一种四季恒温的地源空调房屋技术领域 本发明涉及一种四季恒温的地源空调房屋。更具体地说，它涉及利用浅
层地能对地源空调房屋内进行冬季供暖、夏季供冷的新型永恒可再生能源利用技术。
背景技术 人类居住的这个星球，好像一个巨大的热水瓶，外凉内热，而且是越往
里温度越高，人们把蕴藏于地球内部的热能称为地热能。浅层地热能资源开发利用潜力很
大，资源的可再生、无污染的优势，是任何化石燃料所不能替代的。
现有技术的地能利用技术主要是两种：1、水源采集系统，这种技术虽然热水抽上
来容易，但是回灌下去很难，容易导致地下水系统无法平衡等环境问题。2、地能热泵技术。
地能热泵技术以近地表层土壤为其吸收热量或排放热量的热源。在冬天，地能热泵从土壤
中吸取热量，供给热泵的蒸发器，经压缩机提高温度后，传到热泵的冷凝器，向房屋供热；在
夏天，地能热泵通过其蒸发器从房屋内吸收热量，经压缩机、冷凝器而排放到土壤中。地能
热泵技术，在有地下水源的地方，不需要专门的地下换热器，可以直接抽取地下水，经过去
除杂质的处理后，根据供暖或制冷的目的，送给热泵的蒸发器或冷凝器，完成热量交换后回
灌到地下或排放到别的地方。在没有水源的地方，热泵要与土壤交换热量，就需要设置专门
的地下换热器。地能热泵所用的地下换热器是在地面下埋设的封闭管道回路，这些管路通
常由高密度聚氯乙烯或聚丁烯塑料管组成，用泵将换热介质送入这些地下管道与地下土壤
进行热量交换，然后回到地面与热泵进行换热，换热介质通常为水的盐溶液，封闭在管路系
统，在地面上的热泵与地下换热器之间循环流动，完成换热任务。地能热泵技术的缺陷是技
术要求较高，设备投资较大，需要抽取地下水，容易导致地下水系统无法平衡，其节能效果
也仅只比电能空调节电30％～50％。
发明内容 本发明的目的就是要克服现有技术中的上述不足，提供一种四季恒温
的地源空调房屋。
本发明的高效节能减排的四季恒温的地源空调房屋，是以空气作为传热介质，转
移地下水或土壤中的热量或者冷量到所需要的地方，利用地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，
冬季把热量从地下水或土壤中转移到建筑物内，夏季再把地下的冷量转移到建筑物内，一
个年度形成一个冷热循环系统，实现节能减排的功能。
本发明的高效节能减排的四季恒温的地源空调房屋是利用地层的冬暖夏凉的特
性，通过提取和释放地层中的热量，实现冬季供暖和夏季供冷；在夏天，地源空调房屋内的
空气温度高于地下竖井内U型换热管内的空气温度，开启风机电机，地源空调房屋内热空气
经由风机→进风口→主进风管→U型换热管→主排风管→排风口完成地源空调房屋内热空
气与地下竖井内U型换热管内冷空气的交换，实现地源空调房屋内降温供冷，因为地表以下
5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，所以利用地下竖井内U型换热管内冷空气实现
地源空调房屋内降温供冷的效果比电能空调制冷的效果还好；在冬天，地下竖井内U型换热
管内的空气温度高于地源空调房屋内的空气温度，由于暖空气在封闭的管道内自然上升原
理，地下竖井内U型换热管内的暖空气经由主排风管→排风口流向地源空调房屋内，地源空
调房屋内冷空气经由风机→进风口→主进风管→U型换热管流过来补充，完成地源空调房
屋内冷空气与地下竖井内U型换热管内暖空气的交换，实现地源空调房屋内升温供暖，由于
地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，所以，利用地下竖井内U型换热管内
的暖空气实现地源空调房屋内升温供暖的效果如同春天一般的温暖宜人。
本发明的高效节能减排的四季恒温的地源空调房屋具有清洁、高效、节能的特点，
是具有很好的开发前景和可持续利用的清洁能源。
现对本发明的一种四季恒温的地源空调房屋分述如下。
一种四季恒温的地源空调房屋，四季恒温的地源空调房屋是利用地层的冬暖夏凉
