CN101149166A - 与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统 - Google Patents

Abstract

与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统，涉及新能源领域，包括：冷空气进口和热空气出口、自然对流通风口、阀门、阳光板、镀有选择性涂层的V型吸热板和砖石墙体等。由砖石墙体构成整个系统的外部骨架，起支撑作用。上表面镀有选择性吸收涂层的V型铝板，能有效增加集热面积，有很大的吸收率和很小的发射率。阳光板的使用可有效起到透光和保温作用。由于有砖石墙体作为储热单元，能够将部分热能储存起来供夜间和阴雨天使用，其优点是：有利于对现有住房进行太阳房改造，不必重新建造，节约成本；用空气作为传热介质，从而避免渗漏、腐蚀和冻结问题；收集热量增加，热损失减少，集热效率明显提高；制作简单、成本低、使用方便；适合不同时间、地点。

Description

与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统

技术领域

本发明专利涉及新能源领域，主要涉及太阳热能如何收集和储存以及有效为太阳房供暖的问题，特指一种与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统。

技术背景

在太阳房利用过程中，首先面临的问题就是如何收集和储存太阳热能供房间取暖所用。传统的太阳房，大都由集热器、连接管道、保温材料、储热单元和风机组成，这不仅增加了太阳房系统的整体复杂性，而且热空气在管道传输过程中有很大的热损失，降低了太阳房的利用效率。风机的使用又增加了传统能源的消耗。另外，风机带动热空气在室内形成对流，降低了人体的舒适度。

发明内容

为了避免和克服上述不足，本发明的目的是提供一种能够有效吸收太阳热能，减少散热损失，能尽快将所收集的热能传给太阳房，并且能将多余的热能储存在现有的砖石墙壁中，供阴雨天或者夜晚使用的与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统。

本发明的技术方案为：

与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统，包括：冷空气进口和热空气出口、砖石墙体，其特征是：设有自然对流通风口、阳光板、镀有选择性涂层的V型吸热板，在太阳房朝南的砖石墙壁的上部和下部各打两个圆孔，作为冷空气进口和热空气出口，镀有选择性涂层的V型吸热板固定在整个南墙上作为吸收太阳热能的单元，在南墙、门和窗的边框部位朝南方向砌有砖石墙体，阳光板安装于此砖石墙体上，位于镀有选择性涂层的V型吸热板的前方，能有效使太阳光透过并起到保温作用，在太阳房最上方砖石墙体的中部开一个圆形孔，将自然对流通风口开在上面，夏季利用自然对流进行通风降温。

在冷空气进口、热空气出口和自然对流通风口上分别安装阀门；

镀有选择性涂层的V型吸热板采用平面铝板轧制成90度角的V型板，再在V型板上表面镀上一层选择性吸收涂层，涂层材料可以是NiCrO_XN_Y、TiOyNx，镀有选择性涂层的V型吸热板可以通过膨胀螺钉固定在南墙上。

其工作过程为：在冬季，太阳光照射在太阳房南面，太阳光透过阳光板照在镀有选择性涂层的V型吸热板上，完成集热过程，该热量进一步传递给南面的砖石墙体，砖石墙体属于显热储热部分，将一部分热量储存起来，供夜间或阴雨天使用。砖石墙体中的一部分热量通过导热，以辐射传热的方式进入房间。白天，将上部的热空气出口和下部的冷空气进口的阀门都打开，关闭自然对流通风口的阀门，由于热对流，热空气会上浮，通过上部的热空气出口进入房间，冷空气由下部的冷空气进口补充，完成一个闭式循环。夜间，与白天一样，只是这时利用的热能是白天储存于砖石墙体中的热能，通过导热和对流为房间供暖。在夏天，关闭下部的冷空气进口的阀门，打开热空气出口和自然对流通风口的阀门，热空气上浮，通过自然对流通风口形成抽吸作用，将室内的热空气通过热空气出口抽吸出来，空气由门窗缝隙补充，形成对流通风效应，增强室内对流并给室内换气，使人体更加舒适。

