CN104633814A - 一种墙体水热循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种墙体水热循环系统，包括冷水池、热水池、贮水层以及控制系统，所述冷水池埋于地下，所述贮水层固定于墙体侧面，所述贮水层包括贴近于墙体侧面的内侧板、与内侧板相对应的外侧板以及设于内侧板、外侧板之间的含水层，所述外侧板上设有若干个竖直设置的导流板，所述冷水池通过第一管道与贮水层相连接，所述贮水层通过第二管道与热水池相连接，所述热水池则通过第三管道与冷水池相连接。本发明提供的一种墙体水热循环系统，将冷水池、贮水层、热水池内的水不停流通，通过贮水层内的水流阻止或减缓墙体升温，从而降低室内的温度，在高温天气里到达低能耗、高降温的效果，且在冬天可排干水，保持空气层，具有一定的防寒效果，值得推广。

Description

一种墙体水热循环系统

技术领域

本发明属于一种建筑辅助结构，具体涉及一种墙体水热循环系统。

背景技术

高温一直是我国绝大多数地区所面对的主要难题，据全国541个站点日最高温度资料显示，在近几年中，我国境内夏季最高气温除四川西部、青藏高原以及云南北部外均突破35℃。面对夏日的高温，不少人都选择了长时间的待在凉爽的室内保持清爽，据了解目前我国夏日室内主要的制冷都是通过空调、空调电扇和传统电扇来实现的。而采用空调制冷是目前大多数人的制冷方式，其主要优势在于制冷效果好，便于控制，且制冷空间较大。但空调在提供恒定室温恒定的同时，也伴随着极大地能源消耗：据资料显示历年用电高峰都集中在夏季。以江苏省为例，2013年8月的用电量为503亿千瓦时，占全省全年4957亿千瓦时的十分之一。而相关分析也表明，夏季气温与降温耗能具有很好的同步，温度对降温耗能的影响程度随气温的升高而增加，南方降温耗能与气温变化关系更为密切。例如2003年7月，由于长沙、杭州、南昌和福州气温距平分别为2.6℃、2.6℃、2.3℃和2.5℃,相应地致使降温耗能较常年分别增加了60.0 %、63.5 %、49.4 %和61.4 %，实际降温耗能的变化与之相当。

空调在耗能的同时，也会导致室内空气质量下降，引发头痛和头晕、食欲减退、恶心呕吐、背部或关节疼痛、疲劳和嗜睡、心理烦躁等症状。而电扇制冷又不能从本质上降低环境温度，只能通过加速蒸发汗液带走人体能量。这样不仅制冷效果较差，且不能很好的控制温度，易导致人体的不适。电风扇是利用加强空气流通来实现制冷目的，但它只是降低了局部温度，从整体而言，反而消耗功率排放了热量。而空调扇制冷是我国近年来新出现的制冷方式，它在一定程度上克制了空调耗能大、易导致环境干燥的弊端，但是由于制冷面积小，制冷效果有限也成为许多家庭顾虑的因素。

从全球的角度分析，由于夏季降温带来的能耗依旧不可忽视，尤其是欧美日等发达国家，空调普及率更高，降温消耗的能源比重更大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种墙体水热循环系统，将冷水池、贮水层、热水池内的水不停流通，通过水流降低墙体的温度，从而降低室内的温度，在高温天气里到达低能耗、高降温的效果，冬天可将水抽干，形成空气层，具有一定的防寒效果，值得推广。

为解决上述问题，本发明具体采用以下技术方案：

一种墙体水热循环系统，其特征在于，包括冷水池、热水池、贮水层以及控制系统，所述冷水池深埋于地下，充分利用地底冷环境交换热量，使冷水池内的水能快速冷却下来且保持冷水温度，所述贮水层固定于墙体侧面，贮水层贴近于墙体设置，外层贮水层吸收了太阳辐射，直接阻止墙体升温，从而保持室内凉爽降低室温，所述贮水层为完全封闭的，其包括贴近于墙体侧面的内侧板、与内侧板相对应的外侧板以及设于内侧板、外侧板之间的含水层，所述外侧板上设有若干个竖直设置的导流板，使水流向稳定且流速均匀，所述冷水池通过第一管道与贮水层相连接，所述贮水层通过第二管道与热水池相连接，所述热水池则通过第三管道与冷水池相连接，所述第一管道上设有第一水泵，第一水泵由控制系统控制启闭。通过第一管道、第二管道以及第三管道将冷水池、贮水层以及热水池构成一个联通的整体，保证了水热循环的畅通。