的特性，以空气作为传热介质，通过提取和释放地层中的热量，实现地源空调房屋的冬季供
暖和夏季供冷；包括地下竖井、井壁、井盖、U型换热管、主进风管、主排风管、保温层、风机、
电机、开关，进风口、排风口，其技术方案的要点在于，所述的地下竖井是指有地下水的地下
竖井或者是没有地下水的地下竖井，所述的地下竖井内设置有U型换热管，U型换热管用金
属材料制作，U型换热管的一端连接主进风管，U型换热管的另一端连接主排风管，主进风管
的另一端进风口与风机连接，主排风管的另一端与排风口连接，主进风管、主排风管的外壁
敷设有保温层；在风机→进风口→主进风管→U型换热管→主排风管→排风口之间，形成封
闭不漏气的空气通道；地球蕴藏着巨大的能量资源库，地表以下5～10米的地层温度常年维
持在16℃～18℃，四季恒温的地源空调房屋是以空气作为传热介质，利用地层的冬暖夏凉
的特性，通过提取和释放地层中的热量，实现冬季供暖和夏季供冷；在夏天，地源空调房屋
的空气温度高于地下竖井内U型换热管内的空气温度，开启风机电机，地源空调房屋内热空
气经由风机→进风口→主进风管→U型换热管→主排风管→排风口的空气循环完成地源空
调房屋内热空气与地下竖井内U型换热管内冷空气的交换，实现地源空调房屋内降温供冷，
因为地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，所以利用地下竖井内U型换热管
内冷空气实现地源空调房屋内降温供冷的效果比电能空调制冷的效果还好；在冬天，地下
竖井内U型换热管内的空气温度高于地源空调房屋内的空气温度，由于暖空气在封闭的管
道内自然上升原理，地下竖井内U型换热管内的暖空气经由主排风管→排风口流向地源空
调房屋内，地源空调房屋内冷空气经由风机→进风口→主进风管→U型换热管流过来补充，
完成地源空调房屋内冷空气与地下竖井内U型换热管内暖空气的交换，实现地源空调房屋
内升温供暖，由于地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，所以，利用地下竖
井内U型换热管内的暖空气实现地源空调房屋内升温供暖的效果如同春天一般的温暖宜
人。
所述的四季恒温的地源空调房屋具有如下显著的优势：1、高效节能，如今能源成
为经济发展的″指南针″，国际能源专家普遍认为，新能源和可再生能源是21世纪将得到快
速发展的能源，四季恒温的地源空调房屋是利用地能和水能，和太阳能一样，是免费的可再
生能源；2、无环境污染，四季恒温的地源空调房屋是通过地下竖井设置全封闭的U型换热
管，通过主进风管、主排风管实现U型换热管内的空气与地源空调房屋内空气的冷热交换，
四季恒温的地源空调房屋无任何污染物排放；3、运行费用低，冬季不消耗电能也可以实现
地源空调房屋内供暖；4、无需维护，四季恒温的地源空调房屋结构简单，基本没有维护费
用；5、使用寿命长，四季恒温的地源空调房屋的U型换热管选用导热性能良好，不锈蚀的金
属管材，一次投资，长期受益；6、四季恒温的地源空调房屋不需要抽取地下水，不会对地下
水的平衡和地下水的品质造成任何影响，不会受到国家地下水资源政策的限制。
一种四季恒温的地源空调房屋，四季恒温的地源空调房屋是利用地层的冬暖夏凉
的特性，以空气作为传热介质，通过提取和释放地层中的热量，实现地源空调房屋的冬季供
暖和夏季供冷；包括地下竖井、井壁、井盖、管路分集器、U型换热管群、主进风管、主排风管、
保温层、风机、电机、开关，进风口、排风口，导热翅片，其技术方案的要点在于，所述的U型换
热管包括U型换热管群，所述的U型换热管群由多根U型换热管集合而成，U型换热管群用金
属材料制作，在所述的U型换热管或U型换热管群的内壁和/或外壁上设置有导热翅片；U型
换热管群与主进风管、主排风管之间分别连接有管路分集器，U型换热管群的一端通过管路
分集器连接主进风管，U型换热管群的另一端通过管路分集器连接主排风管，主进风管的另
