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

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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
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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,是集热一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。
[0004] 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
[0005] 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。
[0006] 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 ;
[0007] 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 ;
[0008] 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。
[0009] 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%的闻反射率涂层,夏季时涂有闻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。
[0010] 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。
[0011] 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
[0012] 图1为整体外观图;
[0013] 图2为本发明可控集热墙结构示意图;
[0014] 图3为本发明可控集热墙的夏季工作模式;
[0015] 图4为本发明可控集热墙的冬季白天工作模式;
[0016]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
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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;
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 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%的闻反射率涂层,夏季时涂有闻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)功率与太阳福射强弱相对应。
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