CN102787701B - 一种与徽派建筑遮阳檐相结合的光伏可控集热墙 - Google Patents

Abstract

一种与徽派建筑遮阳檐相结合的光伏可控集热墙，包括集热墙、太阳能光伏板、徽派建筑遮阳檐、屋檐通风管道、直流风机；徽派建筑遮阳檐上面为太阳能光伏板，中间为屋檐通风管道，徽派建筑遮阳檐下为集热墙，所述集热墙的结构由左往右依次为：白玻璃、空气夹层、可调控百叶窗帘、上通风口和下通风口；直流风机位于空气夹层内，并位于可调控百叶窗帘的正上方；屋檐通风管道和集热墙中的空气夹层相连；空气夹层的后面墙体分别开有上通风口和下通风口；本发明利用徽派建筑的遮阳檐，安装太阳能光伏板，利用光伏板驱动直流风机，同时调节百叶帘片的角度，从而改善室内热环境。

Description

一种与徽派建筑遮阳檐相结合的光伏可控集热墙

技术领域

本发明涉及一种与遮阳檐结合的新型光伏可控集热墙系统，属于被动式太阳能光热利用系统，属于太阳能利用领域。

背景技术

太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，太阳能利用开发是21世纪开发可再生能源的重要领域，依据能量转换的形式，太阳能可以分别转化为热能电能和化学能等，即太阳能的转换方式有光热转换、光电转换和光化学转换等，依据太阳能这些转换原理而加以利用的，分别称之为“太阳能热利用”、“太阳能光电利用”和“太阳能光化学利用”等。

而太阳能现在较成熟的利用还是光伏光热利用技术，光热利用主要集中在集热墙上，集热墙又叫特朗贝式集热墙，英文名称Trombe wall，简称集热墙，是集热－蓄热墙式被动式太阳房的最典型构件。它实质上是直接附设在房间墙面上，且通常设在南向外墙上的一种太阳能集热器。

集热墙是利用阳光照射到外面有玻璃罩的深色蓄热墙体上，加热透明盖板和厚墙外表面之间的夹层空气，通过热压作用使空气流入室内向室内供热，同时墙体本身直接通过热传导向室内放热并储存部分能量，夜间墙体储存的能量释放到室内；另一方面，集热墙通过玻璃盖层等将热量以传导、对流及辐射的方式损失到室外。集热墙式太阳房非常适用于我国北方太阳能资源丰富、昼夜温差比较大的地区如西藏、新疆等，它将大大改善该地居民的居住环境，减少这些地区的采暖能耗。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种可控集热墙，充分利用徽派建筑窗体面积小、墙体立面面积大的特点，同时利用徽派遮阳檐的外形特征，将可控集热墙巧妙的与徽派建筑相结合，利用徽派建筑的遮阳檐，安装太阳能光伏板，利用光伏板驱动直流风机，同时调节百叶帘片的角度，从而改善室内热环境。

本发明的技术解决方案：一种与徽派建筑遮阳檐相结合的光伏可控集热墙，包括：集热墙12、太阳能光伏板22、徽派建筑遮阳檐23、屋檐通风管道24和直流风机25；

徽派建筑遮阳檐23上面为太阳能光伏板22，中间为屋檐通风管道24，徽派建筑遮阳檐23下为集热墙12，所述集热墙12的结构由左往右依次为：白玻璃26、空气夹层28、可调控百叶窗帘27、上通风口21和下通风口29；直流风机25位于空气夹层28内，并位于可调控百叶窗帘27的正上方；屋檐通风管道24和集热墙12中的空气夹层28相连；空气夹层28的后面墙体分别开有上通风口21和下通风口29；

太阳光透过白玻璃26照射到可调控百叶窗帘27上，可调控百叶窗帘27吸收太阳能辐射，加热空气夹层28内的空气，背面温度较低的空气由下通风口29进入到集热墙空气夹层28内，直流风机25由太阳能光伏板22驱动，由直流风机25带动由屋檐通风管道24排出室外，同时冷却太阳能光伏板22背面温度；冬季白天时，屋檐下通风管道24关闭，上通风口21和下通风口29同时开启，可调控百叶窗帘27吸收透过白玻璃26的太阳能辐射，加热空气夹层内28的空气，空气夹层28内的空气和室内空气进行换热，提高了室内环境温度；冬季晚上时，屋檐通风管道24和室内相连的上通风口21和下通风口29均关闭；此时集热墙空气夹层28封闭，形成一个空气墙，能减少室内的散热量，降低室内温度的降低速度，改善室内热环境。

所述可调控百叶窗帘27的正面涂有大于等于0.9的高吸收率涂层，具有对太阳光谱内的吸光程度高，同时具有较低的发射率，冬季时能较大程度的吸收太阳能辐射，加热空气夹层28内的空气；反面涂有大于等于99%的高反射率涂层，夏季时涂有高反射率涂层的反射面朝外，反射大部分的可见光，减少集热墙12的热。

所述直流风机25为横向轴流风机，其功率与太阳辐射强弱相对应。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的可控集热墙，充分利用徽派建筑窗体面积小，墙体立面面积大的特点，同时利用徽派遮阳檐的外形特征，将可控集热墙巧妙的与徽派建筑相结合，利用徽派建筑的遮阳檐，安装太阳能光伏板，白天时太阳能光伏板驱动直流风机，同时配合调节百叶帘片的角度，从而改善室内热环境。