一端进风口与风机连接，主排风管的另一端与排风口连接，主进风管、主排风管的外壁敷设
有保温层；在风机→进风口→主进风管→管路分集器→U型换热管群→管路分集器→主排
风管→排风口之间，形成封闭不漏气的空气通道；地球蕴藏着巨大的能量资源库，地表以下
5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，四季恒温的地源空调房屋是以空气作为传热
介质，利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的热量，实现冬季供暖和夏季供
冷；在夏天，地源空调房屋内的空气温度高于地下竖井内U型换热管群内的空气温度，开启
风机电机，地源空调房屋内热空气经由风机→进风口→主进风管→管路分集器→U型换热
管群→管路分集器→主排风管→排风口的空气循环完成地源空调房屋内热空气与地下竖
井内U型换热管群内冷空气的交换，实现地源空调房屋内降温供冷，因为地表以下5～10米
的地层温度常年维持在16℃～18℃，所以利用地下竖井内U型换热管群内冷空气实现地源
空调房屋内降温供冷的效果比电能空调制冷的效果还好；在冬天，地下竖井内U型换热管群
内的空气温度高于地源空调房屋内的空气温度，由于暖空气在封闭的管道内自然上升原
理，地下竖井内U型换热管群内的暖空气经由管路分集器→主排风管→排风口流向地源空
调房屋内，地源空调房屋内冷空气经由风机→进风口→主进风管→管路分集器→U型换热
管群流过来补充，完成地源空调房屋内冷空气与地下竖井内U型换热管群内暖空气的交换，
实现地源空调房屋内升温供暖，由于地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，
所以，利用地下竖井内U型换热管群内的暖空气实现地源空调房屋内升温供暖的效果如同
春天一般的温暖宜人。
一种四季恒温的地源空调房屋，四季恒温的地源空调房屋是利用地层的冬暖夏凉
的特性，以空气作为传热介质，通过提取和释放地层中的热量，实现地源空调房屋的冬季供
暖和夏季供冷；包括地下竖井、地面井盖、地下保温井盖、地下横井、管路分集器、U型换热管
群、主进风管、主排风管、保温层、风机、电机、开关，进风口、排风口，其技术方案的要点在
于，在所述的地下竖井的井壁的外侧设置有保温层，在地下竖井的井口设置有地面井盖，在
地面井盖的下面设置有地下保温井盖，所述的地下竖井内还设置有地下横井，在地下横井
内设置有U型换热管群。
一种四季恒温的地源空调房屋，包括地板、屋顶、墙面、保温层，其技术方案的要点
在于，在所述的地板与地面之间设置有保温层，在屋顶和四周的墙面上也设置有保温层。
本发明的一种四季恒温的地源空调房屋与现有技术相比，其有益效果是：
1、高效节能，四季恒温的地源空调房屋避免了不可再生资源的消耗，实现可持续
绿色环保的发展战略，是当今最节能的空气调节系统。四季恒温的地源空调房屋是利用地
能和水能，和太阳能一样，是免费的可再生能源。地球地热资源丰富，四季恒温的地源空调
房屋作为一种清洁、节能、环保新技术将很快被人们认识和接受。
2、无环境污染，四季恒温的地源空调房屋是通过地下竖井设置全封闭的U型换热
管，通过主进风管、主排风管实现U型换热管内的空气与地源空调房屋内空气的冷热交换，
四季恒温的地源空调房屋无任何污染物排放。是当今最环保的空气调节系统。
3、运行费用低，四季恒温的地源空调房屋夏季供冷耗电量仅相当于一台电扇，冬
季不消耗电能也可以实现地源空调房屋内供暖。
4、无需维护，四季恒温的地源空调房屋结构简单，基本没有维护费用。
5、使用寿命长，四季恒温的地源空调房屋的U型换热管选用导热性能良好，不锈钢
管或铜管或铝管，寿命长，一次投资，长期受益。
6、四季恒温的地源空调房屋不需要抽取地下水，不向外界排放任何废气、废水、废
