良好保溫效果的外墻體內(nèi)側(cè)孔的溫控水管，可以截斷外墻的冷熱交換，可以使室內(nèi)墻體冬暖夏涼，極為舒適。
驅(qū)動水源流動的是低速節(jié)能水泵，在兩口井之間的管道要密封嚴密，促使虹吸現(xiàn)象的形成，從而進一步降低能源消耗。甚至可以在管路中，設(shè)置外墻太陽能加熱墻，在日照強烈時，加熱的水上升也可節(jié)約動力。
該供暖、制冷、通風一體化系統(tǒng)在采暖熱量的獲取、計算和使用上，是如此設(shè)計的：以利用井水地能加工后的空氣所含恒溫能源為基礎(chǔ)，以太陽能加熱為溫度提高的手段，以建筑物的高效保溫為舞臺來實現(xiàn)零能耗的夢想，以墻體內(nèi)恒溫水管的墻溫調(diào)整為減少熱能損失的屏障。以屋頂太陽能熱水器為補充，以太陽能電池和太陽能風筒效應(yīng)和風力發(fā)電機為動力，以滿足系統(tǒng)驅(qū)動和生活用水用電的需求。最終實現(xiàn)太陽能、地能、風能與建筑的一體化設(shè)計。成為真正能達到建筑零能耗夢想的建筑物采暖通風系統(tǒng)。