附图说明

图1为整体外观图；

图2为本发明可控集热墙结构示意图；

图3为本发明可控集热墙的夏季工作模式；

图4为本发明可控集热墙的冬季白天工作模式；

图5为本发明可控集热墙的冬季晚上工作模式。

具体实施方式

如图1所示，11为徽派外立墙面，12为集热墙，23为徽派建筑遮阳檐。

如图2所示，本发明包括：集热墙12、太阳能光伏板22、徽派建筑遮阳檐23、屋檐通风管道24、直流风机25。

徽派建筑遮阳檐23上面为太阳能光伏板22，中间为屋檐通风管道24，徽派建筑遮阳檐23下为集热墙12。集热墙12的结构由左往右依次为：白玻璃26、空气夹层28、可调控百叶窗帘27、上通风口21和下通风口29；直流风机25位于空气夹层28内，并位于可调控百叶窗帘27的正上方；屋檐通风管道24和集热墙12中的空气夹层28相连；空气夹层28的后面墙体分别开有上通风口21和下通风口29。

夏季时，本发明工作模式如图3所示，和室内连接的上通风口21关闭，下通风口29及屋檐通风管道24打开；可调控百叶窗帘27涂有高反射涂层的一面向外，能反射经白玻璃26进入空气夹层28的绝大部分可见光，减少集热墙南面的热量，降低室内制冷负荷；同时太阳能光伏板22产生的电能驱动直流风机25，加速空气夹层28内的空气流动，室内背面温度较低的空气由下通风口29进入空气夹层28，在直流风机25的作用下经空气夹层28和屋檐下通风管道24排出室外，同时冷却太阳能光伏板22，降低其温度，提高其发电效率；

冬季白天时，集热墙的工作模式如图4所示，屋檐通风管道24关闭，和室内连接的上通风口21和下通风口29打开，可调控百叶窗帘27涂有高吸收率的一面朝外；可调控百叶窗帘27能最大限度的吸收太阳辐射，加热空气夹层28内的空气，空气夹层28内的空气温度升高，由上部通风口21进入室内，同时室内底部温度较低的空气由于虹吸作用由下通风口29进入到集热墙夹层内，经混合加热后从上部通风口21进入室内；直流风机25工作时能加快空气夹层28内空气和室内空气的混合，从而更快的将太阳辐射能带入到室内，提高室内环境温度。

冬季晚上时，本发明可控集热墙工作模式如图5所示，屋檐通风管道24和室内相连的上通风口21和下通风口29均关闭；此时集热墙空气夹层28封闭，形成一个空气墙，能减少室内的散热量，降低室内温度的降低速度，从而改善室内热环境。

本发明未详细阐述部分属于本领域的公知技术。

Claims (3)

1.一种与徽派建筑遮阳檐相结合的光伏可控集热墙，其特征在于包括：集热墙（12）、太阳能光伏板（22）、徽派建筑遮阳檐（23）、屋檐通风管道（24）、直流风机（25）；

徽派建筑遮阳檐（23）上面为太阳能光伏板（22），中间为屋檐通风管道（24），徽派建筑遮阳檐（23）下为集热墙（12），所述集热墙（12）结构由左往右依次为：白玻璃（26）、空气夹层（28）、可调控百叶窗帘（27）、上通风口（21）和下通风口（29）；直流风机（25）位于空气夹层（28）内，并位于可调控百叶窗帘（27）的正上方；屋檐通风管道（24）和集热墙（12）中的空气夹层（28）相连；空气夹层（28）的后面墙体分别开有上通风口（21）和下通风口（29）；

太阳光透过白玻璃（26）照射到可调控百叶窗帘（27）上，可调控百叶窗帘（27）吸收太阳能辐射，加热空气夹层（28）内的空气，背面温度较低的空气由下通风口（29）进入到集热墙空气夹层（28）内，直流风机（25）由太阳能光伏板（22）驱动，空气夹层（28）内空气由直流风机（25）带动，经屋檐通风管道（24）排出室外，同时冷却太阳能光伏板（22），降低太阳能光伏板（22）背面温度；冬季白天时，屋檐通风管道（24）关闭，上通风口（21）和下通风口（29）同时开启，可调控百叶窗帘（27）吸收透过白玻璃（26）的太阳能辐射，加热空气夹层（28）内的空气，空气夹层（28）内的空气和室内空气进行换热，提高了室内环境温度；冬季晚上时，屋檐通风管道（24）和室内相连的上通风口（21）和下通风口（29）均关闭；此时空气夹层（28）封闭，形成一个空气墙，能减少室内的散热量，降低室内温度的降低速度，改善室内热环境。

2.根据权利要求1所述的与徽派建筑遮阳檐相结合的光伏可控集热墙，其特征在于：所述可调控百叶窗帘（27）的正面涂有大于等于0.9的高吸收率涂层，具有对太阳光谱内的吸光程度高，同时具有较低的发射率，冬季时能较大程度的吸收太阳能辐射，加热空气夹层（28）内的空气；反面涂有大于等于99%的高反射率涂层，夏季时涂有高反射率涂层的反射面朝外，反射大部分的可见光，减少集热墙（12）的热。

3.根据权利要求1所述的与徽派建筑遮阳檐相结合的光伏可控集热墙，其特征在于：所述直流风机（25）为横向轴流风机，所需电力由太阳能光伏板提供，太阳能光伏板（22）功率与太阳辐射强弱相对应。

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