渣、不会对地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响，不会受到国家地下水资源政策的
限制。是一种理想的对环境最友好和最高效的供热、供冷系统。
附图说明
图1 四季恒温的地源空调房屋、地下竖井、地下横井热能循环示意图。
图2 四季恒温的地源空调房屋管路分集器、U型换热管群截面图。
图3 四季恒温的地源空调房屋U型换热管群导热翅片截面图。
图4 四季恒温的地源空调房屋地下竖井井壁保温层、井盖保温层设置图。
图中：1.地下竖井，2.地下横井，3.井壁，4.保温层，5.地面井盖，6.地下保温井盖，
7.管路分集器，8.U型换热管群，9.导热翅片，10.主进风管，11.主排风管，12.风机，13.进风
口，14.排风口。
具体实施方式 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。
一种四季恒温的地源空调房屋，四季恒温的地源空调房屋是以空气作为传热介
质，利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的热量，实现地源空调房屋的冬季
供暖和夏季供冷，包括地下竖井1、井壁3、井盖5、U型换热管8、主进风管10、主排风管11、保
温层4、风机12、电机、开关，进风口13、排风口14，其技术方案的要点在于，所述的地下竖井
是指有地下水的地下竖井或者是没有地下水的地下竖井，所述的地下竖井1内设置有U型换
热管8，U型换热管8用金属材料制作，U型换热管8的一端连接主进风管10，U型换热管8的另
一端连接主排风管11，主进风管10的另一端进风口13与风机12连接，主排风管11的另一端
与排风口14连接，主进风管10、主排风管11的外壁敷设有保温层4；在风机→进风口→主进
风管→U型换热管→主排风管→排风口之间，形成封闭不漏气的空气通道；地球蕴藏着巨大
的能量资源库，地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，四季恒温的地源空调
房屋是以空气作为传热介质，利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的热量，
实现冬季供暖和夏季供冷；在夏天，地源空调房屋的空气温度高于地下竖井内U型换热管内
的空气温度，开启风机电机，地源空调房屋内热空气经由风机→进风口→主进风管→U型换
热管→主排风管→排风口的空气循环完成地源空调房屋内热空气与地下竖井内U型换热管
内冷空气的交换，实现地源空调房屋内降温供冷，因为地表以下5～10米的地层温度常年维
持在16℃～18℃，所以利用地下竖井内U型换热管内冷空气实现地源空调房屋内降温供冷
的效果比电能空调制冷的效果还好；在冬天，地下竖井内U型换热管内的空气温度高于地源
空调房屋内的空气温度，由于暖空气在封闭的管道内自然上升原理，地下竖井内U型换热管
内的暖空气经由主排风管→排风口流向地源空调房屋内，地源空调房屋内冷空气经由风机
→进风口→主进风管→U型换热管流过来补充，完成地源空调房屋内冷空气与地下竖井内U
型换热管内暖空气的交换，实现地源空调房屋内升温供暖，由于地表以下5～10米的地层温
度常年维持在16℃～18℃，所以，利用地下竖井内U型换热管内的暖空气实现地源空调房屋
内升温供暖的效果如同春天一般的温暖宜人。
所述的四季恒温的地源空调房屋具有如下显著的优势：1、高效节能，如今能源成
为经济发展的″指南针″，国际能源专家普遍认为，新能源和可再生能源是21世纪将得到快
速发展的能源，四季恒温的地源空调房屋是利用地能和水能，和太阳能一样，是免费的可再
生能源；2、无环境污染，四季恒温的地源空调房屋是通过地下竖井设置全封闭的U型换热
管，通过主进风管、主排风管实现U型换热管内的空气与地源空调房屋内空气的冷热交换，
四季恒温的地源空调房屋无任何污染物排放；3、运行费用低，冬季不消耗电能也可以实现