本发明的优点是：一、有利于对现有住房进行太阳房改造，不必重新建造，节约成本。二、由于镀上了选择性吸收涂层，使吸热板有很大的吸收率和很小的发射率。三、由阳光板代替了传统被动式太阳房中的塑料涂层，降低了系统整体的热损失。四、砖石墙体作为太阳房的显热储热单元，充分利用了现有资源，能够将部分热能储存起来，供夜间和阴雨天使用。五、由于是被动式太阳房，没有使用常规能源，大大节约了能源。六、利用自然对流通风口的自然通风原理，可达到为太阳房通风降温的目的，而且太阳辐射越强、天气越热的时候，也是自然对流越强的时候。

此外，可以利用空气作为传热介质，从而避免渗漏、腐蚀和冻结问题；集热和储热结合为一体，因此可以解决太阳能不能连续供应的问题；用镀有选择性涂层的V型吸热板集热，可有效增大集热面积，并使吸热板吸收的太阳辐射更多，反射的更少；制作简单、成本低、使用方便；适合不同时间、地点，将对太阳能热利用和建筑行业产生积极影响。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

如图所示，图中标号分别代表：1.冷空气进口  2.窗户  3.热空气出口  4.自然对流通风口  5.门  6.阀门  7.阳光板  8.砖石墙体  9.镀有选择性涂层的V型吸热板。

具体实施方式

如图所示，由砖石墙体8构成整个与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统的外部骨架，起支撑作用。在南墙的上部和下部分别开两个圆孔，作为热空气出口3和冷空气进口1。在太阳房最上方砖石墙体8的中部开一个圆形孔，构成自然对流通风口4。将平面铝板用特制轧机轧制成90度角的V型板，再在V型板上表面镀上一层选择性吸收涂层，涂层材料为NiCrO_XN_Y，便得到了镀有选择性涂层的V型吸热板9。镀有选择性涂层的V型吸热板9可以通过膨胀螺钉固定在南墙上。最后将阳光板7安装在砖石墙体8上。

在实际应用时，与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统中，在冬季，太阳光照射在太阳房南面，太阳光透过阳光板7照在镀有选择性涂层的V型吸热板9上，完成集热过程，该热量进一步传递给南面的砖石墙体8，砖石墙体8属于显热储热部分，将一部分热量储存起来，供夜间或阴雨天使用。砖石墙体8中的一部分热量通过导热，以辐射传热的方式进入房间。白天，将上部的热空气出口3和下部的冷空气进口1的阀门6都打开，关闭自然对流通风口4的阀门6，由于热对流，热空气会上浮，通过上部的热空气出口3进入房间，冷空气由下部的冷空气进口1补充，完成一个闭式循环。夜间，与白天一样，只是这时利用的热能是白天储存于砖石墙体8中的热能，通过导热和对流为房间供暖。在夏天，关闭下部的冷空气进口1的阀门6，打开热空气出口3和自然对流通风口4的阀门6，热空气上浮，通过自然对流通风口4形成抽吸作用，将室内的热空气通过热空气出口3抽吸出来，空气由门窗缝隙补充，形成对流通风效应，增强室内对流并给室内换气，使人体更加舒适。

Claims (4)

1.与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统，包括：冷空气进口(1)和热空气出口(3)、砖石墙体(8)，其特征是：设有自然对流通风口(4)、阳光板(7)、镀有选择性涂层的V型吸热板(9)，在太阳房朝南的砖石墙壁的上部和下部各打两个圆孔，作为冷空气进口(1)和热空气出口(3)，镀有选择性涂层的V型吸热板(9)固定在整个南墙上作为吸收太阳热能的单元，在南墙、门和窗的边框部位朝南方向砌有砖石墙体(8)，阳光板(7)安装于此砖石墙体(8)上，位于镀有选择性涂层的V型吸热板(9)的前方，在太阳房最上方砖石墙体(8)的中部开一个圆形孔，将自然对流通风口(4)开在上面，夏季利用自然对流进行通风降温。

2.根据权利要求1所述的与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统，其特征在于：在冷空气进口(1)、热空气出口(3)和自然对流通风口(4)上分别安装阀门。

3.根据权利要求1所述的与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统，其特征在于：镀有选择性涂层的V型吸热板(9)采用平面铝板轧制成90度角的V型板，表面镀有选择性吸收涂层，涂层材料为NiCrO_XN_Y或TiOyNx。

4.根据权利要求1所述的与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统，其特征在于：镀有选择性涂层的V型吸热板(9)通过膨胀螺钉固定在南墙上。

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