前述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述控制系统包括单片机、温度传感器、水位传感器以及显示器，所述显示器用于显示温度传感器、水位传感器传递的信息，所述单片机设置于贮水层上用以控制温度传感器和水位传感器，所述温度传感器设置于贮水层的外侧板上，所述水位传感器设置于热水池的上部。该控制系统可全自动控制各管道上水泵的开启与关闭，亦可半自动即电控+手动的方式实现各管道上水泵的开启与关闭。

前述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述热水池设于墙体所属房屋的上方。为了保持热水池内热水的温度，该热水池采用保温隔热材料制成。若房屋较高，为了避免水头过高使底层板块受压过大，可在适当楼层高度设置储存热水的储存池并重新用水泵继续向顶部的热水池送水。

前述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述热水池上还设有分管道，所述分管道上设有阀门并连通于用户。这样，热水池内的热水还能用于住户的日常使用，节约了水源，避免热能的浪费。

前述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述、第二管道上设有第二水泵，所述第三管道上设有水阀。水泵（第一水泵、第二水泵）和水阀均与控制系统的单片机相连接，通过单片机接受到的温度传感器、水位传感器的信号进行各个水泵、水阀启闭的控制，实现水热循环。

前述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述贮水层由铝合金或者不锈钢材料制成，亦或由其它有类似性质的塑料材料制成亦可。

本发明的有益效果：本发明提供的一种墙体水热循环系统，利用水比热容大的特点，利用水吸收并带走本应通过墙体传入室内的部分热量，并将之储存加以利用，在达到夏季室内消暑的同时，解决了长期空调造成空气污染、能源大量消耗的弊端。在大面积的降低室内温度的同时使室内温度维持稳定，还不会影响正常的空气流动，在使人感受凉爽的同时，不仅贮备了温水，还有效保持了身体所处环境的“自然状态”，再结合该产品的适用性与可循环性，若在一定范围内推广使用，能在降低室内温度的同时减少很大一部分能源的消耗，节约资源，保护环境。

附图说明

图1为本发明的一种墙体水热循环系统的结构示意图；

图2为本发明的贮水层的结构示意图。

附图标记含义如下：1：冷水池；2：热水池；3：贮水层；31：内侧板；32：外侧板；33：含水层；34：导流板；4：第一管道；5：第二管道；6：第三管道；7：第一水泵；8：第二水泵；9：水阀；10：墙体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种墙体水热循环系统，包括冷水池1、热水池2、贮水层3以及控制系统，所述冷水池1深埋于地下，充分利用地底冷环境交换热量，使冷水池1内的水能快速冷却下来且保持冷水温度，所述贮水层3固定于墙体10侧面，贮水层3贴近于墙体10设置，便于水流动时带走墙壁的温度，从而降低室温，所述贮水层3是封闭的，该贮水层3包括贴近于墙体10侧面的内侧板31、与内侧板31相对应的外侧板32以及设于内侧板31、外侧板32之间的含水层33，优选贮水层3的内侧板31、外侧板32由高强度、高刚度、导热性强、耐候性好的铝合金或者不锈钢材料制成，所述外侧板32上设有若干个竖直设置的导流板34，使水流向稳定且流速均匀，所述冷水池1通过第一管道4与贮水层3相连接，所述贮水层3通过第二管道5与热水池2相连接，所述热水池2则通过第三管道6与冷水池1相连接。通过第一管道4、第二管道5以及第三管道6将冷水池1、贮水层3以及热水池2构成一个联通的整体，保证了水热循环的畅通。