地源空调房屋内供暖；4、无需维护，四季恒温的地源空调房屋结构简单，基本没有维护费
用；5、使用寿命长，四季恒温的地源空调房屋的U型换热管选用导热性能良好，不锈蚀的金
属管材，一次投资，长期受益；6、四季恒温的地源空调房屋不需要抽取地下水，不会对地下
水的平衡和地下水的品质造成任何影响，不会受到国家地下水资源政策的限制。
一种四季恒温的地源空调房屋，四季恒温的地源空调房屋是以空气作为传热介
质，利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的热量，实现地源空调房屋的冬季
供暖和夏季供冷，包括地下竖井1、井壁3、井盖5、管路分集器7、U型换热管群8、主进风管10、
主排风管11、保温层4、风机12、电机、开关，进风口13、排风口14，导热翅片9，其技术方案的
要点在于，所述的U型换热管包括U型换热管群8，所述的U型换热管群8由多根U型换热管集
合而成，U型换热管群8用金属材料制作，在所述的U型换热管或U型换热管群8的内壁和/或
外壁上设置有导热翅片9；U型换热管群8与主进风管10、主排风管11之间分别连接有管路分
集器7，U型换热管群8的一端通过管路分集器7连接主进风管10，U型换热管群8的另一端通
过管路分集器7连接主排风管11，主进风管10的另一端进风口13与风机12连接，主排风管11
的另一端与排风口14连接，主进风管10、主排风管11的外壁敷设有保温层4；在风机→进风
口→主进风管→管路分集器→U型换热管群→管路分集器→主排风管→排风口之间，形成
封闭不漏气的空气通道；地球蕴藏着巨大的能量资源库，地表以下5～10米的地层温度常年
维持在16℃～18℃，四季恒温的地源空调房屋是以空气作为传热介质，利用地层的冬暖夏
凉的特性，通过提取和释放地层中的热量，实现冬季供暖和夏季供冷；在夏天，地源空调房
屋内的空气温度高于地下竖井内U型换热管群内的空气温度，开启风机电机，地源空调房屋
内热空气经由风机→进风口→主进风管→管路分集器→U型换热管群→管路分集器→主排
风管→排风口的空气循环完成地源空调房屋内热空气与地下竖井内U型换热管群内冷空气
的交换，实现地源空调房屋内降温供冷，因为地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃
～18℃，所以利用地下竖井内U型换热管群内冷空气实现地源空调房屋内降温供冷的效果
比电能空调制冷的效果还好；在冬天，地下竖井内U型换热管群内的空气温度高于地源空调
房屋内的空气温度，由于暖空气在封闭的管道内自然上升原理，地下竖井内U型换热管群内
的暖空气经由管路分集器→主排风管→排风口流向地源空调房屋内，地源空调房屋内冷空
气经由风机→进风口→主进风管→管路分集器→U型换热管群流过来补充，完成地源空调
房屋内冷空气与地下竖井内U型换热管群内暖空气的交换，实现地源空调房屋内升温供暖，
由于地表以下5～10米的地层温度常年维持在16℃～18℃，所以，利用地下竖井内U型换热
管群内的暖空气实现地源空调房屋内升温供暖的效果如同春天一般的温暖宜人。
一种四季恒温的地源空调房屋，四季恒温的地源空调房屋是以空气作为传热介
质，利用地层的冬暖夏凉的特性，通过提取和释放地层中的热量，实现地源空调房屋的冬季
供暖和夏季供冷，包括地下竖井1、地面井盖5、地下保温井盖6、地下横井2、管路分集器7、U
型换热管群8、主进风管10、主排风管11、保温层4、风机12、电机、开关，进风口13、排风口14，
其技术方案的要点在于，在所述的地下竖井1的井壁3的外侧设置有保温层4，在地下竖井1
的井口设置有地面井盖5，在地面井盖5的下面设置有地下保温井盖6，所述的地下竖井1内
还设置有地下横井2，在地下横井2内设置有U型换热管群8。
一种四季恒温的地源空调房屋，包括地板、屋顶、墙面、保温层，其技术方案的要点
在于，在所述的地板与地面之间设置有保温层，在屋顶和四周的墙面上也设置有保温层。