进一步的，所述控制系统包括单片机、温度传感器、水位传感器以及显示器，所述显示器用于显示温度传感器、水位传感器传递的信息，所述单片机设置于贮水层3上用以控制温度传感器和水位传感器，所述温度传感器设置于贮水层3的外侧板32上，所述水位传感器设置于热水池2的上部。该控制系统可全自动控制各管道上水泵、水阀的开启与关闭，亦可半自动即电控+手动的方式实现各管道上水泵的开启与关闭。所述第一管道4、第二管道5上分别设有第一水泵7、第二水泵8，所述第三管道6上设有水阀9。水泵、水阀均与单片机相连接，通过单片机接受到的温度传感器、水位传感器的信号进行各个水泵、水阀启闭的控制，实现水热循环。当楼层较低水压较小时，可只设计第一水泵7用于抽取冷水注入贮水层即可，由于贮水层刚开始为满水状态，当有额外的水流进去时，会自动从第二管道中流出进入热水池中；但楼层较高水压较大时，则需要在第二管道上设置第二水泵，将贮水池中的热水抽取流入热水池中。

进一步的，所述热水池2设于墙体10所属房屋的上方。为了保持热水池内热水的温度，该热水池2采用保温隔热材料制成。若房屋较高，为了避免水头过高使底层板块受压过大，可在适当楼层高度设置储存热水的储存池并重新用水泵继续向顶部的热水池2送水。

进一步的，所述热水池2上还设有分管道，所述分管道上设有阀门并连通于用户。这样，热水池2内的热水还能用于住户的日常使用，节约了水源，避免热能的浪费。

该墙体水热循环系统亦可运用于平顶房，将热水池设置于平顶房屋屋顶，或者将贮水层设置于平顶房屋的屋顶。同时，该墙体水热循环系统在冬天时亦可使用，只需要将贮水层抽空水分，直接利用贮水层内的空气形成隔温层即可，阻挡室外的冷环境。

使用时，将该墙体水热循环系统布置妥当，将热水池设置于房顶，将冷水池设置于地底，贮水层则贴近于房屋墙体设置，然后分别通过第一管道、第二管道、第三管道将冷水池、贮水层以及热水池连接起来，贮水层内预存满水。夏天高温天气出现时，贮水层内的水在日照下逐渐升温，当贮水层内的温度传感器感应到达到预设温度时，则发送信号给单片机，单片机控制启动第一管道上的第一水泵，将冷水池内的冷水抽出导入到贮水层中，同时控制启动第二管道上的第二水泵，将贮水层内升温的水抽入到热水池中，实现降温解暑过程。当热水池内的水达到热水池的容量时，热水池内的水位传感器发送信号给单片机，则单片机控制第三管道上的水阀开启，将热水池内的水回流到冷水池中，进行降温。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种墙体水热循环系统，其特征在于，包括冷水池、热水池、贮水层以及控制系统，所述冷水池埋于地下，所述贮水层固定于墙体侧面，所述贮水层为封闭的，其包括贴近于墙体侧面的内侧板、与内侧板相对应的外侧板以及设于内侧板、外侧板之间的含水层，所述外侧板上设有若干个竖直设置的导流板，所述冷水池通过第一管道与贮水层相连接，所述贮水层通过第二管道与热水池相连接，所述热水池则通过第三管道与冷水池相连接，所述第一管道上设有第一水泵。

2.根据权利要求1所述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述控制系统包括单片机、温度传感器、水位传感器以及显示器，所示显示器用于显示温度传感器、水位传感器传递的信息，所述单片机设置于贮水层上用以控制温度传感器和水位传感器，所述温度传感器设置于贮水层的外侧板上，所述水位传感器设置于热水池的上部。

3.根据权利要求2所述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述热水池设于墙体所属房屋的上方。

4.根据权利要求3所述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述热水池上还设有分管道，所述分管道上设有阀门并连通于用户。

5.根据权利要求1所述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述第二管道上设有第二水泵，所述第三管道上设有水阀。

6.根据权利要求2所述的一种墙体水热循环系统，其特征在于，所述贮水层由铝合金或者不锈钢材料制成。